为什么深海寒冷?

Question

除了热喷口附近深海通常被认为是非常酷。例如,水临时工在马里亚纳海沟(~ 10公里深)1 - 4°C。

然而,地温梯度背道而驰,在岩石圈在同一深度10公里约250 - 300°C。

所以,在某种意义上,水应该从下面加热和只能向大气中释放能量/空间。然而,我们看到的完全相反,上层是最温暖的地方。

热能去了哪里?是产品的数十亿年的洋流携带热量两极,还是我忽略了一些其他原则?

Answer 1

简单的答案是,冰冷的海水的密度比温暖的海水,这水池和填空深海海洋。

水满了深海海洋来自极地。这是一个1990年代的温度在大西洋,从检索WOCE大西洋阿特拉斯:

你可以看到最冷的水是来自南极地区(深蓝色东西情节的左边)和传播。

如果你看看1990年代盐度相反(策划)你可以看到水从北极不是那么冷,但很咸(黄色部分的情节从上方的右手边,坐在水北来自南极洲)。

考虑海洋的密度时,重要的是要记住,海洋不是注满水,它充满了海水。海水包含大约每公斤35克盐的海水。因此,海水的密度取决于温度和盐度。你可以写成

$ $ T + \ \ρ= \αβS $ $

这对我们需要足够正确。(小之外,还取决于压力和密度系数\α美元和β\美元依靠压力、盐度和温度——你可以看到这个密度的等值线的曲率这个数字。真正理解海水的密度是一个巨大的事业。)

盐会使另外两个非常重要的事情:

1. 随着海水变冷,它越来越密集的(但\α美元在低温下会很小,所以盐度真的占据了密度)
2. 海水冻结在~ 2°C

这就是为什么我们看到水-0.4°C蔓延远离南极在图的左下角。表面附近的时候天气比较冷,但是当它沉没携入的周围的液体,和热身。

这就解释了我们如何得到冷水进深渊,但为什么不地热热流只是温暖呢?

之所以地热热流不加热深海海洋是它太小了。的地热热通量~ 0.5 W /米$ ^ {2}$。相比之下,热通量在海洋的表面范围从-200 W / m$ ^ {2}$200 W / m$ ^ {2}$(正意味着进大海在这两种情况下)。表面热通量和海洋动力学只是压倒了地热热通量小得多。大量的模型包括通过海底热流,而是因为它太小了深海海洋依然寒冷。这里有一个热量平衡的例子从海洋模型,其中包括通过海底热通量。

所以,数学并不难,但我不确定我们需要它。

Answer 2

冷水的密度比温水。很冷的水在北极和南极地区下沉和循环深海底。