海洋楼梯和盐手指,双重扩散的好奇情况

这些是盐手指。令人毛骨悚然的手指般的结构是由沉没的温暖,咸水交错的斑点引起的,与冷,淡水的升高。

这是一个热卤素楼梯。薄薄薄片均匀的水堆叠在彼此顶部,以产生阶梯式垂直轮廓。

但这两个看似不同的海洋现象有一些共同点。它们都是由相同的过程,双重扩散引起的。

扩散意味着在某种性质或颗粒中的扩散。当你在飞机上放屁然后你坐着真的仍然希望没有人通知,但炉膛仍然是逃避和恐吓三行半径的每个人,即扩散。同样地,在海洋中发生扩散。但是海洋中的屁颗粒唐’当你在飞机上时,速度迅速扩散,因为在水中的扩散比空气中的扩散速度慢得多(技术屁’实际上弥漫在水中,因为它们主要是空气,只是升到表面。您可以通过在您的浴缸中进行测试,为科学提供测试。事实上,在水中的扩散是如此缓慢的是,与混合和电流一样的其他运输机制将在整个七个海域中铺展你的水生屁颗粒。但是当这些其他海洋过程最小化时,扩散是老板!

海水中的扩散也使您的乐趣和您的乐趣翻倍。双重,因为海水有两种弥漫性,盐度和温度的两个特性。是什么让双重扩散如此特殊的是热量和盐唐’T以相同的速度展开。温暖的海水咸鲜咸的咸味会使热量减少100倍,比失去盐,所以在变得更加清爽之前会变得更冷。这就是充满楼梯和手指的海洋的导致海洋。

盐手指时形成温暖,咸水覆盖冷,淡水。最初,温暖,咸水漂浮在顶部,因为它比冷,淡水*略微少得多。随着温暖的,咸水损失比失去盐的热量快,变得更加密集。同样,寒冷,淡水变得更加密集,因为它变暖但不起作用’变得太大了。这导致水不稳定堆叠。最终,温暖的咸水变得如此密集,在寒冷的淡水漂浮时沉入。这相当快速地发生,并且以壮观的方式产生垂直羽毛,称为盐手指。

为了真正欣赏盐手指的美丽,你需要观看它们的形式。你可以做到这一点 家里有点迷你实验 (我今天尝试并失败了,但明天会再试一次)或者只是看看我粘贴下面的模拟。

热卤素楼梯形式在相反的情况下:寒冷,淡水覆盖温暖,咸水。热量和盐向上散开。下层变得有点较冷,但保持密集,而上层越来越温暖,更轻。与盐指法不同,这产生了一个稳定的场景,其中最密集的水在底部,因此没有形成疯狂的羽毛。但是,热量的向上扩散仍然导致在小垂直尺度上混合,随着时间的推移,这随着时间的推移产生构成热卤素楼梯的层。

可以在全球范围内发现创建热卤素楼梯的条件。但由于湍流,它们很容易被破坏,湍流在一起混淆细层。但是有一个海洋,热羊貂楼梯统治至高无上,北极。在这里,海冰和稳定的分层会使通常在较低纬度混合海洋的过程,允许楼梯持续存在。在表面上,由于冰熔融和陆地河流径流,有一个寒冷的新鲜的水层。 Beatheath是一层温暖和咸水,源于北大西洋,并在北极循环。在这些层之间形成楼梯。但楼梯也可以在加勒比海中找到,在地表和大西洋地中海流出的咸舌下,在地表和下面的咸舌下蒸发驱动。

热羊醛楼梯甚至可以在卢旺达和刚果的边境中淡水如淡水湖的体内找到,其中由于火山活度渗出,在凉爽的新鲜湖水下创造了一层温暖的咸水。但这些楼梯也有一个险恶的方面。允许形成楼梯形成的稳定性也陷阱危险的气体,例如湖底的二氧化碳和甲烷,可能会爆炸。相似的“lymnic explosions”已经在另外两个湖泊记录过,具有致命的后果。

在海洋中,双重扩散不是危险,也不是一种使酷图像的好奇现象。当科学家首次观察到发生双重扩散的程度时,认为双重扩散可以是在海洋中混合的主要来源,横向和垂直。由于全局循环的强度对垂直混合的程度敏感,因此双重扩散可以控制它的一些方面。与所有新闻和新颖的事情一样,许多探险都进行了许多探险,并且运行了许多型号,但双重扩散对全球流通的重要性仍然不为人知。

最后,我留下了这个小匪徒的快乐。这是从中发现双重扩散的说明的描述 收集了亨利斯托杰尔的作品。因为没有人可以抵制即兴科学。

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*海水密度由其温度和盐度决定。冷水通常比温水更密集,咸水通常比淡水更密集。在一个典型的海洋中,这是真实的,因为在表面上发现了淡淡的淡水,而在较深的冷水和咸水的情况下被深入。在盐手指的情况下,温度对密度具有比盐度更大。因此,寒冷,淡水比温暖,淡水更密集。

参考:

木匠,J.和M.-L。 Timmermans,2012年。 咸沙中的温度步骤。今天物理,65(3),66(2012); DOI:10.1063 / pt.1485。

Hogg,N. G.和R. X. Huang。“收集亨利斯托杰尔的作品。” 美国气象学会,波士顿 (1996).

Ruddick,Barry和Ann E. Gargett。“海洋双输液:介绍。海洋学的进展 56.3(2003):381-393。

Timmermans,M.-1.,Toole,J.,Krishfield,R.和Winsor,P.,2008。 加拿大盆地热水下的双重扩散楼梯的冰束缚分析器观察。 地球物理研究,113,C00A02,DOI:10.1029 / 2008JC004829。

 

马蒂尼诗博士 (156个职位)

Kim是海鸟科学的高级海洋学家。她收到了她的博士学位。 2010年华盛顿大学的物理海洋学。她在生活中的目标是在海洋中抛出昂贵的S ** t。当不在海上时,她使用了停泊,卫星和陆地仪器的观测,以了解风和潮汐能量从大(内部潮汐)到小鳞片(湍流)的途径。她目前的使命是使您的海洋数据成为最佳数据。


2 Replies to “海洋楼梯和盐手指,双重扩散的好奇情况”

  1. 但是,马蒂尼博士,飞机上的所有空气通风口呢?…don’他们帮助散发出屁闻…又名平流?这种类比很棒,但我认为乞求改进澄清平流和扩散之间的差异。

    好运让你的演示工作…那一个可能很棘手。

    1. 这都是真的。平流是通过流体流动的物质或热量运输。所以空气通风口将在周围的放屁。就像沉积物,海狸和热量周围的电流平程。

      但在所有这次谈论空气通风口的平流方面,让我们不要忘记屁的主要来源平流。从你的屁股中驱逐这样的屁所需的力量。

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