Meerwassereigenschaften, die die Dichte steuern
Die Dichte ist definiert als die Masse des Wassers Volumeneinheit und hat Einheiten von Gramm pro Kubikzentimeter (g /cm3), Kilogramm pro Liter (kg/ L) oder Kilogramm pro Kubikmeter (kg/m3). Die Wasserqualität bei 4° C beträgt 1.0000 g/cm3oder 1.000 kg/Liter oder 1000 kg / m3.
Warum ist Ihrer Meinung nach die Wassermasse bei einer bestimmten Definierttemperatur?,
Der Dichtebereich in den Ozeanen istvon etwa 1.020 bis 1.,070 g/cm3 Die Dichteänderungen werden hauptsächlich durch Druck -, Salz-und Temperaturschwankungen verursacht:
· kälteres Wasser moredense
· salzigeres Wasser moredense
· höherer Druckverursacht Dichteerhöhung-der Druck steigt mit der Tiefe aufgrund der Wassermasse über
Temperatureffects on Density
Temperature changes effect seawaterdensity: as water cools its densityincreases., Wenn Wasser abkühlt, packen H2O-Moleküle enger zusammen (weil die Moleküle bei niedrigeren Temperaturen weniger vibrieren) und nehmen upless Volumen. Die gleiche Anzahl von Wassermolekülen in kleinerem Volumen führt zu einer höheren Dichte.
Wie stark erhöht sich die Meerwasserdichte beim Abkühlen von 20° auf 0°C? Die Meerwasserdichte steigt von 1,0240 g / cm3bei 20°C auf 1,0273 g / cm3 bei 0°C bei konstantem Salzgehalt. Weltweit gibt es einen Durchschnittvon etwa 20°C Temperaturabfall von der Oberfläche zum Grund des Ozeans., Die Temperaturabnahme spielt bei der Bestimmung der Dichte einer Wasserprobe die größte Rolle.
Somit dominiert die Zunahme der Empfindlichkeit aufgrund der abnehmenden Temperatur mit der Tiefe über die Abnahme der Salzgehalt und macht das tiefere Wasser dichter als Oberflächenwasser. Dies bedeutet, dass in den meisten Regionen der Ozean stabil ist, das heißt, eswird Energie brauchen, um den Ozean vertikal zu mischen., Dies ist nicht unbedingt die Situation in den Polarregionen
Tiefe vs Temperatur
Global reicht der gesamte Temperaturbereich für Meerwasser von ~ -2°C bis +40°C, was viel kleiner ist als der Temperaturbereich für Luft, der von -60°C bis +60°C variiert.
Oberflächenwasser die Temperaturen schwanken deutlich unter den Tiefsttemperaturen. Der größte Teil des Ozeans ist an der Oberfläche warm und in zunehmender Tiefe kälter. Die Region, in der die Temperaturabnahme mit der Tiefe am größten ist, wird als Thermolinie bezeichnet., Die Änderungsrate OFTTEMPERATUR mit Tiefe wird als Temperaturgradient bezeichnet. Die Steilheit des Temperaturgradienten hängt vom Standort ab. Es ist am größten im warmen tropischen Ozean (warm an der Oberfläche und kälter mit zunehmender Tiefe) und am wenigsten im kaltpolaren Ozean (etwas gleichmäßig kalt an der Oberfläche und in zunehmenden Tiefen).
SalinityEffects
Salz im Meerwasser macht es dichter als Süßwasser. Wie viel Salz ist im Meerwasser?, Typischerweise enthält Meerwasser zwischen 33 und 37 Grammsalz pro Liter Meerwasser, wenngleich die extremen Salzgehalte zwischen 28 und 40 g/L liegen können. Ozeanographen messen den Salzgehalt in Teilen perthousund (ppt), daher liegt typisches Meerwasser zwischen 33 und 37 ppt.
Um Meerwasser aufzunehmen, beginnen Sie mit Süßwasser und fügen Sie 35 Gramm Salz zu einem Liter (1 kg) dieses Süßwassers hinzu (35 Gramm pro 1000 Gramm). Dieses resultierende Meerwasser ist dichter alsfreshwater wegen der zugesetzten Masse des gelösten Salzes.,
Typischerweise nimmt der salzgehalt von der oberfläche ozean zu tiefen gewässern ist sehr klein,von etwa 36 g/L (ppt) an der oberfläche zu 35 g/L (ppt) in die tiefe wasser,so gibt es eine sehr kleine dichte abnahme mit tiefe gegeben eine konstante temperatur.
Die Salzgehalt des Meerwassers beeinflusst auch seine Gefrierpunkttemperatur. Süßwasser hat einen Gefrierpunkt bei 0°C. Der Gefrierpunkt des Meerwassers liegt bei ~ -2°C., Der Quetschpunkt versus Salzgehalt erklärt, warum es einfacher ist, Eis auf einem See (Süßwasser) als auf einer Bucht (Meerwasser) zu bilden.
