Су қоймаларындағы жылу қабаты: термоклине – тереңдікке қарай температураның күрт өзгеріп, судың қабаттарына бөлінуі. Маусымдық ауытқулар, географиялық орналасу, ағыстар әсер етеді.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Су қоймасындағы жылу қабаты
Thermal layer in a body of water
Термоклина (көлдерде жылу қабаты немесе металл аңы деп те аталады) – үлкен сұйық денесінің (мысалы, мұхит немесе көлдегідей су; немесе атмосферадағы ауа) ішіндегі температураға негізделген ерекше қабат, оның тереңдігімен байланысты айқын температура айырмашылықтарының жоғары градиентімен сипатталады. Мұхитта термоклина жоғары жақтан араласатын қабатты тыныш, терең судан бөліп тұрады. Термоклиннің қалыптасуы мен тұрақтылығы маусымға, ендікке және желдің тудырған араласуға байланысты. Олар су қоймасында жартылай тұрақты қасиет ретінде кездесуі мүмкін, немесе күндізгі/түндегі беткі судың радиациялық жылуы/салқындауы сияқты құбылыстарға жауап ретінде уақытша пайда болуы мүмкін. Термоклиннің тереңдігі мен қалыңдығына маусымдық ауа райының өзгеруі, ендік және жергілікті экологиялық жағдайлар, мысалы, толқындар мен ағындар әсер етеді.
A thermocline (also known as the thermal layer or the metalimnion in lakes) is
a distinct layer based on temperature within a large body of fluid (e. g. water, as in an ocean or lake; or air, e. g. an atmosphere) with a high gradient of distinct temperature differences associated with depth. In the ocean, the thermocline divides the upper mixed layer from the calm deep water below. Depending largely on season, latitude, and turbulent mixing by wind, thermoclines may be a semi permanent feature of the body of water in which they occur, or they may form temporarily in response to phenomena such as the radiative heating/cooling of surface water during the day/night. Factors that affect the depth and thickness of a thermocline include seasonal weather variations, latitude, and local environmental conditions, such as tides and currents.
Термоклиналық маусымдық
Теңіздегі термоклиннің тереңдігі мен күші маусымды түрде өзгеруі мүмкін. Суық қысқы температуралар термоклиннің тереңге түсуіне әкеледі, ал жылы жазғы температуралар термоклинды үстіңгі қабатқа көтереді. Тропикалық және субтропикалық аймақтарда термоклин жазда басқа жерлерге қарағанда тіпті жұқарауы мүмкін.
The thermocline in the ocean can vary in depth and strength seasonally. The cooler winter temperatures cause the thermocline to drop to further depths and warmed summer temperatures bring the thermocline back to the upper layer. In areas around the tropics and subtropics, the thermocline may become even thinner in the summer than in other locations.
Басқа су айдындары
Термоклиндарды көлдерде де байқауға болады. Салқын климат жағдайында бұл стратификация деп аталатын құбылысқа алып келеді. Жаз бойы жылы су, тығыздығы төмен болғандықтан, суық, тығыз және терең судың үстінде орналасады, оларды термоклин бөліп тұрады. Жылы қабатты эпилимнион, ал суық қабатты гиполимнион дейміз. Күндіз күн сәулесінің әсерінен жылы су тұрақты жүйе құрайды, әсіресе тыныш ауа райында, жылы және суық судың араласуы өте шектеулі болады. Бұл тұрақтылықтың бір салдары – жаз айларында термоклин астындағы оттегі мөлшері азаяды, себебі термоклин астындағы су бетке көтерілмейді және судағы организмдер қолда бар оттегіні пайдаланады. Қыс жақындағанда, түнгі салқындау жылу алмасуға басымдық беретін болғандықтан, беткі судың температурасы төмендейді. Бір кезде беткі судың тығыздығы терең судың тығыздығынан артығып, ауырлық күшінің әсерімен тығыз беткі су төмен қарай жылжығанда айналым басталады. Бұл процеске жел немесе суды қозғайтын басқа да факторлар (мысалы, ағындар) көмектеседі. Бұл эффект Арктика және Антарктика суларында да байқалады, нәтижесінде бетке оттегі аз, бірақ бастапқы беткі судан көбірек қоректік заттарға толы су көтеріледі. Беткі судың қоректік заттармен осылай толығуы фитопланктонның өрбуіне жағдай жасайды, бұл аймақтарды өнімді етеді. Температура төмендеуді жалғастырғанда, беткі су мұздай суып, көл/мұхит мұз қатуға бастайды. Жаңа термоклин пайда болады, онда ең тығыз су (4 °C (39 °F)) төмен батып, тығыздығы аз су (мұзға жақындаған су) жоғары көтеріледі. Бұл жаңа қабатталу орнағаннан кейін, судың температурасы 4 °C-қа дейін көтеріліп, мұз ерігеннен кейін болатын «көктемгі айналымға» дейін сақталады. Бұл кезеңде термобарьер пайда болуы мүмкін. Термоклинде толқындар пайда болуы мүмкін, бұл термоклиннің бір мекенде өлшенген тереңдігінің тербелуіне (әдетте сіркіреу түрінде) әкеледі. Сонымен қатар, толқындар көтеріңкі түбі бар жерден ағынмен туындауы мүмкін, уақыт өте келе өзгермейтін, бірақ ағысқа қарай немесе қарсы қозғалғанда тереңдігі өзгеретін термоклин толқынын құрайды.
