Strona głównaPytania → Jak zmieniają się parametry (temperatura,...

Jak zmieniają się parametry (temperatura, gęstość, etc.) wody w oceanach?

Pytanie

Pyta Jacek

Proszę odpowiedzieć na takie pytanie fizyczne w kontekście globalnego ocieplenia. Gdy woda w oceanie staje się coraz cieplejsza, to ciśnienie, gęstość i objętość tych parametrów spadają czy wzrastają? I czy takie same procesy spadku czy wzrostu ciśnienia, gęstości i objętości wody zachodzą zarówno na powierzchni oceanu, na średnich głębokościach i na jego dnie? I czy też zachodzą jednorodnie na biegunach, na średnich szerokościach i na równiku?

Odpowiedź

Odpowiada Prof. Szymon Malinowski

Gęstość wody morskiej zależy od temperatury i zasolenia. Gdy woda staje się coraz cieplejsza, jej gęstość spada, a więc rośnie objętość. Ciśnienie to ciężar słupa wody, więc mając jej gęstość łatwo je obliczyć i dalej nie będziemy go analizować. Temperaturę i zasolenie (a więc i gęstość) wody oceanicznej oraz prądy oceaniczne monitorujemy obecnie bardzo dokładnie dzięki sieci automatycznych boi ARGO,  które zanurzają się wgłąb oceanu, swobodnie dryfują na określonej głębokości przez zadany czas, a potem wynurzając się mierzą pionowe profile tych parametrów. Obserwujemy też, za pomocą satelitów i obserwacji naziemnych, poziom morza w różnych miejscach globu.  Aktualnie, wskutek globalnego ocieplenia obserwujemy wzrost poziomu oceanu w tempie średnio ok. 3.4 mm na rok. Bilans masy lodowców oraz pomiary ARGO pokazują, że główną przyczyną tego wzrostu (ponad 60%) jest topnienie lodowców położonych na lądach. Jednak aż za 1/3 wzrostu poziomu morza odpowiada właśnie rozszerzalność cieplna wody. Za pozostały ułamek, mniejszy niż 10%, odpowiada eksploatacja nieodnawialnych (wolno odnawialnych)  wód podziemnych, które z rzekami czy deszczem trafiają do oceanów.

Ponieważ procesy parowania z powierzchni oceanów, spływu wody z lodowców, dopływu i ucieczki energii termicznej są nierównomiernie rozłożone w przestrzeni, a skomplikowane cyrkulacje oceaniczne oraz zmienne w czasie i przestrzeni procesy mieszania są powolne — nie „nadążają” ujednorodniać temperatury i zasolenia wody morskiej — to rozkład temperatury i zasolenia, a zatem gęstości wody w morzach, jest bardzo niejednorodny. Z tego powodu obserwujemy znaczne różnice w rozkładzie przestrzennym trendu wzrostu poziomu morza. Przekroje pionowe temperatury i zasolenia wód oceanów, które powstały na podstawie pomiarów ARGO,  można obejrzeć na ilustracjach takich jak ta czy ta. Same boje ARGO oraz zbierane przez nie dane pomiarowe można śledzić niemal „na żywo” dodając warstwę do aplikacji „Google Earth” według przepisu podanego tu.