海水的状态方程

!!!!!

一个

p /ß/ v

\

VT (p) /ßT T = -1.86 (p = 0)

b

^ PT (p) / PT (p =

■堡0)= 4

- - - - - !^

Vs (p) % (p = 0) T = -1.86 /

Y

压力、酒吧

40 60

压力、酒吧

图2.9的比例扩张和收缩的因素为水在冻结温度下它们的值(-1.86°C)作为温度的函数。在冻结比例fis /冷杉约33。在T = 4°C,它是关于8。b在a,除了比率相对于在表面压力的值(p = 0)作为压力的函数。海拔400米,水冻结的热膨胀系数约为1.5倍的表面。水在T = 4°C,只有约1.1倍

来抵消盐度的变化这密度保持不变需要圣/ 8 s = ps / Pt。图2.9的条件(S = 34事业单位),这个比例大概是33 T = -1.86°C和8 T = 4°C。因此对水接近冰点,密度变化几乎全部的函数盐度和温度可能经常被视为被动标量污染物。

原位密度取决于压力,但在垂直密度梯度对动力学的影响,通常依赖被忽视的压力考虑潜在的密度,即。p (T, S, p = 0)或o0 = p (T, S, p = 0) - 1000。这样做的原因是显而易见的:一个混合层均匀T和年代,将有一个压力诱导垂直密度梯度,但有微不足道的工作(除了摩擦)参与移动一个包裹(压力)从一个水平到另一个地方。然而有特质与状态方程的非线性,使这个简单的比它可能首先出现。考虑,例如,扩张和收缩的依赖因素对压力(图2.9 b)。这里Pt的比率在表面压力和Ps值绘制是压力的函数。Ps有很少的压力依赖性,但Pt随压力的大小。图2所示不同的温度强调Pt的压力依赖性更大的冷水,冷水的事实是可压缩多温暖。

附近的一个例子来自莫德威德尔海上升(图2.10)很好地说明了某些固有的非线性状态方程的后果。

34.5 - 34.6实际的盐度范围

34.5 - 34.6实际的盐度范围

图2.10从ANZLUX溜溜球站75 1994,东部边缘的莫德威德尔海的上升。一个温度;b盐度;c。00(潜在的密度- 1000)。虚线是一个理想化的双层结构的基础上测量

o的轮廓。

o的轮廓。

34.55盐度、事业单位

34.65

34.55盐度、事业单位

34.65

轮廓的啊

0.093

轮廓的啊

0.093

34.55盐度、事业单位

34.65

图2.11温度、盐度和等密度线轮廓图密度计算在表面压力和b混合层深度对应的压力。T / S无花果的理想化的双层结构特征。2.2到2.10是由符号表示低(圆上,平方)。也看到文本详情(见彩色版204页)

34.55盐度、事业单位

34.65

图2.11温度、盐度和等密度线轮廓图密度计算在表面压力和b混合层深度对应的压力。T / S无花果的理想化的双层结构特征。2.2到2.10是由符号表示低(圆上,平方)。也看到文本详情(见彩色版204页)

衡量T、S和00概要文件可以代表相当不错的上200米水柱由两层系统的上层厚度约93。潜在的密度差异两层很小,不到0.03公斤m3。在海洋学比较水的质量通过,这是司空见惯的温度盐度图,在图2.11。T / S对两层(理想)的代表特征从图2.10所示,符号嵌入式00的轮廓。00 isopyncal通过T / S点较低的层(T = 0.13°C, Si = 34.63事业单位)所示白色。双箭头表示盐度的增加需要提高潜在上层密度较低。在其他条件保持不变的情况下,约13厘米的盐拒绝额外冰增长(当时的冰大约35厘米厚)将完成这项工作。虚线连接修改后的表面水和深层水在图2.11是所谓的混合,它描述了T / S的特点任何产品从保守的混合两种不同的水的质量。因为等密度线的曲率,混合线位于右边的等密度线穿过深水和修改的表面水,所以任何两个类型的密度比水的混合物的成员。因为没有考虑参与这些论点的压力,由此产生的不稳定产生的依赖项3 t温度(图2.9),按照惯例被称为cabbeling。

图2.11 b就像图2.11,除了这里isopyncals绘制密度计算的压力(深度)的两层之间的界面,约9.3酒吧。在更高的压力等密度线的斜率T / S空间小于表面的压力,这意味着为一个固定的盐度、密度的变化与一个给定的温度更大深度的变化。在这种情况下,上层只需要相应的盐度增加到大约10厘米的冰增长达到相同的原位密度较低的层。因此之前不稳定将会引发潜在的上层密度达到较低的层。麦克杜格尔(1987)的术语,这是thermobaricity压力效应。

