水體熱分層

水體熱分層

水體熱分層是水體由於受到氣溫變化的影響,在水體的垂直方向上出現的溫度分布不均的現象。

基本介紹

  • 中文名:水體熱分層
  • 性質:熱分層
  • 屬性:水體
  • 在3.98℃時:純水的密度最大
變化,意義,

變化

1、鹽度對冰點和最大密度時的溫度的影響:
(1)在3.98℃時,純水的密度最大,為1;
(2)當鹽度<24.7‰時,密度最大時的溫度都在冰點之上(即從表面開始結冰,這對越冬有利)。
(3)當鹽度>24.7‰時,密度最大時的溫度都在冰點之下,對越冬不利。
(4)最大密度時的溫度隨鹽度的增加急劇下降,而冰點則緩慢下降,兩線交於 鹽度24.7‰,溫度是-1.332℃(鹽度24.7‰的水,最大密度時的溫度=結冰點=-1.332℃)。
2、水體熱分層
(1) 由0℃及其以下向4℃升溫,這時水的密度增加,由於熱的傳遞,表層水較重,開始下沉,下層水輕,上浮,表層水和底層水發生垂直扭轉的現象,直到整個水體都達到4℃為止,這個時期稱全同溫扭轉期。
(2)水由4℃繼續升溫,表層水密度下降,底層水相對較重,不發生扭轉。由於熱傳導,在表層和底層之間常產生一個躍溫層,其特點是:溫度的梯度很大,這時水呈停滯狀態,這種狀態成為正分層,一般出現在春夏季節。
當氣候變化(大風、雨、氣壓低)時,也可以發生扭轉現象,使底層的缺氧水及其有毒物質(H2S、氨氣)帶到表層,造成表層水缺氧,產生泛塘現象。
(3)高溫向4℃降溫時,表層水密度增加,開始下沉,與次表層水扭轉混合,最後與底層水扭轉混合,出現全同溫扭轉(夏秋季節),也可以造成泛塘。
(4)從4℃繼續降溫,表層水密度下降,停在表層,比下層水水溫低,這種狀態稱為逆分層。

意義

水體出現熱分層現象時,水中的水化成分也發生垂直分層現象,水體扭轉時,水中的水化成分也在垂直分布上趨於統一。
因為水的溫度和大氣的溫度有差異,水的密度比空氣大,所以水的傳熱散熱都比大氣慢,加之水有上、中、下三個層次,這三個水層的溫度也有差異,水越深,差異越大。據科技工作者測量,當水的上層溫度為21.2℃時,1米深的水溫為18.3℃,2米深的水溫為17℃。在冬季,水的表層溫度為4.3℃時,水深1米的溫度為4.5℃,水深2米的溫度為4.9℃。
水上熱下涼的狀況,學術界稱為水的“正分層”。冬天,深水區溫度較高,而水的上層由於受冷空氣的影響,水溫相對較低;這種水層為“逆分層”。造成水溫度分層的原因是水的溫度高,水的密度就小,水的溫度低相對密度就大,水的密度大就相對較重。再就是水的導熱性差。如某個時段的氣溫是20℃時,附近的水溫往往滯後2小時才會達到20℃,氣溫下降時道理也一樣,水溫在2小時後才會降到與氣溫近似的溫度。

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