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Vertikale Stabilität
Storyboard

Die Stabilität der Wassersäule im Meer hängt sowohl von der Temperatur als auch von der Salinität ab.Wenn die Temperatur steigt, dehnt sich das Wasser aus und bildet eine Zone mit geringerer Dichte, wodurch das Volumen dazu neigt, zu schwimmen.Wenn hingegen die Salinität steigt, nimmt die Dichte zu, wodurch das Volumen dazu neigt, zu sinken.In diesem Sinne gibt es einen Wettbewerb zwischen den Auswirkungen von Temperatur und Salinität, bei dem das Volumen versuchen kann, aufzutauchen oder zu sinken. Der letztere Fall ist entscheidend für die Bildung von Tiefenströmungen.

>Modell

ID:(1524, 0)


Mechanismen
Konzept


ID:(15508, 0)


Stabilität der Wassersäule
Beschreibung

Normalerweise nimmt die Dichte des Meerwassers mit der Tiefe zu.



Das bedeutet, dass die Schichten nahe der Oberfläche leichter sind als die tieferen Schichten. Dadurch schwimmen diese Schichten über den tieferen Schichten und neigen nicht dazu, sie zu verdrängen.

Jedoch können Schwankungen in Temperatur und Salinität dazu führen, dass die tieferen Schichten eine geringere Dichte als die oberen Schichten aufweisen. Dies schafft eine instabile Situation, da diese Schichten dazu neigen, über den oberen Schichten zu schwimmen und aufzutauchen.

Nur in Situationen, in denen die Dichte konstant ist oder mit der Tiefe zunimmt, ist das System stabil.

Andererseits bedeutet die Instabilität eines Systems, dass es bei einer Störung zusammenbrechen kann, aber wenn es nicht gestört wird, kann es seinen aktuellen Zustand beibehalten.

ID:(12045, 0)


Temperatur- und Salzgehaltsschwankungen
Konzept

Die Zunahme von die Temperaturschwankungen ($\Delta T$) führt zu thermischer Ausdehnung, wodurch die Volumenvariation je nach Temperatur ($\Delta V_T$) im Verhältnis zu der Volumen ($V$) mit der Koeffizient der thermischen Ausdehnung ($k_T$) zunimmt, wie in folgender Gleichung gezeigt:

$ k_T \equiv \displaystyle\frac{ 1 }{ V }\displaystyle\frac{ \Delta V_T }{ \Delta T }$



Ebenso führt die Zunahme von die Variación de la salinidad ($\Delta s$) aufgrund der Masse dazu, dass ERROR:8624 im Verhältnis zu die Dichte des Meerwassers ($\rho$) mit der Salzgehaltskoeffizient ($k_s$) zunimmt, wie in folgender Gleichung gezeigt:

$ k_s =\displaystyle\frac{ 1 }{ \rho }\displaystyle\frac{ \Delta\rho }{ \Delta s }$



Dieser Ausdruck entspricht dem Ausdruck, in dem die Volumenschwankungen aufgrund des Salzgehalts ($\Delta V_s$) abnimmt (negativer Wert), wie in folgender Gleichung gezeigt:

$ k_s \equiv - \displaystyle\frac{ 1 }{ V }\displaystyle\frac{ \Delta V_s }{ \Delta s }$

Daher ist die Rolle von Temperatur und Salinität entscheidend, da sie dazu führen können, dass die ozeanische Wassersäule instabil wird, wodurch ein Volumenelement zu schwimmen oder zu sinken beginnt und die Säule umgekehrt wird.

ID:(15514, 0)


Instabilität im Wasser bei Temperaturunterschieden
Beschreibung

Wenn Wasser in einem Topf erhitzt wird, bildet sich im Bereich des Bodens in der Nähe der Wärmequelle eine Region mit geringerer Dichte. Diese Region beginnt aufzusteigen und versucht, die kühlere, dichtere Schicht darüber zu verdrängen, die wiederum dazu neigt, abzusinken.

Sobald der Temperaturunterschied zwischen der Oberfläche und dem Boden einen kritischen Wert überschreitet, bilden sich echte Strahlen heißeres Wasser, die an die Oberfläche gelangen und Platz für das Absteigen des kühleren Oberflächenwassers in Richtung des Bodens schaffen:

ID:(12046, 0)


Stabilität der Meerwassersäule
Bild

Im Fall von Meerwasser kann es nicht nur Variationen in der Temperatur geben, sondern auch in der Salinität. Die Salinität erhöht in der Regel die Dichte, daher können Prozesse, die die Salinität in der Tiefe verringern, zu Instabilitäten führen.

