Рыбы Подводный Дайвинг Воды Подводный Мир Море
Изображение joakant с сайта Pixabay

ГЛАВА 10. ПЕРЕМЕШИВАНИЕ И ВЕРТИКАЛЬНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ВОД МИРОВОГО ОКЕАНА

§ 37. Устойчивость водных масс

Сопротивление, оказываемое слоями воды процессам вертикального обмена при положительном вертикальном градиенте плотности, характеризует устойчивость водных масс. Неустойчивое состояние, как указывалось, возникает при отрицательных градиентах плотности, т. е. когда поверхностные или вышележащие слои становятся плотнее нижних и возникает перемешивание. При обмене вод происходит перенос частиц из слоя в слой. При перемещении частиц с меньшей глубины на большую плотность их увеличивается вследствие роста давления. Но под влиянием сжимаемости адиабатически увеличивается температура, следовательно, несколько уменьшается плотность. Вертикальный обмен происходит до тех пор, пока весь охваченный перемешиванием слой не достигает температуры и солености, резко отличающих его от нижележащих слоев. Но градиент плотности еще не может служить критерием устойчивости слоев. По Хессельбергу—Свердрупу, критерий устойчивости имеет выражение

(24)

где g — ускорение силы тяжести; δρ — разность плотностей частицы, перемещенной из одного слоя в другой на расстояние dz.

Критерий устойчивости

Как показано Г. Н. Ивановым-Францкевичем, критерий устойчивости Е физически представляет собой ускорение частицы, смещенной адиабатически из слоя в слой по вертикали на расстояние, равное единице. Это ускорение количественно характеризует тенденцию частиц возвращаться в первоначальное положение. Численно оно равно архимедовой силе, воздействующей на единичную массу жидкости, которая адиабатически смещена из данного слоя по вертикали на расстояние, равное. единице.

Учитывая изменения плотности в связи с изменениями температуры, солености и давления по глубине, в океанологии для вертикальной устойчивости Е принято выражение

(26)

где

изменение плотности в зависимости от изменении температуры;

— изменение плотности в зависимости от изменении температуры;

градиент температуры;

— градиент температуры;

адиабатический градиент температуры;

— адиабатический градиент температуры;

изменение плотности при изменении солености;

— изменение плотности при изменении солености;

градиент солености.

— градиент солености.

Изучение вертикальной устойчивости имеет большое значение при исследовании водных масс, их границ и структуры. Устойчивость можно рассматривать как показатель неоднородности среды, ее состояния и стратификации.

Источник: Общая гидрология, Гидрометеоиздат, Ленинград, 1973