Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Гилл А. -> "Динамика атмосферы и океаны " -> 134

Динамика атмосферы и океаны - Гилл А.

Гилл А. Динамика атмосферы и океаны — М.: Мир, 1986. — 415 c.
Скачать (прямая ссылка): dinamikaatmosferiiokeana1986.pdf
Предыдущая << 1 .. 128 129 130 131 132 133 < 134 > 135 136 137 138 139 140 .. 170 >> Следующая

2,2ХЮ19 кг 5ХЮ17 кг 1,ЗХЮ18 кг 5,10Х Ю14 м2 3,61Х10И м2 1.49ХЮ14 м2
1,62ХЮ13 м2
льдом 1,75X10* 2,84ХЮ13м2 в сентябре
в марте и
ПЗ. СВОЙСТВА МОРСКОЙ воды
П3.1. УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ
Уравнение состояния для морской воды надо знать очень точно. Это необходимо для расчета характеристик устойчивости, особенно в глубинных областях океана. Формула, предлагаемая Объединенной комиссией по океанографическим таблицам и стандартам [797], удовлетворяет имеющимся измерениям со среднеквадратичной погрешностью 3.5 X Ю“6 в диапазоне давлений вплоть до 1000 бар, температуры от точки замерзания до 40 °С и солености от 0 до 42 промилле [551, 549]. Плотность р (в кг/м3) выражается через давление р (в барах), температуру t (в °С) и практическую соленость S. Последняя характеристика определяется таким образом [159], что се числовое значение (в единицах практической солености) оказывается очень близким к значению солености, выраженному в тысячных долях. Связь практической солености с определенными ранее традиционными характеристиками солености обсуждалась в работе [450].
Уравнение для р получается в несколько этапов. Сначала находится плотность pw пресной воды (S = 0):
pw = 999,842594 + 6,793952 X Ю~2* - 9,095290 X Ю-? +
+ 1,001685 X Ю“4/3 - 1,120083 X Ю-6*4 + 6,536332 X Ю-9/5. (П3.1)
Далее определяется плотность при стандартном атмосферном давлении
(р = 0):
р (S, t, 0) = pw + 5 (0,824493 - 4,0899 X Ю~3* + 7,6438 X Ю-5*2 -
— 8,2467 X Ю-7*3 + 5,3875 X Ю"?) +
+ 53/2 (-5,72466 X Ю“3 + 1,0227 X -
— 1,6546 X 10“6*2) + 4,8314ХЮ-4S2. (П3.2)
Наконец, рассчитывается плотность при давлении р:
р (S, /, р) = р (S, Ь 0)/(1 - р/К (5, U Р)), (ПЗ.З)
где К представляет собой объемный модуль упругости.
Для пресной воды он может быть найден по формуле
Kw = 19652,21 + 148,4206* - 2.327105*2 + 1,360477 X Ю-2*3 -
— 5,155288 X Ю“5/4. (П3.4)
При стандартном атмосферном давлении (р = 0) формула имеет вид
К (S, *, 0) = JCW + 5 (54,6746 - 0,603459* + 1,09987 X Ю-2*2 -
- 6,1670 X ю~?) + 53/2 (7,944 X Ю~2 + 1,6483 X Ю“2* - 5,3009 X Ю_4*2)>
(П3.5)
а при давлении, равном р, получается
К (5, /, р) = К (5, t, 0) + Р (3,239908 + 1,43713 ХЮ"Н
+ 1,16092 X ИГ4*2 - 5,77905 X Ю“?) + р5 (2,2838 X Ю~3 -
— 1,0981 X Ю-5* - 1,6078 X Ю-6*2) + 1,91075 X 10~4pS3/2 +
+ р25 (-9,9348 X Ю-7 + 2,0816 X + 9,1697 X Ю“10*2).
(П3.6)
Для проверки формулы приводятся значения .р (0, 5, 0) = 999,96675, р (35,
5, 0) = 1027,67547, р (35, 25, 1000) = 1062,53817.
Поскольку значения р всегда близки к 1000 кг/м3, обычно приводят значение разности (р— 1000) кг/м3. Они даны, например в табл. П3.1. Таблица построена таким образом, что она позволяет рассчитать значения плотности для 98 % значений t и S, встречающихся в океане (см. рис. 3.2). Максимальные ошибки расчета плотности, возникающие при линейной интерполяции по температуре и солености, равны 0,013 кг/м3, а при интерполяции по солености в диапазоне от 30 до 40 промилле — всего 0,006 кг/м3. Суммарная ошибка всех типов интерполяции в 98 % случаев получается меньше, чем 0,03 кг/м3.
П3.2. ДРУГИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, СВЯЗАННЫЕ С ПЛОТНОСТЬЮ
Более ранние версии уравнения состояния обычно были записаны не для абсолютной плотности морской воды р, а для ее удельного веса р/рт, где рт — максимальная плотность пресной воды. Поскольку он всегда близок к единице, была определена характеристика а:
а = 1000 ((р/рга) - 1) = (1000/рт) (р - рт), (П3.7)
Поскольку
рт = 999,975 кг/м3, (П3.8)
можно записать соотношение, связывающее между собой <з и (р —1000):
от = (р — 1000) + 0,025. (П3.9)
То есть, для того чтобы получить значение о, к величине (р— 1000) надо прибавить 0,025. Если значение а рассчитывается для случая нулевого давления, то оно обозначается Ot («сигма-Ь), если же оно рассчитывается по потенциальной плотности, то его обозначают oq («сигма-0»). Кроме того,
в океанографии принято использовать и аномалию удельного объема (стери-
ческую аномалию) 6, т. е.
b — vs (S, t, р) — vs (35, 0, р). (П3.10)
Обычно она выражается в единицах, равных 10~8 м3/кг.
ПЗ.З. КОЭФФИЦИЕНТЫ РАСШИРЕНИЯ
Коэффициент термического расширения а в единицах, равных 10~7 К-1 а также его производная по S, приведены в табл. П3.1. Максимальная ошибка интерполяции по давлению равна двум единицам, по температуре —
трем единицам, а по солености в пределах 30 < 5 < 40 — двум единицам,
если не учитывать возможную ошибку округления, достигающую двух единиц. Коэффициент соленостного расширения Р можно рассчитать по приведенным значениям dp/dS.
Предыдущая << 1 .. 128 129 130 131 132 133 < 134 > 135 136 137 138 139 140 .. 170 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed