511 TS-diagrammid

511 TSD iseloomustus

511 Kirjanduse loetelu

[2] 118-150[3] 42-48[4] 73-102[5] 1-21[6] 31-36[7] 10-20[10] 123-160

Selles moodulis käsitleme...● veemassi peamised

omadused● temperatuur● soolsus● rõhu funktsioon

● TS-diagrammide koostamine

● oskate leida veemassi soolsuse, tiheduse

● oskate lugeda ja interpreteerida TS-diagramme

● oskate hinnata stratifikatsiooni püsivuse

1. Soolsus

● Mis on soolsus● Mis on halokliin● Mis on soolsuse ühikud● Kuidas mõõta soolsust ● Tähtsamad soolad vees● Miks ekvaatoril pinnakiht

soolasem, kui madalamad kihid?

● Millised faktorid määravad soolsust? Millest ta sõltub?

● Määrata soolsus ühe komponendi järgi

● Lugeda soolsuse profiili

Terminid

Soolsus on merevees lahustunud mineraalsoolade suhteline mass. Halokliin on veekiht, kus soolsuse väärtus sügavusega kiiresti muutub, ehk on suur vertikaalne gradient.

Soolsuse mõõtmine

Püsival temperatuuril merevee elektrijuhtivus sõltub kloorsusest praktiliselt lineaarselt. Mugav on mõõta soolsust elektrijuhtivuse mõõtmise meetodil.

KCl lahus temperatuuril 15о C normaalrõhul kasutatakse etaloonina soolsuse mõõtmisel.

Merevesi on hapete, soolade ja gaaside väga lahja lahus. Soolsus on merevees lahustunud mineraalsoolade suhteline mass (g/kg vett)Soolsus sõltub aurumisest, sademetest, lahustamisest, jäätumisest, jõgede sissevoolust, jää sulamisest. Merevees lahustunud ioonide vastastikune suhe on muutumatu. Kõige levinumad soolad on NaCl, MgCl2, KCl, MgSO4, CaSO4, K2SO4, CaCO3. Elektrijuhtivus - etalon KCl, temp 15C, 760 mm Hg - soolsuse 35 jaoks. Soolsuse gradient on halokliin.

Koostisosad

Ioonide sisaldus

Koostis on praktiliselt konstante

Cl 55,04%Na 30,6%SO4 7,68%Mg 3,69%Ca 1,16%K 1,10%HCO3 0,41%Br 0,19%

Soolsusliku koostise püsivuse reegel

Merevees lahustunud ioonide vastastikune suhe on muutmatu, vaatamata üldkontsentratsiooni muutumisele

Soolsuse profiil (Madagascar, 52E 22S, 19.10.2011)

palju sademeid

halokliin

Antarktiline veemassSoolane vesi ekvaatori hoovusega vajub alla

Harjutus● Kloori sisaldus veeproovis massiga 1 kg on 16

g. Kui suur on veemassi soolsus?

Lahendus. Kuna kloor moodustab 55% kogu soolade massist, siis kõikide soolade mass oleks 1,8 korda suurem. 16 : 0,5504 = 29Seega soolsus on 29 psu.

Näide. Halokliini leidmineSoolsusprofiil on näidatud joonisel. Mis sügavusel esineb halokliin?

Lahendus. Vaatame, kus soolsus järsult kahaneb võisuureneb. Kahaneb vahemikus 200-980 m, suurenebvahemikus 1200 - 2000meetrini. Need osad ongi halokliin.

Allikas: Uus-Meremaa, 162E 42S 12.10.2011

KüsimusedMiks meri on soolane?Kuidas määratakse soolsus, ühikud?Mis infot annab see soolsuse profiil okeanograafile?

Kontrolli oma teadmisiMis infot annab see soolsuse profiil okeanograafile?

2. Merevee temperatuur

● Mis on temperatuur?● Kuidas temperatuur jaotub

sügavuti?

● Mis on termokliin?● Mis on potentsiaalne

temperatuur● Mis on adiabaatiline

protsess?● Millest sõltub

temperatuur?

● määrata veemassi temperatuuri

● leida profiili järgi termokliin● interpreteerida

temperatuuri profiili

Terminid

Temperatuur on molekulide kineetiline energia. Termokliin on veekiht, kus temperatuur järsult muutub (kasvab või langeb). Potentsiaalne temperatuur - veemassi temperatuur, kui see oleks viidud veepinnale ilma soojusvahetuseta ümbritseva keskkonnaga.Adiabaatiline protsess - ei toimu soojusvahetust ümbrusega.

Merevee temperatuur

Veetemperatuur sõltub Päikese kiirgusest.

Sügavusega temperatuur langeb alati, v.a. polaaraladel.

Suurel sügavusel temperatuuri tõstab veesamba rõhk, seetõttu potentsiaalne temperatuur on alati väiksem, kui mõõdetud väärtused.