In diesem Fall entstehen Zonen, in denen Wasser mit höherer Salinität absinkt, während Wasser mit geringerer Konzentration aufsteigt. Diese absinkenden Salzzonen werden als Salzfinger bezeichnet und sind in der folgenden Grafik dargestellt, die durch Simulation erstellt wurde:

ID:(12051, 0)


Diffusionskonzept
Beschreibung

Diffusion entspricht der zufälligen Bewegung von Molekülen, die sich allmählich im Raum verteilen. Die Vielzahl an Kollisionen führt dazu, dass die Moleküle häufig ihre Bewegungsrichtung ändern und sich dadurch langsam ausdehnen. Um diese Bewegung zu beschreiben, werden statistische Konzepte verwendet, wie zum Beispiel die Beschreibung des Bereichs, in dem sich die Mehrheit der Partikel befindet, mithilfe der mittleren quadratischen Abweichung. Tatsächlich nimmt diese mittlere quadratische Abweichung im Laufe der Zeit linear zu:

Die Proportionalitätskonstante wird als Diffusionskoeffizient bezeichnet.Dieses Konzept wird auch verwendet, um zu beschreiben, wie sich Eigenschaften von Partikeln wie Impuls und Energie in einem System ausbreiten. Dabei bleibt die räumliche Verteilung der Partikel unverändert, jedoch wird die räumliche Verteilung des betrachteten Parameters beeinflusst.

ID:(13405, 0)


Rayleigh-Nummer für Temperatur und Stabilität
Konzept

Wenn Wasser in einem Topf erhitzt wird, beginnt das Wasser in der Nähe des Bodens warm zu werden, was dazu führt, dass es sich entsprechend der thermischen Ausdehnungsbeziehung um eine Volumenvariation je nach Temperatur ($\Delta V_T$) ausdehnt, die der Koeffizient der thermischen Ausdehnung ($k_T$), der Volumen ($V$) und die Temperaturschwankungen ($\Delta T$) erfüllt durch:

$ k_T \equiv \displaystyle\frac{ 1 }{ V }\displaystyle\frac{ \Delta V_T }{ \Delta T }$



die Auftriebskraft ($F_b$) ist proportional zum verdrängten Volumen und kann ungefähr ausgedrückt werden als:

$F_b \sim g \Delta V \sim k_T V \Delta T$



Durch Analyse der Einheiten können wir feststellen, dass der Faktor

$\Delta V g \rightarrow \displaystyle\frac{m^4}{s^2}$



das Quadrat einer Diffusionskonstante ist. Daher kann Instabilität als die Dominanz von die Diffusionskonstante des Moments ($D_p$) der Konvektion im Vergleich zu die Wärmediffusionskonstante ($D_T$), die erforderlich ist, um die Temperatur zu erhöhen, und dem Impulsverlust aufgrund der Viskosität verstanden werden.

Daher, wenn das folgende Verhältnis:

$\displaystyle\frac{g \Delta V}{D_T D_p} = \displaystyle\frac{g k_T V}{D_p D_T} \Delta T$



viel größer als eins ist, wird die Konvektion dominieren. In diesem Sinne macht es Sinn, eine charakteristische dimensionslose Zahl zu definieren, die als der Rayleigh-Zahl für Temperatur ($Ra_T$) bekannt ist:

$ Ra_T \equiv\displaystyle\frac{ g k_T h ^3 }{ D_p D_T } \Delta T$

Im Fall eines Systems ohne Begrenzungen wurde gezeigt, dass die kritische Grenze für Instabilität überschritten wird, wenn die Rayleigh-Zahl $Ra_L=657,51$ überschreitet. Dieser Grenzwert hängt jedoch von der Geometrie des Systems ab, und im Fall eines Zylinders (wie eines offenen Topfes) wurde gezeigt, dass er instabil wird, wenn $Ra_L=1.100,65$ ist.

ID:(15510, 0)


Lambda-Faktor
Konzept

Die Tendenz, dass ein Element ozeanischen Wassers aufgrund steigender Temperatur schwimmt oder aufgrund steigender Salinität sinkt, wird im folgenden Diagramm dargestellt:



Um die Situation zu untersuchen, führen wir der Lambda-Faktor ($\Lambda$) als das Verhältnis von der Rayleigh-Zahl für Temperatur ($Ra_T$) und der Numero de Rayleigh para la salinidad ($Ra_s$) ein:

$\Lambda = \displaystyle\frac{Ra_T}{Ra_s} = \displaystyle\frac{k_T \Delta T}{k_s \Delta s}$



Da der Rayleigh-Zahl für Temperatur ($Ra_T$) von die Gravitationsbeschleunigung ($g$), der Koeffizient der thermischen Ausdehnung ($k_T$), die Temperaturschwankungen ($\Delta T$), die Diffusionskonstante des Moments ($D_p$) und die Wärmediffusionskonstante ($D_T$) abhängt, wie durch die Gleichung definiert:

$ Ra_T \equiv\displaystyle\frac{ g k_T h ^3 }{ D_p D_T } \Delta T$



und der Numero de Rayleigh para la salinidad ($Ra_s$) von der Salzgehaltskoeffizient ($k_s$), die Variación de la salinidad ($\Delta s$) und die Partikeldiffusionskonstante ($D_N$) abhängt, wie durch die Gleichung definiert:

$ Ra_s \equiv\displaystyle\frac{ g k_s h ^3 }{ D_p D_N } \Delta s $



erhalten wir die Beziehung für der Lambda-Faktor ($\Lambda$) durch:

$ \Lambda \equiv \displaystyle\frac{ k_T \Delta T }{ k_s \Delta s }$

ID:(15511, 0)


Lewis Nummer
Konzept

Der Numero de Lewis ($Le$) vergleicht die Wärmediffusionskonstante ($D_T$), die von die Wärmeleitung im Ozean ($\lambda_T$), der Spezifische Wärme ($c$) und die Dichte des Meerwassers ($\rho$) abhängt, wie folgt:

$ D_T \equiv \displaystyle\frac{ \lambda_T }{ \rho c }$



mit die Partikeldiffusionskonstante ($D_N$), die von die Teilchenmobilität ($\mu$), die Boltzmann-Konstante ($k_B$) und die Absolute Temperatur ($T$) abhängt, wie folgt:

$ D_N \equiv \mu k_B T $



Daher wird sie definiert als:

$ Le \equiv \displaystyle\frac{ D_T }{ D_N }$

ID:(15512, 0)


Stabilitätsbedingung
Konzept

Um das System stabil zu halten, ist es erforderlich, dass die Diffusion von Energie (Temperatur) und Salinität keine die Auftriebskraft ($F_b$) erzeugen, die groß genug ist, um die Säule umzukehren. Dies wird erreicht, wenn der Lambda-Faktor ($\Lambda$) größer ist als der Numero de Lewis ($Le$).

Daher ist das System stabil, wenn folgende Bedingung erfüllt ist:

$ Le < \Lambda $

Es ist wichtig zu beachten, dass der Faktor der Zahl von Temperatur und Salinität abhängt. Wenn sich diese Variablen also ändern, kann das System einen instabilen Zustand erreichen.

ID:(15515, 0)


Modell
Konzept


ID:(15509, 0)


Vertikale Stabilität
Modell

Die Stabilität der Wassersäule im Meer hängt sowohl von der Temperatur als auch von der Salinität ab. Wenn die Temperatur steigt, dehnt sich das Wasser aus und bildet eine Zone mit geringerer Dichte, wodurch das Volumen dazu neigt, zu schwimmen. Wenn hingegen die Salinität steigt, nimmt die Dichte zu, wodurch das Volumen dazu neigt, zu sinken. In diesem Sinne gibt es einen Wettbewerb zwischen den Auswirkungen von Temperatur und Salinität, bei dem das Volumen versuchen kann, aufzutauchen oder zu sinken. Der letztere Fall ist entscheidend für die Bildung von Tiefenströmungen.

Variablen
Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$T$
T
Absolute Temperatur
K
$k_B$
k_B
Boltzmann-Konstante
J/K
$\rho$
rho
Dichte des Meerwassers
kg/m^3
$\Delta\rho$
Drho
Dichtevariation
kg/m^3
$D_p$
D_p
Diffusionskonstante des Moments
m^2/s
$k_T$
k_T
Koeffizient der thermischen Ausdehnung
1/K
$\Lambda$
Lambda
Lambda-Faktor
-
$Le$
Le
Numero de Lewis
-
$Ra_s$
Ra_s
Numero de Rayleigh para la salinidad
-
$D_N$
D_N
Partikeldiffusionskonstante
m^2/s
$Ra_T$
Ra_T
Rayleigh-Zahl für Temperatur
-
$k_s$
k_s
Salzgehaltskoeffizient
1/K
$c$
c
Spezifische Wärme
J/kg K
$\mu$
mu
Teilchenmobilität
s/kg
$\Delta T$
DT
Temperaturschwankungen
K
$h$
h
Tiefe
m
$\Delta s$
Ds
Variación de la salinidad
-
$\eta$
eta
Viskosität von Meerwasser
Pa s
$V$
V
Volumen
m^3
$\Delta V_s$
DV_s
Volumenschwankungen aufgrund des Salzgehalts
m^3
$\Delta V_T$
DV_T
Volumenvariation je nach Temperatur
m^3
$D_T$
D_T
Wärmediffusionskonstante
m^2/s
$\lambda_T$
lambda_T
Wärmeleitung im Ozean
W/m K

