Zeewater Eigenschappen die Controle op Dichtheid
de Dichtheid is gedefinieerd als de massa van waterper volume-eenheid en uitgedrukt in gram per kubieke centimeter (g /cm3), kilogram per liter kg/ L) of kilogramsper kubieke meter (kg/m3). De dichtheid van zoetwater bij 4° C is 1,0000 g / cm3of 1.000 kg/liter of 1000 kg / m3.
Waarom denk je dat de massa van water is gedefinieerd op een specifieke temperatuur?,
de dichtheid in de oceanen varieert van ongeveer 1,020 tot 1.,070 g/cm3 De veranderingen in de dichtheid worden vooral veroorzaakt door variaties inpressure, zoutgehalte en temperatuur:
· kouder water moredense
· zouter water moredense
· hogere pressurecauses dichtheid verhogen – de druk neemt toe met de diepte als gevolg van de massa ofwater boven
TemperatureEffects op Dichtheid
Temperatuur veranderingen effect seawaterdensity: als water koelt de densityincreases., Als water afkoelt, H2O moleculen verpakken dichter bij elkaar (omdat de moleculen trillen minder bij lagere temperaturen) en nemen upless volume. Hetzelfde aantal watermoleculen in kleiner volume resulteert in een hogere dichtheid.
hoeveel neemt de zeewaterdichtheid toe bij afkoeling van 20° tot 0°C? De zeewaterdichtheid neemt toe van 1,0240 g/cm3 bij 20°C tot 1,0273 g/cm3 bij 0°C bij een constant zoutgehalte. Wereldwijd is er een gemiddelde van ongeveer 20°C temperatuurdaling van het oppervlak tot de bodem van de oceaan., De dichtheid toename met diepte veroorzaakt door de temperatuurdaling speelt de grootste rol bij het bepalen van de dichtheid van een monster van water.
dus de toename van de indidensiteit als gevolg van de dalende temperatuur met diepte domineert over de zoutheidsafname en maakt het diepere water dichter dan het oppervlaktewater. Dit betekent dat in de meeste regio ‘ s de oceaan stabiel is, dat wil zeggen dat er energie nodig is om de oceaan verticaal te mengen., Dit is niet noodzakelijk de situatie in de polaire regio ‘ s
diepte vs temperatuur
globaal varieert het gehele temperatuurbereik voor oceaanwater van ~ -2°C tot +40°C, wat veel kleiner is dan het temperatuurbereik voor lucht, dat varieert van -60°C tot +60°C.
oppervlaktewatertemperaturen variëren veel meer dan diepwatertemperaturen. Het grootste deel van de oceaan is warm aan het oppervlak en kouder op toenemende dieptes. Het gebied waar temperatuurdaling het grootst is met diepte wordt de thermocline genoemd., De snelheid van verandering van temperatuur met diepte wordt de temperatuurgradiënt genoemd. De steilheid van de diepte gradiënt in temperatuur is afhankelijk van de locatie. Het is het grootst in de warme tropische oceaan(warm aan het oppervlak en kouder met toenemende diepte) en het minst in de koudpolaire Oceaan (enigszins gelijkmatig koud aan het oppervlak en op toenemende dieptes).
Zouteffect
zout in zeewater maakt het dichter dan zoetwater. Hoeveel zout zit er in zeewater?, Typisch zeewater bevat tussen 33 en 37 gram zout per liter zeewater, hoewel de uitersten van het zoutgehalte kunnen variëren van 28 tot 40 g/L. oceanografen meten het zoutgehalte in delen perthousand (ppt), dus typisch zeewater is tussen 33 en 37 ppt.
om zeewater te maken, te beginnen met zoetwater en 35 gram zout toe te voegen aan één liter (1 kg) van dit zoetwater (35 gram per 1000 gram). Dit resulterende zeewater is dichter danfreshwater vanwege de toegevoegde massa van opgelost zout.,
kenmerkend is dat het zoutgehalte van de oppervlakte-Oceaan tot diep water zeer klein is,van ongeveer 36 g/L (ppt) aan het oppervlak tot 35 g/L (ppt) in het diep water,waardoor er een zeer kleine densiteitsafname is bij een constante temperatuur.
