propriétés de L’eau de mer qui contrôlent la densité
La densité est définie comme la masse de l’eau par unité de volume et a des unités de grammes KILOGRAMMEPER mètre cube (kg /m3). La densité de l’eau douce à 4° c est de 1.0000 g/cm3 ou 1.000 kg/litre ou 1000 kg/m3.
Pourquoi pensez-vous que la masse de l’eau est définie à une specifictemperature?,
la plage de densité dans les océans est d’environ 1,020 à 1.,070 g/cm3 les changements de densité sont principalement dus aux variations de pression, de salinité et de température:
· eau plus froide moredense
· eau plus salée moredense
· pression plus élevéeprovoque une augmentation de densité – la pression augmente avec profondeur due à la masse de l’eau au-dessus
la températureeffets sur la densité
Les changements de température affectent la densité de l’eau de mer: lorsque l’eau refroidit, sa densité augmente., À mesure que l’eau refroidit, les molécules de H2O s’emballent plus étroitement(car les molécules vibrent moins à des températures plus basses) et prennent un volume Ascendant. Le même nombre de molécules d’eau dans un volume plus petit entraîne une densité plus élevée.
combien la densité de l’eau de mer augmente-t-elle lors du refroidissement de 20° à 0°C? La densité de l’eau de mer augmente de 1,0240 g / cm3 à 20°C à 1,0273 g/cm3 à 0°C à une salinité constante. Globalement, il y a une baisse moyenne d’environ 20°C de la température de la surface au fond de l’océan., L’augmentation de la densité avec la profondeur causée par la diminution de la température joue le rôle le plus important dans la détermination de la densité d’un échantillon d’eau.
ainsi, l’augmentation de la densité due à la diminution de la température avec la profondeur domine sur la diminution de la salinité et rend l’eau plus profonde plus dense que l’eau de surface. Cela signifie que dans la plupart des régions, l’océan est stable, c’est-à-dire queil faudra de l’énergie pour mélanger l’océan verticalement., Ce n’est pas nécessairement la situation dans les régions polaires
profondeur vs température
globalement, toute la plage de température pour l’eau de mer varie de ~ -2°C à +40°C, ce qui est beaucoup plus petit que la plage de température pour l’air, qui varie de -60°C à +60°C.
Les températures des eaux de surface varient beaucoup plus que les températures des eaux profondes. La plupart des océans sont chauds à la surface et plus froids à des profondeurs croissantes. La région où la diminution de la température est la plus forte avec la profondeur est appelée thermocline., Le taux de changement dela température avec la profondeur s’appelle le gradient de température. La pente du gradient de profondeur en température dépend de l’emplacement. Il est le plus grand dans l’océan tropical chaud(chaud à la surface et plus froid avec l’augmentation de la profondeur) et le moins dans l’océan froid (un peu uniformément froid à la surface et à des profondeurs croissantes).
SalinityEffects
le Sel dans seawatermakes il plus dense que l’eau douce. Commentbeaucoup de sel est dans l’eau de mer?, L’eau de mer contient généralement entre 33 et 37 grammes de sel par litre d’eau de mer, bien que les extrêmes de salinité puissent aller de 28 à 40 g/L. les océanographes mesurent la salinité dans les parties du perthousand (ppt), donc l’eau de mer typique se situe entre 33 et 37 ppt.
Pourprenez de l’eau de mer, commencez par de l’eau douce et ajoutez 35 grammes de sel à un litre (1 kg) de cette eau douce (35 grammes pour 1000 grammes). Cette eau de mer résultante est plus dense queeau douce en raison de la masse ajoutée de sel dissous.,
Typiquement,la salinité diminue de l’océan de surface aux eaux profondes est très faible,d’environ 36 g/l (ppt) en surface à 35 g / l (ppt) en eau profonde, il y a donc une très faible diminution de densité avec la profondeur
la salinité de l’eau de mer affecte également sa température de point de congélation. L’eau douce a un point de congélation à 0°C. le point de congélation de L’eau de mer est à ~ -2°C., Le point de congélation par rapport à la salinité explique pourquoi il est plus facile de former de la glace sur un lac (eau douce) que sur une baie (eau de mer).
Densityand le Mouvement de l’Eau
La densité ofseawater détermine sa tendance à se déplacer verticalement. Si la densité de l’eau à la surface est supérieure à ci-dessous, l’eau coulera à un niveau de sa propre densité. Cette situation la colonne d’eau est « instables ».
Si la densité de l’eauà la surface est inférieure à celle ci-dessous, l’eau ne coulera pas., Dans cette situation, la colonne d’eau est « stable ». Dans cette situation, il faut un apport d’énergie (généralement du vent) pour « pousser »l’eau vers le bas-par exemple, comme submerger un canard en caoutchouc dans une baignoire (vous fournissez de l’énergie).
le coulage des eaux de surface se produit généralement lorsqu’il y a de l’air froid pour refroidir l’eau à la surface. Cette situation se trouve aux hautes latitudes près des pôles. Sur ces sites polaires, les eaux de surface se refroidissent et deviennent suffisamment denses pour couler des milliers de mètres. Le naufrage des eaux de surface est très importantmécanisme pour reconstituer les eaux de la ”mer profonde ».,
en revanche, pour la majeure partie de l’océan(à environ 50° de l’Équateur), Les Eaux de surface sont beaucoup plus chaudes et moins denses que les eaux froides trouvées en profondeur. Dans ces conditions, les eaux de surface ne coulent pas et il n’y a donc pas de contact direct avec les eaux des grands fonds.
Qu’est-ce qui contrôle la salinité de surface? Principalement les taux relatifs d’évaporation par rapport aux précipitations. Lorsque le taux d’évaporation est supérieur à leprécipitation, alors la salinité des océans de surface augmente., Lorsque le taux de précipitations est plus grandque le taux d’évaporation, la salinité de l’océan de surface diminue.
· le chauffage de Surface et la précipitation favorisent la stabilité de la colonne d’eau en abaissant la densité de l’eau de surface.
· le refroidissement et l’évaporation diminuent la stabilité en augmentant la densité de surface.
Effets de la Pression
à mesure Que la pression augmente, waterdensity., Les molécules d’eau s’emballent ensemble plus serré à mesure que la pression augmente-la pression augmente avec la profondeur, en raison du poids de l’eau ci-dessus, et provoque les plus grands changements de densité dansl’eau de mer avec la profondeur (plus grande que les changements de densité dus aux changements de température et de salinité).
profils d’eau de mer vsDepth
la Thermocline est une couche dans un plan d’eau ou d’air où la température change rapidement avec la profondeur.Parce que l’eau n’est pas parfaitement transparente, presque toute la lumière du Soleil est absorbée dansla couche de surface, qui se réchauffe., Le vent et les vagues font circuler l’eau dans la couche de surface, répartissant quelque peu la chaleur à l’intérieur, et la température peut être assez uniforme pour les premières centaines de pieds. Au—dessous de cette couche mixte, cependant,la température chute très rapidement-peut-être jusqu’à 20 degrés Celsius avec une profondeur supplémentaire de 150 m (500 pi). Cette zone de transition rapide est lethermocline. Sous la thermocline, la température continue de baisser avec la profondeur, mais beaucoup plus progressivement. Dans les océans de la terre, 90% de l’eau est en dessous de la thermocline. Cet océan profond consistedes couches de densité égale, étant mal mélangées.,
La Pycnocline est une couche où il y a un changement rapide de la densité de l’eauavec la profondeur. Dans les environnements d’eau douce tels que les lacs, ce changement de densité est principalement causé par la température de l’eau, tandis que dans les environnements d’eau de mer tels que les océans, le changement de densité peut être causé par des changements de température et/ou de salinité de l’eau.
L’Halocline est un gradient de salinité moyen. Parce que la salinité (de concert avec la température)affecte la densité de l’eau de mer, elle peut jouer un rôle dans sa verticalstratification., Essentiellement, l’eau de faible salinité (= densité plus faible) « flotte » au-dessus de l’eau de salinité plus élevée (=densité plus élevée). L’ampleur du gradient de densité résultantun rôle important dans la détermination de l’impact du mélange vertical. Un fort gradient de salinité résistera au mélange, tandis qu’un gradient faible peut être mélangé plus facilement. Typiquement, la structure verticale de l’océan est dictée par les effets de la température sur la densité, mais la salinité et les aloclines jouent un rôle dominant dans certaines régions de l’océan mondial. Le Pacifique Nord sous-Arctique est l’une de ces régions.