masy wodne i mieszanie. gęstość wody. stabilność mas wodnych.

Oceanografia fizyczna, Zadanie 2
MASY WODNE I MIESZANIE.
GĘSTOŚĆ WODY. STABILNOŚĆ MAS WODNYCH.
Dane: Średnie sezonowe pola temperatury i zasolenia w oceanie światowym z World Ocean Atlas 2013.
Źródło: http://odv.awi.de/en/data/ocean/world_ocean_atlas_2013/ (rozdzielczość 1°)
Oznaczenia:
T
θ
S
σt
z
N
temperatura
temperatura potencjalna
zasolenie
gęstość umowna wody morskiej
głębokość
parametr stabilności Brunt-Vaisala
Wykorzystując dane z World Ocean Atlas 2013 z zadanego sezonu:
1. Dla trzech zadanych stacji, A, B i C, sporządzić wykresy:
temperatury T w zależności od głębokości z,
zasolenia S w zależności od głębokości z,
diagram T-S (S na osi x, θ na osi y).
2. Na podstawie tabeli i map zawierających informacje o masach wodnych w Oceanie
Światowym (pliki MasyWodne.jpg, Rozmieszczenie_mas_wodnych.pdf oraz rysunek na następnej
stronie), oznaczyć na diagramie T-S typy mas wodnych, występujących na obszarze, na
którym położone są analizowane stacje.
3. Czy na analizowanych stacjach obecne są masy wodne będące produktami mieszania
dwóch i/lub trzech podstawowych typów mas wodnych? Jeśli tak, oznaczyć je na
diagramie.
4. Co można powiedzieć o zmienności cech mas wodnych w powierzchniowej warstwie
oceanu oraz w warstwach głębszych?
5. Na diagram T-S nanieść izolinie gęstości wody (patrz przykład na stronie 3). Jaką gęstość
mają masy wodne zidentyfikowane na analizowanych stacjach?
6. Sporządzić wykresy σt (z) oraz N(z) dla analizowanych stacji.
Ocenić stabilność pionową mas wodnych na tych stacjach. W jakich warstwach stabilność
jest największa, a w jakich najmniejsza? Czy istnieją warstwy niestabilne ze względu na
temperaturę? Czy istnieją warstwy niestabilne ze względu na zasolenie?
7. Załóżmy, że na każdej stacji, A, B i C, temperatura wody na powierzchni spadła o 3°C, a
zasolenie pozostało bez zmian.
Jak zmieniła się gęstość tych mas wodnych? Czy ta zmiana spowodowała utratę stabilności
pionowej na którejś ze stacji? Jeśli tak, do jakiej głębokości zapadnie się ochłodzona woda
powierzchniowa?
Jak musiałoby zmienić się zasolenie na każdej ze stacji, żeby wywołać tę samą zmianę
gęstości przy stałej temperaturze?
8. Załóżmy, że woda powierzchniowa na stacji A została zmieszana w proporcjach 1:1 z masą
wodną o T = 20°C i S = 36 PSU. Wyznaczyć T, S i σt masy wodnej, która powstała w wyniku
mieszania. Na jakiej głębokości masa ta będzie miała neutralną gęstość?
Zaliczenie: sprawozdanie z rysunkami w postaci pojedynczego pliku pdf.
Formuła Mamajewa:
 T  28.152  0.0735  T  0.00469  T 2  (0.802  0.002  T )  ( S  35)
Parametr Brunt-Vaisala:
𝑔 𝑑𝜌
𝑁 2 = 𝜌 𝑑𝑧 (dla osi z skierowanej w dół)
Podstawowe masy wodne w oceanach:
Przykład diagramu T-S z nałożonymi izoliniami gęstości:
(wskazówka: skorzystać z narzędzia Extras->Isopycnals)