提出的方法说明thermobaricity Akitomo(1999)提供了额外的洞察的非线性状态方程问题,和很容易应用于理想化的双层结构。假设足够的冰生长的盐度增加上层由党卫军= 0.027事业单位这两层的原位密度是相同的接口,即。p(你,苏,p93) = p (Tl、Sl p93)

两层的密度的区别上海洋和海洋均匀T和S等于上层值:

绘制在图2.12。如果一个包裹从上层的水(广场标志)是流离失所的向下穿过界面,它将比其周围的环境和重将继续下行。从下面包裹流离失所的整个界面(圆)将比它轻环境,将继续上升。因此thermobaricity机制增强混合吸引势能的不稳定的温度梯度。一旦启动,thermo-baric过程是自我维持的,可能是混合的一个重要组成部分在略微稳定的极地海洋像在冬末的威德尔。2.11图所示,在T / S空间等密度线的曲率导致混合驱动的非线性状态方程。分离cabbeling thermobaricity概念上可能是一个问题比物理的语义,但重要的一点是,每当温度概要文件本身不稳定,重要的是要考虑压力的影响。

如果有广泛的地区上的威德尔海洋结构是这样,只有几个分米的冰增长可能引发深thermo-baric不稳定,为什么一个冰盖存在吗?换句话说,为什么是威德尔冰湖不是长年缠身的特性?答案显然在于马丁森(1990)称之为“热障”。Whenever heat is mixed up from below, it rapidly warms the mixed layer to the point where海洋热通量通过冰盖冰层底面超过传导或损失从打开水,冰开始融化。这引入了有效积极的浮力

图2.12图的两层系统的原位密度-密度上层海洋上层统一特色。位移与上层的水包裹特征(广场)下降使其密度比周边,而从下面向上位移接口有相反的趋势。该系统是thermobarically不稳定(见1999 Akitomo)

图2.12图的两层系统的原位密度-密度上层海洋上层统一特色。位移与上层的水包裹特征(广场)下降使其密度比周边,而从下面向上位移接口有相反的趋势。该系统是thermobarically不稳定(见1999 Akitomo)

限制了混合驱动的表面,形成一个新的、表层附近的浅。混合热压下面这一层可能继续,由非线性,但不再是影响表面exchanges.5

事实上,如果在冰融化/海洋接口太弱或太慢的联合效应抵消表面冷却和浮力损失cabbeling / thermobaricity机制混合层的底部,然后对流将继续(2003年McPhee)。冰盖消失后,空气依然寒冷,除了水平平流的冰或淡水平息深层搅拌,和之间的直接连接深海海洋并建立了大气。威德尔冰湖的证明了这样一个事件可以有大,甚至全球,影响。

经常被忽略的一个因素“混合线”理由不稳定引起的混合邻水质量密度相似,但不同T / S的特征是,即使在一个非常动荡的政权,热扩散率和盐可能有所不同。在2.7节,我们描述了上升流活动观测到1998年3月,在

5这样的猜想,地下混合层在ANZFLUX概要文件在图2.10 100和180之间的残余的混合事件thermobaricity贡献将在第8章进一步讨论。

温度盐度

图2.13示巴分析器温度和盐度b概要托架上升流事件在78年的一天。虚线是意味着等温线和isohaline b的位移对应的测量在17.7动荡桅杆在时间78.5

示巴站在等容度观察上升约13米安静的海洋环境水平,显然是为了集中表面压力旋度。我们检查,更详细的事件是,作为一个可能的例子双扩散在一个完全湍流。图2.13显示了温度和盐度资料用于构造Oq在图2.7。向上位移等温线的括弧概要文件来匹配温度观测在最低的抽搐时间78.5由虚线表示在图2.13中,同样的匹配isohaline图2.13 b。他们相差2.4米,都是不到等密度线位移图2.7所示。合乎逻辑的解释是,热量比盐更有效地混合,这样随着密度跃层流体向上移动埃克曼泵,其温度降低速度比其盐度。这个额外的浮力损失冷却就是为什么isopyncnal位移超过isohaline位移约0.4米。在图2.14中,T / S属性水观察到17.7的最大上升流与环境分析器T / S属性从所有电台79天,平均在0.1盐度垃圾箱。这强烈表明,上升流活动是能够从上层密度跃层的速度比盐中提取热量。

图2.14温度和盐度图的示巴分析器投下79天,平均在0.1事业单位垃圾箱。十字架的大小对应于两个标准差的两倍T, S在每一个垃圾箱。圆形标志的T / S值3 - h平均集中在时间78.5 17.7米