Физика \ Физика океана

Сравнение уравнений состояния, используемых для вычисления плотности морской воды. Определение плотностной стратификации океана

Страницы работы

4 страницы (Word-файл)

Скачать файл

Содержание работы

Министерство Образования РФ

Российский Государственный Гидрометеорологический Университет

Лабораторные работы №1 и №2

Сравнение уравнений состояния, используемых для вычисления плотности морской воды

Определение плотностной стратификации океана

Выполнилa студент гр.О-378

Грекова.А.

Санкт-Петербург

2003г.

Задача работы №1:

Вычислить плотность морской воды по наиболее часто используемым уравнениям состояния: УС-80, Мамаева, Линейкина и линеаризованному и построить вертикальные профили плотности воды. Проанализировать особенности плотностной стратификации, учитываемые каждым уравнением состояния, оценить точность этих уравнений.

Задача работы №2:

По данным вертикального распределения температуры и солёности воды вычислить профиль критерия плотностной стратификации Хессельберга-Свердрупа и выделить слои различной степени устойчивости. Для оценки стратификации уравнения состояния УС-80, Мамаева и линеаризованное.

Исходные данные: значения температуры и солёности морской воды на разных глубинах океанографической станции.

Горизонт	T, °C	S, ‰	P, Па	Плотность воды (s=r-1000)
z, м				s₁	s₂	s₃	s₄
0	21,4	32,5	0	22,48475	22,5102	22,53327	24,39925
10	18,77	34,03	100947	24,38306	24,4027	24,42497	25,58522
20	16,8	33,9	201898,4	24,80693	24,8256	24,84113	25,5307
30	12,25	33,4	302853,9	25,43573	25,4548	25,44314	25,18502
50	7,54	33,19	504778	26,15024	26,1693	26,13905	25,15695
75	11,9	34,78	757207	26,77751	26,7887	26,79031	26,62794
100	14,4	35,7	1009663	27,09155	27,0975	27,12677	27,56518
150	12,9	35,55	1514655	27,51564	27,5168	27,54704	28,330
200	11,97	35,44	2019753	27,84131	27,8374	27,87165	29,019
300	9,68	35,13	3030272	28,47675	28,4628	28,49672	29,556
400	7,8	35,1	4041218	29,22109	29,1956	29,23096	30,156
500	6,03	35,05	5052591	29,90431	29,8666	29,90195	30,691
600	5,2	35,03	6064393	30,46371	30,4129	30,45635	31,359
700	4,72	35,03	7076622	30,9894	30,9248	30,97962	31,980
800	4,55	35,01	8089279	31,45823	31,3794	31,44948	32,980
1000	4,12	34,98	10115876	32,41467	32,3058	32,407	33,980

Горизонт			Устойчивость (E·10⁶), c^-2
z, м	E₁(T)	E₁(S)	E₁	E₂	E₃	E₄
0	685,9581166	1115,168968	1801,127085	1871,619	1794,386016	1138,056
10	555,1898663	-154,149752	401,0401138	1115,608	1058,420952	58,884
20	732,1931528	30,11198773	762,3051405	556,6589	483,0982712	-13,138
30	564,8427219	14,38916938	579,2318913	412,9671	371,2994585	-165,256
50	10,89777187	-10,8545748	0,043197049	240,6761	241,4840667	227,337
75	-250,461944	-11,9807543	-262,442698	113,7382	131,521477	33,668
100	-27,2764267	-1,87332622	-29,14975297	47,02865	49,45897826	7,350
150	47,64406643	0,334299732	47,97836616	29,6057	26,42860989	-18,960
200	40,4169129	0,292716446	40,70962934	19,95741	17,73498521	0,275
300	34,96369208	0,146600934	35,11029302	20,88731	20,25523761	0,278
400	27,57513583	0,033173051	27,60830888	21,99738	22,73045802	0,282
500	17,56502293	0,030086535	17,59510946	12,15657	13,62040483	0,162
600	8,476545142	0,009155113	8,485700255	5,928765	6,991283868	0,077
700	6,095930226	0	6,095930226	4,511875	5,482730936	0,056
800	2,239362011	0,021275696	2,260637707	0,062835	0,469992017	0,005
1000	2,80220167	0,018597128	2,820798798	0,601676	1,254772061	0,014

Анализ результатов:

Все уравнения состояния дают приблизительно одинаковую картину распределения плотности с глубиной. В слое от 0 до 100 м наблюдается слой с высоким градиентом условной плотности, что можно объяснить уменьшением температуры и увеличением солёности. Плотность с глубиной увеличивается. Больше всего от остальных отличается линеаризованное уравнение состояния.

По УС-80 неустойчивая плотностная стратификация на глубинах: 0-10м, 20-75м, 150-1000м; по уравнению Кнудсена 0-200м, 400-1000м; по уравнению Мамаева 0-200, 400-1000м; по линеаризованному уравнению 0-30м, 50-200м, 400-1000м. То есть на данной станции вода неустойчиво стратифицирована в слое 0-200м и начиная с 400м и до дна.