Sós ujjak

A sós ujjak a tengervíz paradox keveredésének jelensége olyan helyzetben, amikor a sótartalom és a hőmérséklet mélységbeli eloszlása ​​gravitációsan stabil, és a Rayleigh-Taylor instabilitás nem alakulhat ki. A keveredéshez vezető instabilitás abból adódik, hogy a só diffúziója lassabb a hővezető képességhez képest . Ez a jelenség a kettős diffúzió speciális esete .

Oktatási mechanizmus

Vegyünk egy olyan helyzetet, amikor melegebb, sósabb víz van a hidegebb, frissebb víz felett, felül kisebb sűrűséggel, mint alul. Első pillantásra ez az állapot gravitációs szempontból stabil. Hagyjon azonban egy kis mennyiségű meleg sós vizet lefolyni egy hidegebb és frissebb helyre. Ennek a térfogatnak a hőmérséklete a hőátadás következtében gyorsabban csökken, mint a benne lévő só koncentrációja - a diffúzió miatt. Így sűrűbbé válik, mint a környező víz, és tovább süllyed. Hasonlóképpen, egy kis mennyiségű hideg édesvíz, amelyet a tetejére mozgatnak, a hőcsere révén gyorsabban veszi fel a hőt, mint ahogyan a só be tudna diffundálni, így könnyebbé válik és tovább úszik.

Ennek az instabilitásnak a kialakulását másképp is le lehet írni. A hő a víz felső rétegeiből sokkal gyorsabban terjed az alsóbb rétegekre, mint a só az alsóbb rétegekből a felsőkbe. Az alsó hideg rétegek felmelegedése következtében sűrűségük olyan mértékben lecsökken, hogy kisebb lesz, mint a felső meleg rétegek sűrűsége (amelyek lehűlnek is, ami növeli a sűrűségüket). Így inverz sűrűségeloszlás keletkezik, ami a Rayleigh-Taylor instabilitás kialakulásához vezet .

Felfedezési előzmények

A sóujj-elméletet 1960-ban Melvin Stern javasolta [1 ] . A terepi méréseket Raymond Schmitt [2] , a Woods Hole Oceanological Institute munkatársa, Mike Gregg [ 3] és Eric Kunze [4] a Washingtoni Egyetemről (Seattle) végezte.

Érdekes terület, ahol sóujjakat figyeltek meg, a Karib-tengeren található , ahol "lépcsős" függőleges vízszerkezet alakul ki, amelyben több méter vastag, jól elegyedő rétegek váltják egymást, vízszintesen több száz kilométeren át.

Jegyzetek

  1. Stern, Melvin E., (1960). A "só-szökőkút" és a termohalin konvekció. Tellus, 12:172-175
  2. Schmitt, Raymond W. The Ocean's Salt Fingers. Scientific American, 1995. május, pp. 70-75.
  3. Gregg, MC, (1988). Keveredés a termohalin lépcsőházban Barbadostól keletre. In Small Scale Turbulence and Mixing in the Ocean, szerk. JCJ Nihoul és BM Jamart, Elsevier Oceanograohy Ser., 46, 453-470.
  4. Kunze, Eric, (1987). A növekvő, véges hosszúságú sóujjak korlátai: Richrdson-számkényszer. Journal of Marine Research., 45, 533-556.

Irodalom

Linkek