Berechnungen

Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 
Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden


Gleichungen

Da der Rayleigh-Zahl für Temperatur ($Ra_T$) von die Gravitationsbeschleunigung ($g$), die Tiefe ($h$), die Temperaturschwankungen ($\Delta T$), die Diffusionskonstante des Moments ($D_p$) und die Wärmediffusionskonstante ($D_T$) abh ngt, wie definiert durch:

$ Ra_T \equiv\displaystyle\frac{ g k_T h ^3 }{ D_p D_T } \Delta T$



und der Numero de Rayleigh para la salinidad ($Ra_s$) von der Salzgehaltskoeffizient ($k_s$) und die Variación de la salinidad ($\Delta s$) abh ngt, wie definiert durch:

$ Ra_s \equiv\displaystyle\frac{ g k_s h ^3 }{ D_p D_N } \Delta s $



dann k nnen wir behaupten, dass

$\Lambda = \displaystyle\frac{Ra_T}{Ra_s}$



reduziert wird auf:

$ \Lambda \equiv \displaystyle\frac{ k_T \Delta T }{ k_s \Delta s }$

(ID 12056)

Da die Dichte des Meerwassers ($\rho$) gleich einer Masse $m$ geteilt durch der Volumen ($V$) ist, ausgedr ckt als:

$\rho =\displaystyle\frac{m}{V}$



Wenn wir diesen Ausdruck f r eine konstante Masse $m$ differenzieren, ergibt sich ein ERROR:8624 als:

$\Delta\rho =-\displaystyle\frac{m}{V^2}\Delta V=-\displaystyle\frac{\rho}{V}\Delta V$



Daher impliziert der Ausdruck in der Salzgehaltskoeffizient ($k_s$) mit die Variación de la salinidad ($\Delta s$):

$ k_s =\displaystyle\frac{ 1 }{ \rho }\displaystyle\frac{ \Delta\rho }{ \Delta s }$



folgendes:

$ k_s \equiv - \displaystyle\frac{ 1 }{ V }\displaystyle\frac{ \Delta V_s }{ \Delta s }$

(ID 15513)

Beispiele


(ID 15508)

Normalerweise nimmt die Dichte des Meerwassers mit der Tiefe zu.



Das bedeutet, dass die Schichten nahe der Oberfl che leichter sind als die tieferen Schichten. Dadurch schwimmen diese Schichten ber den tieferen Schichten und neigen nicht dazu, sie zu verdr ngen.

Jedoch k nnen Schwankungen in Temperatur und Salinit t dazu f hren, dass die tieferen Schichten eine geringere Dichte als die oberen Schichten aufweisen. Dies schafft eine instabile Situation, da diese Schichten dazu neigen, ber den oberen Schichten zu schwimmen und aufzutauchen.

Nur in Situationen, in denen die Dichte konstant ist oder mit der Tiefe zunimmt, ist das System stabil.

Andererseits bedeutet die Instabilit t eines Systems, dass es bei einer St rung zusammenbrechen kann, aber wenn es nicht gest rt wird, kann es seinen aktuellen Zustand beibehalten.

(ID 12045)

Die Zunahme von die Temperaturschwankungen ($\Delta T$) f hrt zu thermischer Ausdehnung, wodurch die Volumenvariation je nach Temperatur ($\Delta V_T$) im Verh ltnis zu der Volumen ($V$) mit der Koeffizient der thermischen Ausdehnung ($k_T$) zunimmt, wie in folgender Gleichung gezeigt:

$ k_T \equiv \displaystyle\frac{ 1 }{ V }\displaystyle\frac{ \Delta V_T }{ \Delta T }$



Ebenso f hrt die Zunahme von die Variación de la salinidad ($\Delta s$) aufgrund der Masse dazu, dass ERROR:8624 im Verh ltnis zu die Dichte des Meerwassers ($\rho$) mit der Salzgehaltskoeffizient ($k_s$) zunimmt, wie in folgender Gleichung gezeigt:

