[Primer Cuatrimestre] [2011] DENSIDAD - DIAGRAMAS T

[Primer Cuatrimestre] [2011]
OCEANOGRAFIA GENERAL/FISICA
PRACTICA 7
DENSIDAD - DIAGRAMAS T-S– ESTABILIDAD VERTICAL
1) a) El valor de la aceleración de la gravedad, g, es de aproximadamente 10 m/s2. Utilice la ecuación hidrostática para
determinar la presión debida a una columna de agua de mar de 10 metros de profundidad. ¿Como se compara esa
presión con la presión atmosférica normal?
b) ¿Cuál es la conveniencia de usar el decibar (db) como unidad de presión?
2) a) ¿Qué es la temperatura potencial? ¿De qué variables depende?
b) Para una profundidad dada, ¿cuál será mayor, la temperatura potencial θ, o la temperatura T? Justifique su
respuesta.
c) ¿La temperatura potencial es mayor o menor respecto de la temperatura in situ en
(i) aire a 5 km de altura?
(ii) agua de mar a una profundidad de 5 km?
Justifique su respuesta.
3) A partir de datos observados de presión, temperatura y salinidad, es posible calcular los siguientes parámetros:
1. Conductividad
2. Parámetro: σt
3. Parámetro σθ
4. Temperatura potencial θ
5. Velocidad de propagación del sonido: c
6. Volumen específico (en cm3/g)
a) Utilice el hipervínculo http://www.es.flinders.edu.au/~mattom/Utilities/index.html para completar la Tabla 1:
p
(db)
T
(°c)
S
0
0
20
0
0
35
0
10
35
0
20
35
1000
5
34
5000
0
34.6
0
-1
34.5
10000
0
34.5
Tabla 1
θ
(°c)
σt
(kg/m3)
σθ
(kg/m3)
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b) Analice las diferencias entre T y θ, y entre σt y
σθ para las distintas profundidades. Explique.
4) Determine, a partir de un diagrama T-S, el valor de σt para:
i) una muestra de agua a 2° C de temperatura y 34.5 de salinidad.
ii) una muestra de agua a 15° C de temperatura y 35.6 de salinidad.
5) Calcule la variación de la densidad del agua de mar para los siguientes casos:
a) Una muestra de agua de mar que mantiene su temperatura constante T = 25° C con salinidad inicial de
S = 36.7 y sufre una variación de salinidad ∆s = + 0.5
b) Una muestra de agua de mar en las mismas condiciones que en a) pero con una temperatura T = 3° C.
c) Una muestra de agua de mar que mantiene su salinidad constante S = 36.7 con una temperatura inicial de
25° C sufre una variación de su temperatura ∆T = -1° C.
d) Idem c) para una muestra de agua de mar que mantiene su salinidad constante S = 34.5
e) En todos los casos anteriores la densidad de la muestra de agua de mar aumentó. Compare el incremento en la
densidad calculado y analice los rangos de temperatura y salinidad para cada caso.
f) Si una muestra de agua de mar que inicialmente está a 26° C de temperatura y tiene una salinidad inicial de
35.28 sufre un aumento de T de 1° C y su salinidad aumenta 0.5 ¿cuál será la variación de densidad? ¿Que
factor influyó más, el aumento de temperatura o el aumento de salinidad en la variación de la densidad?
NOTA: Utilice el método que considere conveniente: diagrama T-S o cálculo a partir de una aplicación o código.
Análisis de estabilidad vertical de una columna de agua de mar
6) Utilizando los datos del crucero Endeavor 88’, estación 61 (36° N, 70° W) del 23 de Agosto de 1982 (Tabla 2):
a) Calcular el parámetro σt para cada observación.
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
Graficar el perfil vertical de temperatura, salinidad y σt.
Plotear los datos en un diagrama T-S.
Qué puede decir sobre la estabilidad de la columna de agua? ¿Por qué?
¿Qué parámetro controla la densidad del agua de mar en este caso? ¿Por qué?
Indique en los gráficos cuál es la zona menos estable de la columna de agua.
¿Cuál es la profundidad de la capa de mezcla?
¿Entre qué rango de profundidades se extienden la termoclina y la haloclina?
Si la columna de agua experimenta un calentamiento/enfriamiento en superficie, qué sucede con la estabilidad
vertical de la columna de agua? Explique.
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z(m)
T(°c)
S
σt
0
25.69
35.221
50
24.53
36.561
100
21.43
36.637
150
19.52
36.558
200
18.80
36.555
250
18.43
36.537
300
18.19
36.526
400
17.73
36.477
500
17.16
36.381
600
15.59
36.105
700
13.46
35.766
800
11.11
35.437
1000
6.29
35.044
1200
4.81
34.995
1500
4.25
34.975
2000
3.82
34.975
2500
3.42
34.968
3000
2.96
34.946
3500
2.46
34.920
4000
2.26
34.904
Tabla 2
7) La Tabla 3 contiene datos de salinidad, temperatura, temperatura potencial, σt y σθ correspondientes a muestras
de una estación profunda en la fosa del Mindanao (Filipinas).
a) Analice la estabilidad vertical de la estación utilizando los parámetros σt. y σθ ¿Cuál es el resultado que
obtiene? Justifique.
Profundidad (m)
1455
2470
3470
4450
6450
8450
10035
Salinidad (gr/kg)
34.58
34.64
34.67
34.67
34.67
34.69
34.67
T (° C)
3.20
1.82
1.59
1.65
1.93
2.23
2.48
Tabla 3
θ (° C)
3.09
1.65
1.31
1.25
1.25
1.22
1.16
σt.
σθ
27.55
27.72
27.76
27.76
27.74
27.72
27.69
27.56
27.73
27.78
27.78
27.79
27.79
27.79