Dichte und Wasserbewegung
Die Dichte von Meerwasser bestimmt seine Neigung, sich vertikal zu bewegen. Wenn die Dichte des Wassers an der Oberfläche höher ist alsgelow, wird das Wasser auf ein Niveau seiner eigenen Dichte sinken. In dieser Situation sei die Wassersäule „instabil“.
Wenn die Dichte der Wasseroberfläche niedriger als unten ist, sinkt das Wasser nicht., In dieser Situation ist die Wassersäule „stabil“. In dieser Situation benötigt es Energieeintrag (normalerweise vom Wind), um Wasser nach unten zu“drücken“ -z. B. wie eine Gummiente in die Badewanne zu tauchen (Sie liefern Energie).
Das Absinken von Oberflächenwasser tritt im Allgemeinen dort auf, wo kalte Luft zum Abkühlen von Wasser an der Oberfläche vorhanden ist. Diese Situation in hohen Breiten in der Nähe gefundendie Pole. An diesen polaren Standorten kühlen Oberflächenwasser ab und werden dicht genug, um Tausende von Metern zu sinken. Das Absinken von Oberflächengewässern ist sehr wichtigmechanismus zur Auffüllung von Gewässern in der „Tiefsee“.,
Im Gegensatz dazu sind die Oberflächengewässer für den größten Teil des Ozeans(innerhalb von ~50° des Äquators) viel wärmer und weniger dicht als die kalten Gewässer in der Tiefe. Unter diesen Bedingungen sinken Oberflächengewässer nicht und es besteht somit keindirekter Kontakt mit Gewässern in der Tiefsee.
Was steuert Oberfläche Salzgehalt? Vor allem die relativen Verdampfungsraten gegenüber Niederschlägen. Wenn die Verdampfungsrate größer ist als diepräzipitation, dann erhöht sich der Salzgehalt des Oberflächenmeers., Wenn die Niederschlagsrate größer istals die Verdampfungsrate, dann nimmt der Salzgehalt der Oberfläche des Ozeans ab.
· Oberflächenerwärmung und precipitation fördern die Stabilität der Wassersäule, indem sie die Dichte der Oberflächenwasser senken.
· Kühlung und Verflüssigung verringern die Stabilität durch Erhöhung der Oberflächendichte.
Druckeffekte
Mit zunehmendem Druck steigt auch die Wasserempfindlichkeit., Die Wassermoleküle packenzusammen mit steigendem Druck enger -der Druck steigt mit der Tiefe, dueto das Gewicht des Wassers oben, und verursacht die größten Dichteänderungen im Meerwasser mit der Tiefe (größer als die Dichteänderungen aufgrund von Temperatur-und Salzgehaltsveränderungen).
Meerwasserprofile vsDepth
Thermocline ist eine Schichtmit einem Gewässer oder einer Luft, in der sich die Temperatur mit der Tiefe schnell ändert.Da Wasser nicht vollkommen transparent ist, wird fast das gesamte Sonnenlicht absorbiertdie Oberflächenschicht, die sich erwärmt., Wind und Wellen zirkulieren das Wasser in Deroberflächenschicht, Verteilung der Wärme darin etwas, und die Temperatur kann für die ersten paar hundert Fuß ziemlich gleichmäßig sein. Unterhalb dieser gemischten Schicht sinkt die Temperatur jedoch sehr schnell-vielleicht bis zu 20 Grad Celsius mit einer zusätzlichen Tiefe von 150 m (500 ft). Dieser Bereich des schnellen Übergangs ist derthermocline. Unterhalb der Thermolinie sinkt dieTemperatur weiter mit der Tiefe, aber viel mehr allmählich. In den Ozeanen der Erde liegen 90% des Wassers unterhalb der Thermolinie. Dieser tiefe Ozean bestehtvon Schichten gleicher Dichte, die schlecht gemischt sind.,
Pycnocline ist eine Schicht, in der sich die Wasserdichte schnell ändertmit Tiefe. In Süßwasserumgebungen wie Seen wird diese Dichteänderung hauptsächlich durch die Wassertemperatur verursacht, während in Meerwasserumgebungen wie Ozeanen die Dichteänderung durch Änderungen der Wassertemperatur und/oder des Salzgehalts verursacht werden kann.
Halocline ist avertical Salzgehalt Farbverlauf. Da der Salzgehalt (im Einklang mit der Temperatur)die Dichte des Meerwassers beeinflusst, kann er eine Rolle bei seiner Vertikalstratifikation spielen., Im Wesentlichen „schwimmt“ niedersalziges Wasser (= niedrigere Dichte) auf höherem Salzwasser (= höhere Dichte). Die Größe des resultierenden Dichtegradienten spielteine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Auswirkungen des vertikalen Mischens. Ein starker Affinitätsgradient widersteht dem Mischen, während ein schwacher Gradient häufiger gemischt werden kann. Typischerweise Ozeanvertikalstruktur wird durch Temperatureffekte auf die Dichte diktiert, aber Salzgehalt und Geoclines spielen eine dominierende Rolle in bestimmten Regionen des Weltozeans. Der arktische Nordpazifik ist eine solche Region.