właściwości wody morskiej, które kontrolują gęstość
gęstość jest zdefiniowana jako masa jednostki objętości wody i ma jednostki gramów na centymetr sześcienny (g /cm3), kilogramy na litr (kg/ L) lub kilograma sześciennego (kg/m3). Zawartość wody słodkiej w temperaturze 4° C wynosi 1.0000 g/cm3 lub 1.000 kg / litr lub 1000 kg / m3.
dlaczego uważasz, że masa wody jest określona w określonej temperaturze?,
zakres gęstości w oceanach wynosi od około 1,020 do 1.,070 g/cm3 zmiany gęstości są spowodowane głównie wahaniami ciśnienia, zasolenia i temperatury:
· zimniejsza woda moredense · słona woda moredense · wyższe ciśnienie powoduje wzrost gęstości – wzrost ciśnienia z głębokością spowodowaną masą wody powyżej
temperaturaeffects on density
wpływ zmian temperatury wody morskiej: ponieważ woda ochładza swoją gęstośćwrasta., Gdy woda ochładza się, cząsteczki H2O pakują się bliżej siebie (ponieważ cząsteczki wibrują mniej w niższych temperaturach)i pobierają objętość. Ta sama liczba cząsteczek wodnych w mniejszej objętości powoduje większą gęstość.
ile gęstość wody morskiej wzrasta po ochłodzeniu z 20° do 0°C? Gęstość wody morskiej wzrasta od 1,0240 g/cm3w temperaturze 20°C do 1,0273 g / cm3 w temperaturze 0°C przy stałym zasoleniu. Globalnie występuje średnio około 20°C spadek temperatury od powierzchni do dna oceanu., Największą rolę w określaniu gęstości próbki wody odgrywa wzrost gęstości wraz z głębokością spowodowany spadkiem temperatury.
w ten sposób wzrost indenansacji spowodowany spadkiem temperatury z głębokością dominuje nad spadkiem zasolenia i sprawia, że głębsze wody są bardziej gęste niż wody powierzchniowe. Oznacza to, że w większości regionów ocean jest stabilny, to znaczy, że potrzeba energii, aby wymieszać ocean pionowo., Nie jest to koniecznie sytuacja na biegunach
głębokość vs Temperatura
globalnie cały zakres temperatur dla wody oceanicznej waha się od ~ -2°C do +40°C, co jest znacznie mniejsze niż Zakres temperatury powietrza, który waha się od -60°C do +60°C.
temperatury wód powierzchniowych różnią się znacznie bardziej niż temperatury wód głębokich. Większość oceanu jest ciepła na powierzchni i chłodniejsza na coraz większych głębokościach. Region, w którym spadek temperatury jest największy z głębokością nazywany jest termokliną., Szybkość zmiany temperatury z głębokością nazywa się gradientem temperatury. Stromość gradientu głębokości w temperaturze zależy od lokalizacji. Najliczniej występuje w ciepłym Oceanie tropikalnym (ciepłym na powierzchni i zimniejszym z rosnącą głębokością), a najmniej w oceanie zimnym (nieco jednolicie zimnym na powierzchni i na rosnących głębokościach).
SalinityEffects
sól w morzu sprawia, że jest gęstsza niż słodkowodna. Ile soli jest w wodzie morskiej?, Zazwyczaj woda morska zawiera od 33 do 37 gramów soli na litr wody morskiej, chociaż skrajne zasolenie może wynosić od 28 do 40 g/L. oceanografowie mierzą zasolenie w części perthousand (ppt), więc typowa woda morska wynosi od 33 do 37 ppt.
Wzbieraj wodę morską, zacznij od słodkiej wody i dodaj 35 gramów soli do jednego litra (1 kg) tej słodkiej wody (35 gramów na 1000 gramów). Ta powstająca woda morska jest gęstsza niżwoda czysta ze względu na dodaną masę rozpuszczonej soli.,
zazwyczaj zasolenie spada z powierzchni oceanu do głębokich wód jest bardzo małe,od około 36 g/l (ppt) na powierzchni do 35 g / l (ppt) w głębokich wodach,a więc jest bardzo mały spadek gęstości z głębokości przy stałej temperaturze.
zasolenie wody morskiej wpływa również na jej temperaturę punktu zamarzania. Woda słodka ma temperaturę zamarzania w temperaturze 0°C. temperatura zamarzania wody morskiej wynosi ~ -2°C., Punkt zamarzania a zasolenie wyjaśnia, dlaczego łatwiej jest tworzyć lód na jeziorze (słodkowodnym) niż na Zatoce (morskiej).
