Proprietà dell’acqua di mare che controllano la densità
La densità è definita come la massa dell’acqua per unità di volume e ha unità di grammi per centimetro cubo (g /cm3), chilogrammi) o chilogrammiper metro cubo (kg/ m3). La densità di acqua dolce a 4° C è di 1.0000 g / cm3 o 1.000 kg / litro o 1000 kg / m3.
Perché pensi che la massa d’acqua sia definita a una specificatemperatura?,
L’intervallo di densità negli oceani èda circa 1.020 a 1.,070 g/cm3 I cambiamenti nella densità sono causati principalmente da variazioni inpressure, la salinità e la temperatura:
· acqua fredda moredense
· più salata dell’acqua moredense
· maggiore pressurecauses aumento di densità – pressione aumenta con la profondità a causa della massa di acqua sopra
TemperatureEffects Densità
i cambiamenti di Temperatura effetto seawaterdensity: come l’acqua si raffredda la sua densityincreases., Mentre l’acqua si raffredda, le molecole di H2O imballano più strettamente insieme (perché le molecole vibrano meno a temperature più basse) e prendono il volume upless. Lo stesso numero di watermolecules in volume più piccolo si traduce in una maggiore densità.
Quanto aumenta la densità dell’acqua di mare al raffreddamento da 20° a 0°C? La densità dell’acqua di mare aumenta da 1,0240 g / cm3 a 20°C a 1,0273 g/cm3 a 0°C a salinità costante. A livello globale, c’è una media di circa 20 ° C diminuzione della temperatura dalla superficie al fondo dell’oceano., L’aumento di Thedensity con profondità causato dalla diminuzione di temperatura gioca il ruolo più grande nel determinare la densità di un campione di acqua.
Così l’aumento indensity dovuto la temperatura decrescente con profondità domina la diminuzione di thesalinity e rende l’acqua più profonda più densethan l’acqua di superficie. Ciò significa che nella maggior parte delle regioni l’oceano è stabile, cioè ci vorrà energia per mescolare l’oceano verticalmente., Questo non significa necessariamente che la situazione di polarregions
Profondità vs Temperatura
a livello Globale, la temperatura intera rangefor acqua di mare varia da ~ -2°C a +40°C, che è molto più piccolo rispetto thetemperature gamma per aria, che variano da -60°C a +60°C.
la Superficie dell’acqua le temperature variano muchmore di profondità la temperatura dell’acqua. Mostof l’oceano è caldo in superficie e più freddo a profondità crescenti. La regione in cui la diminuzione della temperatura è maggiore con la profondità è chiamata termoclino., Il tasso di cambiamento ditemperatura con profondità è chiamato gradiente di temperatura. La pendenza del gradiente di profondità in temperatura dipende dalla posizione. È più grande nell’oceano tropicale caldo (caldo in superficie e più freddo con l’aumentare della profondità) e meno nell’oceano polare freddo (un po ‘ uniformemente freddo in superficie e a profondità crescenti).
SalinityEffects
Il sale nell’acqua marina lo rende più denso dell’acqua dolce. Comemolto sale è nell’acqua di mare?, Tipicamente acqua di mare contiene tra 33 a 37 grammi ofsalt per litro di acqua di mare, althoughthe estremi di salinità può variare da 28 a 40 g/L. Oceanografi misurano la salinità in parti perthousand (ppt), quindi tipico acqua di mare è tra 33to 37 ppt.
Per fare acqua di mare, iniziare con acqua dolce e aggiungere 35 grammi di sale a un litro (1 kg) di questa acqua dolce (35 grammi per 1000 grammi). Questa acqua di mare risultante è più densa diacqua dolce a causa della massa aggiunta di sale disciolto.,
in Genere,la salinità diminuisce dalla superficie dell’oceano di acque profonde è molto piccolo,da circa 36 g/L (ppt) la superficie di 35 g/L (ppt) in acque profonde, quindi c’è una piccola diminuzione della densità con profondità indicata una temperatura costante.
La salinità dell’acqua di mare influisce anche sulla temperatura del punto di congelamento. L’acqua dolce ha un punto di congelamento a 0°C. Il punto di congelamento dell’acqua di mare è a ~ -2°C., Il punto di congelamento rispetto alla salinità spiega perché è più facile formare ghiaccio su un lago (acqua dolce) che su una baia (acqua di mare).