$ k_s =\displaystyle\frac{ 1 }{ \rho }\displaystyle\frac{ \Delta\rho }{ \Delta s }$



Dieser Ausdruck entspricht dem Ausdruck, in dem die Volumenschwankungen aufgrund des Salzgehalts ($\Delta V_s$) abnimmt (negativer Wert), wie in folgender Gleichung gezeigt:

$ k_s \equiv - \displaystyle\frac{ 1 }{ V }\displaystyle\frac{ \Delta V_s }{ \Delta s }$

Daher ist die Rolle von Temperatur und Salinit t entscheidend, da sie dazu f hren k nnen, dass die ozeanische Wassers ule instabil wird, wodurch ein Volumenelement zu schwimmen oder zu sinken beginnt und die S ule umgekehrt wird.

(ID 15514)

Wenn Wasser in einem Topf erhitzt wird, bildet sich im Bereich des Bodens in der N he der W rmequelle eine Region mit geringerer Dichte. Diese Region beginnt aufzusteigen und versucht, die k hlere, dichtere Schicht dar ber zu verdr ngen, die wiederum dazu neigt, abzusinken.

Sobald der Temperaturunterschied zwischen der Oberfl che und dem Boden einen kritischen Wert berschreitet, bilden sich echte Strahlen hei eres Wasser, die an die Oberfl che gelangen und Platz f r das Absteigen des k hleren Oberfl chenwassers in Richtung des Bodens schaffen:

(ID 12046)

Im Fall von Meerwasser kann es nicht nur Variationen in der Temperatur geben, sondern auch in der Salinit t. Die Salinit t erh ht in der Regel die Dichte, daher k nnen Prozesse, die die Salinit t in der Tiefe verringern, zu Instabilit ten f hren.

In diesem Fall entstehen Zonen, in denen Wasser mit h herer Salinit t absinkt, w hrend Wasser mit geringerer Konzentration aufsteigt. Diese absinkenden Salzzonen werden als Salzfinger bezeichnet und sind in der folgenden Grafik dargestellt, die durch Simulation erstellt wurde:

(ID 12051)

Diffusion entspricht der zuf lligen Bewegung von Molek len, die sich allm hlich im Raum verteilen. Die Vielzahl an Kollisionen f hrt dazu, dass die Molek le h ufig ihre Bewegungsrichtung ndern und sich dadurch langsam ausdehnen. Um diese Bewegung zu beschreiben, werden statistische Konzepte verwendet, wie zum Beispiel die Beschreibung des Bereichs, in dem sich die Mehrheit der Partikel befindet, mithilfe der mittleren quadratischen Abweichung. Tats chlich nimmt diese mittlere quadratische Abweichung im Laufe der Zeit linear zu:

Die Proportionalit tskonstante wird als Diffusionskoeffizient bezeichnet.Dieses Konzept wird auch verwendet, um zu beschreiben, wie sich Eigenschaften von Partikeln wie Impuls und Energie in einem System ausbreiten. Dabei bleibt die r umliche Verteilung der Partikel unver ndert, jedoch wird die r umliche Verteilung des betrachteten Parameters beeinflusst.

(ID 13405)

Wenn Wasser in einem Topf erhitzt wird, beginnt das Wasser in der N he des Bodens warm zu werden, was dazu f hrt, dass es sich entsprechend der thermischen Ausdehnungsbeziehung um eine Volumenvariation je nach Temperatur ($\Delta V_T$) ausdehnt, die der Koeffizient der thermischen Ausdehnung ($k_T$), der Volumen ($V$) und die Temperaturschwankungen ($\Delta T$) erf llt durch:

$ k_T \equiv \displaystyle\frac{ 1 }{ V }\displaystyle\frac{ \Delta V_T }{ \Delta T }$



die Auftriebskraft ($F_b$) ist proportional zum verdr ngten Volumen und kann ungef hr ausgedr ckt werden als:

$F_b \sim g \Delta V \sim k_T V \Delta T$



Durch Analyse der Einheiten k nnen wir feststellen, dass der Faktor

$\Delta V g \rightarrow \displaystyle\frac{m^4}{s^2}$



das Quadrat einer Diffusionskonstante ist. Daher kann Instabilit t als die Dominanz von die Diffusionskonstante des Moments ($D_p$) der Konvektion im Vergleich zu die Wärmediffusionskonstante ($D_T$), die erforderlich ist, um die Temperatur zu erh hen, und dem Impulsverlust aufgrund der Viskosit t verstanden werden.

