Что такое соленость морской воды, и в каких единицах она измеряется?
Концентрация растворенных в воде веществ характеризуется соленостью, которая измеряется в промилле (%о), т. е. в граммах вещества на 1 кг воды.
Линии на карте, соединяющие точки с одинаковой соленостью, называют изогалинами (изохалинами).
Соленость пресной воды в среднем равна 0,146 %о, а морской — в среднем 35 %о. Растворенные в воде соли придают ей горько-соленый вкус.
Около 27 из 35 граммов составляет хлористый натрий (поваренная соль), поэтому вода соленая. Соли магния придают ей горький вкус.
Поскольку вода в океанах образовалась из горячих соленых растворов земных недр и газов, соленость ее была изначальной. Есть основания предполагать, что на первых этапах формирования океана его воды по солевому составу мало отличались от речных. Различия наметились и стали усиливаться после преобразования горных пород в результате их выветривания, а также развития биосферы. Современный солевой состав океана, как показывают ископаемые остатки, сложился не позже протерозоя.
Помимо хлоридов, сульфитов и карбонатов в морской воде обнаружены почти все известные на Земле химические элементы, в том числе и благородные металлы. Однако содержание большинства элементов в морской воле ничтожно, например, золота в кубометре воды выявлено лишь 0,008 мг, а на наличие олова и кобальта указывает их присутствие в крови морских животных и в донных осадках.
Соленость океанских вод — величина не постоянная. Она зависит от климата (соотношения осадков и испарения с поверхности океана), образования или таяния льдов, морских течений, вблизи материков — от притока пресных речных вод.
|
|
|
В открытом океане соленость колеблется в пределах 32- 38%; в окраинных и средиземных морях колебания ее значительно больше.
Особенно сильно на соленость вод до глубины 200 м влияет количество выпадающих атмосферных осадков и испарение. Исходя из этого, можно говорить, что соленость морской воды подвержена закону зональности.
В экваториальных и субэкваториальных районах соленость составляет 34 %с, потому что количество выпадавших осадков больше воды, затраченной на испарение. В тропических и субтропических широтах — 37 так как осадков мало, а испарение велико. В умеренных широтах — 35 %о. Наименьшая соленость морской воды наблюдается в приполярных и полярных областях — всего 32 так как количество осадков превышает испарение.
Морские течения, сток речных вод и айсберги нарушают зональную закономерность солености. Например, в умеренных широтах Северного полушария соленость вод больше около западных берегов материков, куда с помощью течений приносятся более соленые субтропические воды, меньшая соленость воды — у восточных берегов, куда холодные течения приносят менее соленую воду.
|
|
|
Сезонное изменение солености воды происходит в приполярных широтах: осенью за счет образования льда и уменьшения силы речного стока соленость увеличивается, а весной-летом за счет таяния льда и усиления речного стока соленость уменьшается. Вокруг Гренландии и Антарктиды в летний период соленость становится меньше в результате таяния близлежащих айсбергов и ледников.
Самый соленый из всех океанов — Атлантический океан, наименьшую соленость имеют воды Северного Ледовитого океана (особенно у азиатского побережья, близ устьев сибирских рек — менее 10 %о).
Среди частей океана — морей и заливов — максимальная соленость наблюдается в областях, ограниченных пустынями, например, в Красном море — 42 %с, в Персидском заливе — 39 %с.
От солености воды зависят ее плотность, электропроводность, образование льда и многие другие свойства.
Что такое плотность морской воды?Как влияет изменение плотности морской воды (солености, температура) на осадку судна?
Плотность воды. Температура и соленость — главные факторы, обусловливающие плотность воды.
|
|
|
Для морской воды, чем ниже температура и выше соленость, тем больше плотность воды. Так, при солености 35 %о и температуре 0 °С плотность морской воды составляет 1,02813 г/см3 (масса каждого кубометра такой морской воды на 28,13 кг больше, чем соответствующего объема дистиллированной воды). Температура морской воды наибольшей плотности не +4 °С, как у пресной, а отрицательная (-2,47 °С при солености 30 %с и -3,52 °С при солености 35 %о.
Благодаря нарастанию солености плотность воды увеличивается от экватора к тропикам, а в результате понижения температуры — от умеренных широт к Полярным кругам. Зимой происходит опускание полярных вод и их движение в придонных слоях к экватору, поэтому глубинные воды Мирового океана в целом холодные, но обогащенные кислородом.
При переходе судна из одного водного бассейна в другой изменяется соленость (плотность) забортной воды. При плавании в воде плотностью ρ и ρ1водоизмещение судна соответешенно будет:
D = ρ×V и D = ρ1×V1,
где V - объемное водоизмещение судна до перехода в воду другой плотности;
V1 - объемное водоизмещение судна после перехода.
приравнивая правые части равенств, получим:
ρ×V = ρ1×V1или V/V1= ρ1/ρ
Объемное водоизмещение можно выразить через главныеразмерення L, В, Т и коэффициент общей полноты:
|
|
|
V = δ×L×B×T и V1 = δ1×L1×B1×T1
При малых изменениях объемного водоизмещения, например при изменении солености воды, длина, ширина и коэффициент общей полноты практически не изменяются. В этом случае изменение водоизмещения происходит за счет изменения осадки. Таким образом:
ρ×T = ρ1×T1или T/T1= ρ1/ρ
Следовательно, при переходе судна из воды одной солености в воду другой солености осадка его изменяется примерно обратно пропорционально плотности воды.
Изменение объемного водоизмещения определяется с помощью выражения:
ΔV = V1 - V = D/ ρ1 - D/ ρ = D(ρ - ρ1)/(ρ×ρ1) или ΔV = V×(ρ - ρ1)/ρ1
Изменение объемного водоизмещения ΔV можно также рассчитать как объем слоя с основанием, равным площади действующей ватерлинии S (практически неизменной в пределах малых изменений осадки), и высотой, равной изменению средней осадки ΔТ, т.е. V = S×ΔT. Тогда:
S×ΔТ = V×(ρ - ρ1)/ρ1
Отсюда:
ΔТ = V/S × (ρ - ρ1)/ρ1или ΔТ = D/(S×ρ) × (ρ - ρ1)/ρ1
При переходе судна из пресной воды (ρ = 1,0 т/м3 ) в морскую (ρ = 1,025 т/м3):
ΔT = D/(S×1,0) × (1,0 - 1,025)/1,025
Так как числитель второго сомножителя - величина отрицательная, изменение осадки ΔТ также будет отрицательным, и судно всплывет, т.е. осадка судна уменьшится.
При переходе судна из морской воды в пресную:
ΔT = D/(S×1,025) × (1,025 - 1,0)/1,0.
В этом случае изменение осадки будет положительным, судно погрузится в воду, т.е. его осадка увеличится.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 1351; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!