Temperatuuri profiil

Profiili osad: külm kile, segunenud kiht, sesoonne termokliin, külm vahekiht, peatermokliin, põhjakiht (Läänemeri)

Allikas: ekvaatoril Indoneesia lähedal, India ookean

Näide. Termokliini leidmine

Temperatuuriprofiil on näidatud joonisel. Mis sügavusel esineb termokliin?Termokliin on kiht, kus temperatuur muutub hüppeliselt. Need on 100-250 m,260-750 m.Sujuv muutus onsügavustel üle 750 m.

Temperatuuriprofiili lugemineMida ütleb profiil mereuurijale?

Mis on pinnakihi temperatuur?

Kas temperatuur kahaneb pidevalt?

Kas on järsud temperatuuri muutused?

Kontrolli oma teadmisiMis infot annab see temperatuuriprofiil?

Küsimused

Miks polaaraladel sügavamad kihid soojemad, kui veepind?Millest sõltub veemassi temperatuur?

3. Merevee tihedus

● Mis on tihedus● Millest sõltub tihedus

● määrata vee tihedus● interpreteerida profiili

TerminidTihedus - ruumalaühiku mass, vee tihedus sõltub temperatuurist, soolsusest ja rõhust. Eriruumala on 1 kg ainehulga ruumala (m3)Tinglik tihedus σt = (tihedus atm rõhul/ magevee tihedus atm rõhul - 1) * 1000, ülejääk üle 1000Potentsiaalne tihedus (ρθ) - tihedus sellel temp., mille omandab veemass, kui seda tõsta pinnale adiabaatiliselt (soojuse vahetuseta)Tinglik potentsiaalne tihedus = (ρθ atm rõhul / magevee tihedus atm rõhul - 1) * 1000Homogeenne - tihedus = const, muutumatuBarotroopne - tihedus sõltub ainult rõhustBarokliinne - tihedus sõltub T, S ja P

Tiheduse leidmine

Merevee tihedus sõltub kolmest komponendist:temperatuurist, soolsusest ja rõhust. Matemaatiliselt seda saab kirja panna järgmiselt:ρ = f (T, S, P)

Kalkulaator on siin:http://www.phys.ocean.dal.ca/~kelley/seawater/density.html

Harjutus. UNESCO valem

Antud temperatuurid ja soolsused 10 dbar juures. Leida tihedused.Joonistada diagramm, määrata stabiilsus.Leida tinglik tihedus

Tingliku tiheduse leidmine

Antud veemassi tihedus (1028 kg/m3). Leida tinglik ja potentsiaalne tihedus.

Tinglik tihedus σt = (tihedus atm rõhul/ magevee tihedus atm rõhul - 1) * 10001028/1000 - 1 = 0,0280,028*1000 = 28

Tinglik potentsiaalne tihedus = (ρθ atm rõhul / magevee tihedus atm rõhul - 1) * 1000(1024/1000 - 1) * 1000 = 24

Küsimused

Mis tingimustel vee tihedus on minimaalne?Milleks on vaja potentsiaalset tihedust?

Kontrolli oma teadmisiMis järjekorras tuleb kallata veeproovid, et stratifikatsioon oleks püsiv?

4. TS-diagrammid

● Mis on TS-diagramm● Mis on selle diagrammi

eesmärk

● interpreteerida TS-diagrammi

Terminid

TS-diagramm on skeem, mis näitab, millised veemassid moodustavad profiili, kuivõrd püsiv on stratifikatsioon. Sügavused näidatakse numbritega.

TS-diagrammid

Reaalajas - http://dapper.pmel.noaa.gov/dchart/

veepind

põhjalähedased kihid

Ocean viewer

http://iridl.ldeo.columbia.edu/SOURCES/.LEVITUS94/oceanviews2.html

Veemassid

Veemasside omadused

soolsus temperatuur

NADW 34.9...35 +2...+4o

AAIW 33.8...34.3 +2...+4o

AABW 34.6...34.7 -0.8...0o

SAMW soolsus temperatuur

NPDW soolsus temperatuur

CDW soolsus temperatuur

TS-diagrammi lugemineMis infot annab see diagramm mereuurijale?

Mõttekäik:Kus on termokliin?Kus on halokliin?Veepinnal on soe võikülm vesi? Magedamvõi soolasem?Kus on NADW, AADW?

Stratifikatsiooni iseloomustus

Määrata stratifikatsiooni püsivust. Punktide järgi joonistada diagramm. Arva ära, kus on kumb veemass.

Stratifikatsiooni iseloomustus

Hinnata stratifikatsiooni püsivust. Kas ta on püsiv? Kas on oodata veemassi liikumist?

Küsimused

Kas magedam vesi võib olla soolsemast madalamas kihis?

Kontrolli oma teadmisi