Daher, wenn das folgende Verh ltnis:

$\displaystyle\frac{g \Delta V}{D_T D_p} = \displaystyle\frac{g k_T V}{D_p D_T} \Delta T$



viel gr er als eins ist, wird die Konvektion dominieren. In diesem Sinne macht es Sinn, eine charakteristische dimensionslose Zahl zu definieren, die als der Rayleigh-Zahl für Temperatur ($Ra_T$) bekannt ist:

$ Ra_T \equiv\displaystyle\frac{ g k_T h ^3 }{ D_p D_T } \Delta T$

Im Fall eines Systems ohne Begrenzungen wurde gezeigt, dass die kritische Grenze f r Instabilit t berschritten wird, wenn die Rayleigh-Zahl $Ra_L=657,51$ berschreitet. Dieser Grenzwert h ngt jedoch von der Geometrie des Systems ab, und im Fall eines Zylinders (wie eines offenen Topfes) wurde gezeigt, dass er instabil wird, wenn $Ra_L=1.100,65$ ist.

(ID 15510)

Die Tendenz, dass ein Element ozeanischen Wassers aufgrund steigender Temperatur schwimmt oder aufgrund steigender Salinit t sinkt, wird im folgenden Diagramm dargestellt:



Um die Situation zu untersuchen, f hren wir der Lambda-Faktor ($\Lambda$) als das Verh ltnis von der Rayleigh-Zahl für Temperatur ($Ra_T$) und der Numero de Rayleigh para la salinidad ($Ra_s$) ein:

$\Lambda = \displaystyle\frac{Ra_T}{Ra_s} = \displaystyle\frac{k_T \Delta T}{k_s \Delta s}$



Da der Rayleigh-Zahl für Temperatur ($Ra_T$) von die Gravitationsbeschleunigung ($g$), der Koeffizient der thermischen Ausdehnung ($k_T$), die Temperaturschwankungen ($\Delta T$), die Diffusionskonstante des Moments ($D_p$) und die Wärmediffusionskonstante ($D_T$) abh ngt, wie durch die Gleichung definiert:

$ Ra_T \equiv\displaystyle\frac{ g k_T h ^3 }{ D_p D_T } \Delta T$



und der Numero de Rayleigh para la salinidad ($Ra_s$) von der Salzgehaltskoeffizient ($k_s$), die Variación de la salinidad ($\Delta s$) und die Partikeldiffusionskonstante ($D_N$) abh ngt, wie durch die Gleichung definiert:

$ Ra_s \equiv\displaystyle\frac{ g k_s h ^3 }{ D_p D_N } \Delta s $



erhalten wir die Beziehung f r der Lambda-Faktor ($\Lambda$) durch:

$ \Lambda \equiv \displaystyle\frac{ k_T \Delta T }{ k_s \Delta s }$

(ID 15511)

Der Numero de Lewis ($Le$) vergleicht die Wärmediffusionskonstante ($D_T$), die von die Wärmeleitung im Ozean ($\lambda_T$), der Spezifische Wärme ($c$) und die Dichte des Meerwassers ($\rho$) abh ngt, wie folgt:

$ D_T \equiv \displaystyle\frac{ \lambda_T }{ \rho c }$



mit die Partikeldiffusionskonstante ($D_N$), die von die Teilchenmobilität ($\mu$), die Boltzmann-Konstante ($k_B$) und die Absolute Temperatur ($T$) abh ngt, wie folgt:

$ D_N \equiv \mu k_B T $



Daher wird sie definiert als:

$ Le \equiv \displaystyle\frac{ D_T }{ D_N }$

(ID 15512)

Um das System stabil zu halten, ist es erforderlich, dass die Diffusion von Energie (Temperatur) und Salinit t keine die Auftriebskraft ($F_b$) erzeugen, die gro genug ist, um die S ule umzukehren. Dies wird erreicht, wenn der Lambda-Faktor ($\Lambda$) gr er ist als der Numero de Lewis ($Le$).

Daher ist das System stabil, wenn folgende Bedingung erf llt ist:

$ Le < \Lambda $

Es ist wichtig zu beachten, dass der Faktor der Zahl von Temperatur und Salinit t abh ngt. Wenn sich diese Variablen also ndern, kann das System einen instabilen Zustand erreichen.

(ID 15515)


(ID 15509)

ID:(1524, 0)