Соль аппликатура
Солевые пальцы — это процесс смешивания, пример двойной диффузионной нестабильности , который происходит, когда относительно теплая соленая вода находится над относительно более холодной и пресной водой. Это обусловлено тем, что нагретая вода диффундирует легче, чем соленая. Небольшой участок теплой соленой воды, опускающийся вниз в более холодную и пресную область, потеряет тепло, прежде чем потеряет соль, в результате чего участок воды станет все более плотным, чем вода вокруг него, и опустится дальше. Аналогичным образом, небольшая порция более холодной и пресной воды будет вытеснена вверх и получит тепло за счет диффузии из окружающей воды, что затем сделает ее легче окружающей воды и заставит ее подниматься дальше. Парадоксально, но тот факт, что соленость распространяется медленнее, чем температура, означает, что соленость смешивается более эффективно, чем температура, из-за турбулентности, вызванной соляными пальцами. [1]
Солевая аппликатура была впервые математически описана профессором Мелвином Стерном. [2] Университета штата Флорида в 1960 году, а важные полевые измерения процесса были проведены Раймондом Шмиттом. [3] из Океанографического института Вудс-Хоул и Майка Грегга [4] и Эрик Кунце из Вашингтонского университета в Сиэтле . [5] Особенно интересная область для сбора соли находится в Карибском море, где она отвечает за образование «лестницы» из хорошо перемешанных слоев толщиной в несколько метров, простирающихся на сотни километров.
Еще до работы Стерна в статье американского океанографа Генри Стоммела обсуждалось создание крупномасштабного соляного пальца, в котором столб воды был бы окружен мембраной, которая позволяла бы распространять температуру, но не соленость. Получившийся в результате движения вверх более холодной и свежей промежуточной воды образовавшийся «вечный соляной фонтан» сможет черпать энергию (тепло) из местной стратификации океанской воды. [6]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Тернер, Дж. С. (1973). Эффекты плавучести в жидкостях. Издательство Кембриджского университета, стр. 251–287 (глава 8).
- ^ Стерн, Мелвин Э., (1960). «Соляной фонтан» и термохалинная конвекция. Теллус, 12,172–175.
- ^ Шмитт, Раймонд В. Соляные пальцы океана. Scientific American , май 1995 г., стр. 70–75.
- ^ * Грегг, MC, (1988). Смешение на термохалинной лестнице к востоку от Барбадоса. В книге «Маломасштабная турбулентность и перемешивание в океане», ред. Дж.С.Дж. Нихул и Б.М. Джамарт, Elsevier Oceanography Ser., 46, 453–470.
- ^ Кунце, Эрик (1987). Ограничения на растущие соляные пальцы конечной длины: ограничение числа Ричардсона. Журнал морских исследований ., 45, 533-556.
- ^ Стоммел, Х., Аронс, AB, и Бланшар, Д. (1956). Океанографическая диковинка: вечный соляной фонтан. Глубоководные исследования, 3,152–153.