De zoutgehalte van zeewater beïnvloedt ook de vriespunt temperatuur. Zoetwater heeft een vriespunt bij 0°C. Het vriespunt van zeewater ligt op ~ -2°C., Het vriespunt versus zoutgehalte verklaart waarom het gemakkelijker is om ijs te vormen op een meer (zoetwater) dan op een baai (zeewater).
dichtheid en waterbeweging
de dichtheid van zeewater bepaalt de neiging om verticaal te bewegen. Als de dichtheid van het water aan de oppervlakte hoger is dan onder, zal het water zinken tot een niveau van zijn eigen dichtheid. In deze situatie is de waterkolom ‘onstabiel’ .
als de dichtheid van het water op het oppervlak lager is dan hieronder, zal het water niet zinken., In deze situatie is de waterkolom ‘stabiel’ . In deze situatie kost het energie-input (meestal van de wind) om water naar beneden te “duwen”-bijvoorbeeld als het onderdompelen van een rubberen eend in badkuip (u levert energie).
zinken van oppervlaktewater vindt in het algemeen plaats waar er koude lucht is om water aan het oppervlak te koelen. Deze situatie op grote breedtegraden in de buurt van de Polen. Op deze poolgebieden koelt het oppervlaktewater af en wordt zo dicht dat het duizenden meters kan zinken. Het zinken van oppervlaktewater is een zeer belangrijk mechanisme om het water in de “diepzee” aan te vullen .,
daarentegen is het oppervlaktewater voor het grootste deel van de oceaan(binnen ~50° van de evenaar) veel warmer en minder dicht dan het koude water dat op diepte wordt aangetroffen. Onder deze omstandigheden zinken de oppervlaktewateren niet en is er dus geen direct contact met de diepzeewateren.
wat bepaalt het zoutgehalte van het oppervlak? Vooral de relatieve verdampingsgraad ten opzichte van de neerslag. Wanneer de verdampingssnelheid groter is dan de precipitatie, neemt het zoutgehalte van de oppervlaktezeebodem toe., Wanneer de neerslagsnelheid groter is dan de verdampingssnelheid, neemt het zoutgehalte van de oppervlaktezee af.
· oppervlakteverwarming en-precipitatie bevorderen de stabiliteit van de waterkolom door de dichtheid van oppervlaktewater te verlagen.
· koeling en verdamping verminderen de stabiliteit door de oppervlaktedichtheid te verhogen.
drukeffecten
naarmate de druk toeneemt, neemt ook de waterdichtheid toe., De watermoleculen verpakken strakker als de druk toeneemt-de druk neemt toe met de diepte, door het gewicht van het water hierboven, en veroorzaakt de grootste dichtheidsveranderingen in zeewater met de diepte (groter dan de dichtheidsveranderingen als gevolg van temperatuur en zoutgehalte veranderingen).
Zeewaterprofielen vsdiepte
Thermocline is een laag in een water-of luchtlichaam waar de temperatuur snel verandert met de diepte.Omdat water niet perfect transparant is, wordt bijna al het zonlicht opgenomen inde oppervlaktelaag, die opwarmt., Wind en golven laten het water in de oppervlaktelaag circuleren, waardoor de warmte er enigszins in wordt verdeeld, en de temperatuur kan de eerste paar honderd meter uniform zijn. Onder deze gemengde laag daalt de temperatuur echter zeer snel—misschien wel 20 graden Celsius met een extra diepte van 150 m. Dit gebied van snelle overgang is de thermocline. Onder de thermocline blijft de temperatuur dalen met de diepte, maar veel geleidelijker. In de oceanen van de aarde ligt 90% van het water onder de thermocline. Deze diepe oceaan bestaat uit lagen van gelijke dichtheid, die slecht gemengd zijn.,
Pycnocline is een laag met een snelle verandering in waterdichtheid met diepte. In zoetwateromgevingen zoals meren wordt deze dichtheidsverandering voornamelijk veroorzaakt door watertemperatuur, terwijl in zeewateromgevingen zoals OCEANS de dichtheidsverandering kan worden veroorzaakt door veranderingen in watertemperatuur en/of zoutgehalte.
Halocline is een avertical salinity gradient. Omdat zoutgehalte (in combinatie met temperatuur)de dichtheid van zeewater beïnvloedt, kan het een rol spelen in zijn verticalstratificatie., In wezen, lowersalinity water (= lagere dichtheid) “drijft” op de top van hogere zoutwater (= hogere dichtheid). De grootte van de resulterende dichtheidsgradiënt speelt een belangrijke rol bij het bepalen van de impact van verticale menging. Een sterke saliniteitsgradiënt is bestand tegen mengen, terwijl een zwakke gradiënt gemakkelijker kan worden gemengd. Kenmerkend is dat de verticale structuur van de oceaan wordt gedicteerd door temperatuureffecten op de dichtheid, maar zoutgehalte en haloclines spelen een dominante rol in bepaalde regio ‘ s van de wereldzee. Thesub-Arctic North Pacific is een dergelijke regio.