Солевые пальцы

Солевые пальцы являются результатом процесса перемешивания, происходящего в том случае, когде более тёплая и солёная вода находится над более холодной и более пресной водой. Частный случай двойной диффузии.

Механизм образования

Солевые пальцы образуются из за того, что коэффициент молекулярной диффузии для соли гораздо меньше, чем для тепла. Небольшой объём тёплой солёной воды, перемещаясь вниз, в холодную и более пресную область, потеряет своё тепло за счёт теплопередачи быстрее, чем соль за счёт диффузии. Таким образом они станет более плотным, чем вода вокруг, и продолжит погружаться дальше. Подобным образом небольшой объём холодной пресной воды, перемещённый кверху, получит тепло благодаря теплопередаче из окружающей воды, что сделает его легче, и он продолжит всплывать. Таким образом, тот факт, что диффузия соли происходит медленнее, чем теплопередача, пародоксальным образом приводит к турбулентному процессу, который перемешивает солёность более эффективно, нежели температуру.

История открытия

Солевые пальцы впервые были описаны математически Малвином Штерном (Melvin Stern)^[1] из Флоридского университета в 1960 году, а полевые измерения были проведены Раймондом Шмиттом (Raymond Schmitt)^[2] из Вудсхольского Океанологического Института и Майком Греггом (Mike Gregg)^[3] и Эриком Кунзе (Eric Kunze)^[4] из Университета Вашингтона, Сиэтл. Интересная область, в которой наблюдаются солевые пальцы, находится в Карибском море, где образуется «ступенчатая» вертикальная структура воды, в которой чередуются хорошо перемешанные слои толщиной несколько метров, простирающиеся в по горизонтали на сотни километров.

Примечания

1. ↑ Stern, Melvin E., (1960). The «salt-fountain» and thermohaline convection. Tellus, 12,172-175
2. ↑ Schmitt, Raymond W. The Ocean’s Salt Fingers. Scientific American, May 1995, pp. 70-75.
3. ↑ Gregg, M.C., (1988). Mixing in the thermohaline staircase east of Barbados. In Small Scale Turbulence and Mixing in the Ocean, eds. J.C.J. Nihoul and B.M. Jamart, Elsevier Oceanograohy Ser., 46, 453—470.
4. ↑ Kunze, Eric, (1987). Limits on growing, finite-length salt fingers: A Richrdson number constraint. Journal of Marine Research., 45, 533—556.

Литература

• Роберт Стюарт Введение в физическую океанографию. Глава 8. Уравнение движения с трением. — 2005.

• Кириллов С.А. Термохалинные интрузии в северной части моря Лаптевых и их вклад в процессы вертикального тепло- и солеобмена. — СПб, 2007.

Ссылки

• Солёностные пальцы