Suolaiset sormet

Suolasormet ovat meriveden paradoksaalisen sekoittumisen ilmiö tilanteessa, jossa suolaisuuden ja lämpötilan jakautuminen syvyyteen on gravitaatiovakaa, eikä Rayleigh-Taylor-epävakaus voi kehittyä. Sekoittumiseen johtava epävakaus johtuu siitä, että suolan diffuusio on hitaampaa kuin lämmönjohtavuus . Tämä ilmiö on kaksinkertaisen diffuusion erikoistapaus .

Koulutusmekanismi

Harkitse tilannetta, jossa lämpimämpi, suolaisempi vesi on kylmemmän, makeamman veden yläpuolella, ja sen yläosassa on pienempi tiheys kuin pohjassa. Ensi silmäyksellä tämä tila on painovoimaltaan vakaa. Anna kuitenkin pienen määrän lämmintä suolavettä siirtyä kylmempään ja tuoreempaan paikkaan. Tämän tilavuuden lämpötila lämmönsiirron vuoksi laskee nopeammin kuin suolapitoisuus siinä - diffuusion vuoksi. Siten se tihenee ympäröivää vettä ja jatkaa uppoamista edelleen. Samoin pieni määrä kylmää makeaa vettä, joka on siirretty huipulle, saa lämpöä lämmönvaihdon kautta nopeammin kuin suola pääsee diffundoitumaan siihen, mikä tekee siitä kevyemmän ja kelluvan edelleen.

Tämän epävakauden kehitystä on mahdollista kuvata toisella tavalla. Lämpö leviää ylemmistä veden kerroksista alempiin paljon nopeammin kuin suola leviää alemmista kerroksista ylempiin kerroksiin. Alempien kylmien kerrosten lämpenemisen seurauksena niiden tiheys pienenee niin paljon, että se on pienempi kuin ylempien lämpimien kerrosten tiheys (jotka myös jäähtyvät, mikä lisää niiden tiheyttä). Siten syntyy käänteinen tiheysjakauma, joka johtaa Rayleigh-Taylorin epävakauden kehittymiseen .

Löytöhistoria

Suolasormiteorian ehdotti vuonna 1960 Melvin Stern [1 ] . Kenttämittauksia tekivät Raymond Schmitt [2] Woods Hole Oceanological Institutesta, Mike Gregg [ 3] ja Eric Kunze [4] Washingtonin yliopistosta, Seattlesta .

Mielenkiintoinen alue, jossa suolasormia on havaittu, on Karibianmerellä , jossa muodostuu "porrastettu" pystysuora vesirakenne, jossa vuorottelevat hyvin sekoittuneet usean metrin paksuiset kerrokset, jotka ulottuvat vaakasuunnassa satojen kilometrien ajan.

Muistiinpanot

  1. Stern, Melvin E., (1960). "Suolasuihkulähde" ​​ja termohaliinikonvektio. Tellus, 12:172-175
  2. Schmitt, Raymond W. Ocean's Salt Fingers. Scientific American, toukokuu 1995, s. 70-75.
  3. Gregg, MC, (1988). Sekoitumista Barbadoksen itäpuolella oleviin termohaliiniportaisiin. Teoksessa Small Scale Turbulence and Mixing in the Ocean, toim. JCJ Nihoul ja BM Jamart, Elsevier Oceanograohy Ser., 46, 453-470.
  4. Kunze, Eric, (1987). Rajoituksia kasvaville, rajallisen pituisille suolasormille: Richrdsonin numerorajoitus. Journal of Marine Research., 45, 533-556.

Kirjallisuus

Linkit