VẬT LÝ BIỂN ( Đinh Văn Ưu - Nguyễn Minh Huấn - NXB Đại học Quốc gia Hà Nội ) - Chương 2

ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA NƯỚC BIỂN 2.1.KHÁI NIỆM VỀ NHIỆT ĐỘ, MẬT ĐỘ THẾ VỊ VÀ CÁC LOẠI GRADIEN MẬT ĐỘ. ĐỘ ỔN ĐỊNH THẲNG ĐỨNG VÀ NĂNG LƯỢNG BẤT ỔN ĐỊNH CỦA NƯỚC BIỂN2.1.1. Nhiệt độ thế vịNhiệt độ thế vị là nhiệt độ của hệ có thể thu được trong khi chuyển áp suất thực tế p sang áp suất khí quyển pa bằng đoạn nhiệt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
VẬT LÝ BIỂN ( Đinh Văn Ưu - Nguyễn Minh Huấn - NXB Đại học Quốc gia Hà Nội ) - Chương 2 Chương 2 ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA NƯỚC BIỂN 2.1.KHÁI NIỆM VỀ NHIỆT ĐỘ, MẬT ĐỘ THẾ VỊ VÀ CÁC LOẠI GRADIENMẬT ĐỘ. ĐỘ ỔN ĐỊNH THẲNG ĐỨNG VÀ NĂNG LƯỢNG BẤT ỔN ĐỊNHCỦA NƯỚC BIỂN 2.1.1. Nhiệt độ thế vị Nhiệt độ thế vị là nhiệt độ của hệ có thể thu được trong khi chuyển áp suất thực tế psang áp suất khí quyển pa bằng đoạn nhiệt. ( ) p θ (η , S ) = T η , , S = T (η , p, S ) − ∫ G(η, p, S )dp p (2.1) a pa Các tính toán cho thấy rằng biến đổi từ áp suất p sang áp suất khí quyển tương đươngchuyển từ độ sâu z (nơi có áp suất p) lên độ sâu 0, vì vậy nếu biết được chênh lệch nhiệt độ cóthể tính được θ: z θ = T ( z) − δ T 0 Bằng cách sử dụng công thức tích phân nhiệt độ theo áp suất 1.47 và định nghĩa nêutrên ta có thể viết pa av ∫c θ = T exp 0 dp p p Bảng 2.1. Biến đổi nhiệt độ đoạn nhiệt khi độ sâu biến đổi Khoảng cách từ 0 1 2 4 8 đáy (km) δT(°C) 0 0,06 0,141 0,34 0,98 2 7 5 Trong bảng 2.1 đưa ra mức độ biến thiên đoạn nhiệt của nhiệt độ nước biển khi độ sâubiến đổi. Như vậy nếu hai loại nước ở hai độ sâu khác nhau có cùng nhiệt độ thế vị thì nhiệt độthực tế sẽ khác nhau, ngược lại khi chúng có cùng nhiệt độ thì nhiệt độ thế vị phải khác nhau. Nhiệt độ của nước biển đo được tại chỗ được gọi là nhiệt độ in situ, nhiệt độ này sẽ là 26tổng của nhiệt độ thế vị và biến đổi nhiệt độ do độ sâu (áp suất) T = θ + δT Ví dụ: Nếu nhiệt độ in situ tại đáy H = 8 km là 4°C, loại nước này sẽ có nhiệt độ1,653°C tại 4 km và 1,015 °C tại độ sâu 2 km. 2.1.2. Mật độ thế vị Mật độ ứng với nhiệt độ thế vị được gọi là mật độ thế vị. p ⎛ ∂ρ ⎞ ρ p p ∫ ⎜ ∂p ⎟ = ρ (η , , S ) = ρ (η , p, S ) − dp = ρ (θ , , S) ⎜⎟ ⎝⎠ pot a a pa η ,S Xét biến thiên của mật độ theo độ sâu, ta có ∂ρ ∂ρ ∂ρ dρ = dS + dT + dp ∂S ∂T ∂p Biết rằng T = θ + δT, ta có dρ ∂ρ dS ∂ρ d (θ + δT ) ∂ρ = + + (2.2) dp ∂S dp ∂T ∂p dp Trong điều kiện đại dương lý tưởng, nhiệt độ và độ muối không đổi theo độ sâu dT dS = =0 dp dp và ⎛ dρ ⎞ ⎛ ∂ρ ⎞ ⎜ dp ⎟ T =const = ⎜ ∂p ⎟ ⎜ ⎟ ⎜⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠θ S = const là gradien mật độ áp lực in situ. Xét biến thiên của thể tích riêng, thể tích đối với mật độ bằng 1, ta có thể viết v S,T,p =v S,T,0 (1 - αp) với α là hệ số nén trung tính. Để xem xét ý nghĩa của hệ số này cũng như các hệ số nénkhác, chúng ta tiến hành lấy đạo hàm riêng hai vế theo áp suất p: ∂ v S ,T , p ∂α = − v S ,T ,0 (α + p ) ∂p ∂p So sánh với định nghĩa hệ số nén tổng quát được viết dong dạng sau ∂ v S ,T , p ...