我想,由于盐水的冰点很低,以及在凉爽但仍是液态的海水上形成海冰的绝缘作用,海洋很难冻结成固体。
当然,要让海洋完全冻结,我认为首先整个海洋必须冷却到接近冰点,即使在热带地区也是如此。我还认为,即使假设地球的大气在冰点以下的均匀温度(比如全球范围内的-20°C),海洋可能仍然不会冻结,因为它会受到大约20°C的温度。0.1 W/m²来自地球内部的热流。
假设有一个简单的模型,有一个全球温度均匀的大气,假设海冰层容纳了地表/空气和仍然未冻结的水之间的所有温差,我假设水在接近结冰时是等温的,并简化了关于冰作为绝缘体的性质和来自地幔的热流的假设,
假设等温海洋已经达到恒温状态,我将来自冷地表/空气层的热通量与来自地幔的热通量联系起来
$h(T - t_0) = Q_g$,在那里
- h美元是冰的热性质(美元$ k / d在哪里$ d $是冰的厚度)
- 元新台币水温恒定在275 K附近吗
- t_0美元是外部温度
- 和Q_g美元热通量来自地幔吗
由此,我计算出,在这个非常简单的模型中,形成厚度为d的海冰所需的空气温度可以用下面的表达式找到:
$t_0 = T - (Q_gd)/k$
以4000米的厚度来计算,也就是一层覆盖了大部分海洋的海冰,我猜地球表面的温度必须在120 K左右,海洋才能冻结成固体。
我不认为我是对的——很明显,这个模型忽略了很多东西,我的一些假设可能是不合理的。显然,地球必须比历史上任何时候都要冷得多,海洋才能冻结在很深的地方,但我的问题是,它是否必须比我猜测的还要冷,或者海洋是否会在比120 K更高的全球温度下完全或几乎完全冻结?