gęstość i ruch wody
gęstość wody określa jej tendencję do poruszania się w pionie. Jeśli gęstość wody na powierzchni jest wyższa niżponiżej, woda opadnie do poziomu własnej gęstości. W tej sytuacji słup wody jest „niestabilny”.
jeśli gęstość powierzchni wody jest niższa niż poniżej, woda nie zatonie., W tej sytuacji słup wody jest „stabilny”. W tej sytuacji pobiera ona energię (zwykle od wiatru) aby „popychać”wodę w dół-np. jak zanurzenie gumowej kaczki w wannie (dostarczasz energię).
zatapianie wód powierzchniowych zwykle występuje tam, gdzie na powierzchni znajduje się zimne powietrze do chłodzenia wody. Sytuacja ta znajduje się na wysokich szerokościach geograficznych w pobliżu biegunów. W tych miejscach polarnych wody powierzchniowe ochładzają się i stają się wystarczająco gęste, aby zatopić tysiące metrów. Zatonięcie wód powierzchniowych jest bardzo ważnymmechanizm uzupełniania wód w „głębokim morzu”.,
natomiast dla większości oceanów(w odległości ~50° od równika) wody powierzchniowe są znacznie cieplejsze i mniej gęstsze niż zimne wody występujące na głębokości. W tych warunkach wody powierzchniowe nie opadają, a zatem nie ma bezpośredniego kontaktu z wodami głębinowymi.
co kontroluje zasolenie powierzchni? Głównie względne wskaźniki parowania w stosunku do opadów atmosferycznych. Gdy szybkość parowania jest większa od szybkości parowania, wówczas wzrasta zasolenie powierzchni oceanu., Gdy tempo opadów jest większe niż tempo parowania, wtedy zmniejsza się zasolenie powierzchni oceanu.
· chłodzenie i wentylacja zmniejszają stabilność poprzez zwiększenie gęstości powierzchni.
efekty ciśnienia
wraz ze wzrostem ciśnienia, tak samo jak woda., Cząsteczki wody pakują się coraz mocniej wraz ze wzrostem ciśnienia-ciśnienie wzrasta wraz z głębokością, ze względu na ciężar wody powyżej i powoduje największe zmiany gęstości w wodzie z głębokością(większe niż zmiany gęstości spowodowane zmianami temperatury i wilgotności).
profile wody morskiej vsDepth
Thermocline jest warstwą w zbiorniku wodnym lub powietrznym, w którym temperatura zmienia się gwałtownie wraz z głębokością.Ponieważ woda nie jest idealnie przezroczysta, prawie całe światło słoneczne jest absorbowanewwarstwie powierzchniowej, która nagrzewa się., Wiatr i fale obiegają wodę w warstwie powierzchniowej, rozprowadzając w niej nieco ciepło, a temperatura może być równomierna przez pierwsze kilkaset metrów. Poniżej tej mieszanej warstwy temperatura spada jednak bardzo szybko—być może nawet do 20 stopni Celsjusza z dodatkowymi 150 m głębokości. Tym obszarem szybkiego przejścia jest thermocline. Poniżej termokliny temperatura spada z głębokością, ale znacznie bardziej stopniowo. W oceanach 90% wody znajduje się poniżej termokliny. Ten głęboki ocean składa się z warstw o jednakowej gęstości, słabo wymieszanych.,
Pycnocline jest warstwą, w której następuje szybka zmiana gęstości wody na głębokość. W środowiskach słodkowodnych, takich jak jeziora, ta zmiana gęstości jestprimarycznie spowodowana temperaturą wody, podczas gdy w środowiskach morskich, takich jakocean zmiana gęstości może być spowodowana zmianami temperatury wody i / lub salinity.
Haloklina jest gradientem zasolenia. Ponieważ zasolenie (w połączeniu z temperaturą)wpływa na gęstość wody morskiej, może odgrywać rolę w jej pionowej stratyfikacji., Zasadniczo woda o niższym zasoleniu (=niższa gęstość) „unosi się” na górze wody o wyższym zasoleniu (= wyższa gęstość). Wielkość uzyskanego gradientu gęstości odgrywa ważną rolę w określaniu wpływu mieszania pionowego. Silny gradient jest odporny na mieszanie, podczas gdy słaby gradient może być bardziej mieszany. Zazwyczaj wierzchołki oceanów są podyktowane wpływem temperatury na gęstość, ale zasolenie i linie oceaniczne odgrywają dominującą rolę w niektórych rejonach Oceanu Światowego. Jednym z takich regionów jest arktyczny północny Pacyfik.