Thermoclines can also be observed in lakes. In colder climates, this leads to a phenomenon called stratification. During the summer, warm water, which is less dense, will sit on top of colder, denser, deeper water with a thermocline separating them. The warm layer is called the epilimnion and the cold layer is called the hypolimnion. Because the warm water is exposed to the sun during the day, a stable system exists and very little mixing of warm water and cold water occurs, particularly in calm weather. One result of this stability is that as the summer wears on, there is less and less oxygen below the thermocline as the water below the thermocline never circulates to the surface and organisms in the water deplete the available oxygen. As winter approaches, the temperature of the surface water will drop as nighttime cooling dominates heat transfer. A point is reached where the density of the cooling surface water becomes greater than the density of the deep water and overturning begins as the dense surface water moves down under the influence of gravity. This process is aided by wind or any other process (currents for example) that agitates the water. This effect also occurs in Arctic and Antarctic waters, bringing water to the surface which, although low in oxygen, is higher in nutrients than the original surface water. This enriching of surface nutrients may produce blooms of phytoplankton, making these areas productive. As the temperature continues to drop, the water on the surface may get cold enough to freeze and the lake/ocean begins to ice over. A new thermocline develops where the densest water (4 °C (39 °F)) sinks to the bottom, and the less dense water (water that is approaching the freezing point) rises to the top. Once this new stratification establishes itself, it lasts until the water warms enough for the 'spring turnover,' which occurs after the ice melts and the surface water temperature rises to 4 °C. During this transition, a thermal bar may develop. Waves can occur on the thermocline, causing the depth of the thermocline as measured at a single location to oscillate (usually as a form of seiche). Alternately, the waves may be induced by flow over a raised bottom, producing a thermocline wave which does not change with time, but varies in depth as one moves into or against the flow.
Атмосфера
Термоклин – біртектес материяның денесіндегі айқын температура айырмашылықтарына негізделген градиент. Мысалы, атмосфера, мұхит, көл және т.б. Тропосфера (төменгі атмосфера) мен стратосфера (жоғарғы атмосфера) арасындағы жылулық шекара – термоклин. Температура, әдетте, биіктікпен төмендейді, бірақ күндіз күн сәулесінен жиналған жылу түнде бөлінеді, бұл жер бетінде жылы аймақ пен одан жоғарыда суық ауаның пайда болуына себеп болады. Бұл инверсия деп аталады (термоклиннің тағы бір мысалы). Күн шыққанда күн энергиясы жерді жылытады, жылы ауа көтеріледі, бұл тұрақсыздыққа алып келіп, ақырында инверсиялық қабатты кері өзгертеді. Бұл құбылыс алғаш рет 1960 жылдары шу ластануын зерттеу саласында қолданылып, қалалық тас жолдар мен шудан қорғайтын кедергілерді жобалауға үлкен үлес қосты.
Thermocline A gradient based on distinct temperature differences within a body of similar matter. i. e., atmosphere, ocean, lake, etc. The thermal boundary between the troposphere (lower atmosphere) and the stratosphere (upper atmosphere) is a thermocline. Temperature generally decreases with altitude, but the heat from the day's exposure to sun is released at night, which can create a warm region at ground with colder air above. This is known as an inversion (a further example of a thermocline). At sunrise, the sun's energy warms the ground, causing the warming air to rise, thus destabilizing and eventually reversing the inversion layer. This phenomenon was first applied to the field of noise pollution study in the 1960s, contributing to the design of urban highways and noise barriers.