Densitàe movimento dell’acqua
La densità dell’acqua determina la sua tendenza a muoversi verticalmente. Se la densità dell’acqua in superficie è superiore disotto, l’acqua affonderà a un livello della propria densità. Questa situazione la colonna d’acqua è ‘instabile’ .
Se la densità di waterat superficie è inferiore al di sotto, l’acqua non affonderà., In questa situazione la colonna d’acqua è “stabile”. In questa situazione ci vuole energia in ingresso (di solito dal vento) per “spingere”l’acqua verso il basso-ad esempio, come immergere un’anatra di gomma nella vasca da bagno (si fornisce energia).
Affondamento delle acque superficiali generalmentesi verifica dove c’è aria fredda per raffreddare l’acqua in superficie. Questa situazione si trova ad alte latitudini vicinoi polacchi. In questi siti polari, le acque superficiali si raffreddano e diventano abbastanza dense da affondare migliaia di metri. L’affondamento delle acque superficiali è molto importantemeccanismo per ricostituire le acque nel ”mare profondo”.,
Al contrario, per la maggior parte dell’oceano(entro ~50° dall’equatore) le acque superficiali sono molto più calde e meno dense delle acque fredde che si trovano in profondità. In queste condizioni le acque superficiali non affondano e quindi non vi è alcun contatto diretto con le acque del mare profondo.
Cosa controlla la salinità superficiale? Principalmente i tassi relativi di evaporazione rispetto alle precipitazioni. Quando il tasso di evaporazione è maggiore delprecipitazione, quindi aumenta la salinità dell’oceano di superficie., Quando il tasso di precipitazione è maggiore rispetto al tasso di evaporazione, quindi la salinità dell’oceano superficiale diminuisce.
* Il riscaldamento superficiale e la precipitazione promuovono la stabilità della colonna d’acqua abbassando la densità dell’acqua superficiale.
· Il raffreddamento e l’evaporazione diminuiscono la stabilità aumentando la densità superficiale.
Effetti di pressione
All’aumentare della pressione, aumenta anche la densità dell’acqua., Le molecole di acqua packtogether più stretto come pressione aumenta-l’aumento di pressione con profondità, dueto il peso dell’acqua di cui sopra, e provoca la più grande densità cambia inseawater con profondità (maggiore della densità cambia a causa di temperatura andsalinity cambia).
Profili di acqua di mare vsDepth
Thermocline è uno strato all’interno di un corpo di acqua o aria in cui la temperatura cambia rapidamente con la profondità.Poiché l’acqua non è perfettamente trasparente, quasi tutta la luce solare viene assorbitalo strato superficiale, che si riscalda., Il vento e le onde fanno circolare l’acqua nello strato superficiale, distribuendo il calore al suo interno in qualche modo, e la temperatura può essere abbastanza uniforme per le prime centinaia di piedi. Al di sotto di questo strato misto, tuttavia,la temperatura scende molto rapidamente—forse fino a 20 gradi Celsius con ulteriori 150 m (500 ft) di profondità. Questa area di rapida transizione è iltermocline. Sotto il termoclino, la temperatura continua a scendere con profondità, ma molto più gradualmente. Negli oceani della Terra, il 90% dell’acqua è al di sotto del termoclino. Questo oceano profondo è consistedi strati di uguale densità, essendo scarsamente mescolati.,
Pycnocline è uno strato in cui c’è un rapido cambiamento nella densità dell’acquacon profondità. In ambienti di acqua dolce come i laghi, questo cambiamento di densità è principalmente causato dalla temperatura dell’acqua, mentre in ambienti di acqua di mare come i mezzi, il cambiamento di densità può essere causato da cambiamenti nella temperatura e/o salinità dell’acqua.
Halocline è un gradiente di salinità avertico. Poiché la salinità (di concerto con la temperatura)influenza la densità dell’acqua di mare, può svolgere un ruolo nella sua verticalestratificazione., In sostanza, l’acqua di bassa salinità (= densità inferiore) “galleggia” sopra l’acqua di salinità più elevata (=densità più elevata). L’entità del gradiente di densità risultante giocaun ruolo importante nel determinare l’impatto della miscelazione verticale. Un gradiente di salinità forte resisterà alla miscelazione, mentre un gradiente debole può essere miscelato più facilmente. Tipicamente, la struttura verticale oceanica è dettata dagli effetti della temperatura sulla densità, ma la salinità e le alocline svolgono un ruolo dominante in alcune regioni dell’oceano mondiale. Ilsub-artico Nord Pacifico è una di queste regioni.