TERMOHALINA SVOJSTVA I PARAMETRI

 

Morska voda u prosjeku predstavlja mješavinu od 96.5% čiste vode (H2O) te 3.5% drugih sastojaka, kao što su soli, otopljeni plinovi, organske supstance te neotopljene čestice. Fizička svojstva čiste vode su definirana samim oblikom sastavnih molekula, a bitno svojstvo koje definira kinematiku i dinamiku mora i oceana jest ovisnost gustoće mora o agregatnom stanju vode i temperaturi. Naime, gustoća vode u tekućem stanju je bitno veća nego leda, dok je gustoća morske vode najveća uvijek na točki ledišta, za salinitete veće od 25.

 

Linije najviše gustoće i točke ledišta, ovisne o temperaturi i salinitetu.

 

Kako je već naznačeno, glavna fizička svojstva mora su salinitet, temperatura i gustoća. Jednostavna definicija saliniteta jest omjer ukupne količine otopljene tvari (u gramima) u određenoj količini morske vode (u kilogramima). Stoga je salinitet bezdimenzijska veličina. 

Nažalost, jednostavna definicija saliniteta nije bila praktična, jer nije bilo moguće razviti odgovarajuće mjerne metode, pa je stoga na početku 20. stoljeća salinitet definiran kao količina otopljene tvari u gramima koji se nalaze u kilogramu morske vode, kad su svi karbonati pretvoreni u okside, brom i jod zamijenjeni klorom, te sva organska materija oksidirana. Zbog stalnog omjera pojedinih otopljenih komponenti, u praksi je određivana koncentracija jedne komponente otopljene tvari, odnosno klora, broma i joda, a tako određeni parametar se naziva klorinitet. Empirijskim relacijama se salinitet određivao iz kloriniteta, na primjer UNESCO (1962) je dao relaciju S = 1.80655 Cl, gdje je S salinitet a Cl klorinitet.

Obzirom da je morska voda vodič, a njezina vodljivost ovisi o količini otopljenih tvari, definiran je "praktični salinitet 1978" koji je i danas službena definicija saliniteta morske vode:

 

 

 

 

 

gdje je S salinitet, C(S,T,0) vodljivost uzorka morske vode na temperaturi T i standardnom atmosferskom tlaku (1013 hPa), a C(KCl,T,0) vodljivost standardne otopine kalijevog klorida na temperaturi T i standardnom atmosferskom tlaku.

Temperatura mora je definirana u stupnjevima Celsiusa (°C), stoga što apsolutnu temperaturu u Kelvinima (K) nije praktično mjeriti. Odnos između apsolutne i praktične temperature je dan kao

 

 

Gustoća je jedan od najvažnijih parametara koji definiraju dinamička svojstva mora i oceana. Čak i male horizontalne razlike u gustoći, uzrokovane npr. različitom toplinskom bilancom na površini, mogu uzrokovati vrlo jake struje u moru.

Gustoća je funkcija saliniteta, temperature i tlaka u moru. Ova ovisnost, koja je empirijski određena iz velikog broja mjerenja, naziva se još i jednadžba stanja morske vode. Danas se koristi UNESCO-va jednadžba stanja koja se još i zove "Međunarodna jednadžba stanja 1980":

 

 

gdje su r(S,T,0) i K(S,T,p) funkcije saliniteta, temperature i tlaka određene empirijskom metodom. U oceanografiji je uobičajeno korištenje st (sigma-t) vrijednosti, koja predstavlja gustoću umanjenu za 1000 kg/m3, a često se ova vrijednost uzima uz pretpostavku da je p=0, jer je tada iznos gustoće neovisan o dubini uzorkovanja.

Pojednostavljeni oblik jednadžbe stanja može biti linearan

 

 

ili nelinearan

 

 

U praksi je prikazivanje podataka temperature i slanosti uobičajeno pomoću TS dijagrama. TS dijagram predstavlja dvodimenzionalni prikaz mjerenih podataka u sustavu temperatura-salinitet, uz ucrtane linije sigma-t vrijednosti koje su nelinearna funkcija navedenih varijabli. Ovakvim prikazom se može jednostavno ustanoviti stabilnost stupca mora, kao i načiniti usporedba mjerenih vrijednosti na više postaja. Osim TS dijagrama, za prikaz termohalinih svojstava koriste se i vertikalni profili temperature, slanosti i gustoće, iz kojih je također vidljiva stabilnost morskog stupca, kao i postojanje horizontalnih slojeva diskontinuiteta u moru. Sloj diskontinuiteta temperature se još naziva termoklina, slanosti haloklina, te gustoće piknoklina, a njihova posljedica jest pojava baroklinog strujanja. U svjetskim morima, Mediteranu i Jadranu slojevi diskontinuiteta su obično posljedica sezonskog hoda bilance topline na površini mora (tzv. sezonska termoklina/piknoklina).

 

Primjer TS dijagrama, načinjen na osnovi dubokih mjerenja (150-5000 m) u ekvatorskom području Atlantskog oceana. Crveni kvadrati predstavljaju glavne duboke vodene mase (AABW – Antarktička duboka voda, NADW – Sjevernoatlantska duboka voda, AAIW – Antarktička intermedijarna voda).

 

Termoklina, haloklina i piknoklina u svjetskim morima.

 

 

 Više o termohalinim svojstvima oceana

 

 Više o termohalinim svojstvima Sredozemlja

 

 Više o termohalinim svojstvima Jadrana

 

 

  Primjeri u Matlabu - termohanina svojstva

 

 

 Kako se mjere termohalina svojstva?

 

Vezane stranice projekta