Стратификация обратная

Физическая протяженность этого обратного условия, а также характер условий стратификации, вообще говоря, зависят от соотношения между t, I2 и tm. Такое соотношение для чистой и соленой воды, как и в случае вертикальных течений, рассмотренных в гл. 9, было получено в следующем виде [30] [c.222]

И лежат по одну сторону от tm) Р 1 или <С 1 и Фактически в данном случае мы переходим к приближению. Буссинеска, причем величина дp/дt)p может быть как положительной, так и отрицательной. Замечая, однако, что 1—х возрастает при изменении х от 1 до О, заключаем, что при О < У < < 1 выражение 1 —х — в случае движения поперек слоя меняет знак. Это означает, что температура t x) изменяется при переходе через т, изменяя стратификацию на обратную. [c.225]

Рассмотреть точечный источник тепла, размещенный в центре нижней поверхности вертикальной цилиндрической полости. Жидкость в полости первоначально имеет комнатную температуру. Затем, в момент времени т = О, источник подает в полость тепловой импульс <Зо-Предполагая, что все стенки полости адиабатические, записать определяющие уравнения для возникающего течения и соответствующие граничные условия для этой нестационарной задачи. Выделить наиболее важные безразмерные параметры задачи. Определить условия, при которых можно пренебречь обратным течением, о тем чтобы для исследования стратификации в полости можно было воспользоваться моделью работы [14]. [c.342]

Один из главных результатов зарегулирования — установление вертикальной стратификации содержания кислорода в воде (наименьшее у дна и наибольшее у поверхности). Как следствие наблюдается и отчетливая стратификация свободной углекислоты, но в обратной зависимости соответственно изменяется и величина pH воды. Это является результатом усиления фотосинтеза фитопланктона в верхних слоях воды и окисления органических веществ, содержащихся в затопленных почво-грунтах и растительности, а также в осевших на дно органо-минеральных взвесях и отмершем фитопланктоне. [c.240]

Физические характеристики озер определяются следующими параметрами площадь поверхности, средняя глубина, объем, время пребывания ВОДЫ (объем, деленный на расход поступающих потоков), цветность и мутность воды, течения, поверхностные волны, термодинамические соотношения и стратификация. Все эти пара метры влияют на химические и биологические процессы, протекающие в озерах и водохранилищах, и, следовательно, оказывают влияние на качество воды. Температурная стратификация — самое важное явление с точки зрения проблем водоснабжения и эвтрофикации. В озерах, расположенных в умеренном климате, или на повышенных участках местности в субтропических районах каж дый год наблюдаются два вида циркуляции воды (весной и осенью). В летнее время года имеет место прямая стратификация, в зимнее время—обратная. Озера более низких широт, в которых температура воды на любой глубине никогда не падает ниже 4°G, имеют каждый год одну циркуляцию зимой и подвергаются прямой стратификации в течение лета. Например, прямая стратификация может продолжаться с мая по сентябрь, а обратная — непрерывно с октября по апрель. [c.108]

Смешанные загрузки, образованные слоями угля, песка и граната, весьма близки к идеальному фильтру (рис. 7.14). Гранат, самый мелкозернистый фильтрующий материал, имеет плотность около 4,2, т. е. большую, чем песок или уголь. Указанные заполнители имеют такой размер зерен, что их перемешивание после обратной промывки происходит без образования различимой границы между ними. Это исключает стратификацию и приводит к равномерному уменьшению размеров пор по мере увеличения толщины фильтрующего материала. В типичном фильтре размер зерен уменьшается приблизительно от 2 мм на поверхности [c.183]

В процессе вертикальных перемещений слоев воды осуществляется перенос растворенного кислорода в направлении сверху вниз, а продуктов распада донных отложений, содержащих углекислый газ и биогенные элементы,— в обратном направлении, причем скорость их перемещения значительно превышает скорость распространения растворенных газов и солей в воде за счет диффузии. Таким образом, вертикальное перемещение слоев воды (вертикальная стратификация)- создает более [c.9]

Влияние максимума плотности и последующие изменения в. картине стратификации полностью учитываются с помощью функции / (х,/ ) [формулы (13.5.7) и (13.5.12)], Например, при больщих R (т. е. когда температуры t и 2 далеки от значения tm и лежат по одну сторону от т) Я I или 7 < 1 и Фактически в данном случае мы переходим к приближению Буссинеска, причем величина др/д1)р может быть как положительной, так и отрицательной. Замечая, однако, что 1—х возрастает при изменении л от 1 до О, заключаем, что при, 0 < Я < < 1 выражение 1 —х — Я в случае движения поперек слоя меняет знак. Это означает, что температура (д ) изменяется при переходе через tm, изменяя стратификацию на обратную. [c.225]

В воде, покрытой льдом, развивается обратная термическая стратификация, в результате которой образуется незначительный слой (порядка 5 мм) холодной воды температурой О—3 °С на основной водной массе, температура которой 4 °С. [c.512]

Если лимитирующим фактором являются биогенные элементы, прежде всего азот и фосфор, то при стратификации ускоряется их исчерпание в самых верхних слоях при развитии водорослей. Из-за отсутствия конвективных потоков затрудняется перенос с глубинных придонных слоев питательных веществ и биогенных элементов, образовавшихся при разложении осевшей биомассы. В этом случае процесс, обратный температурной стратификации - дестратификация - благоприятно влияет на продуктивность водоема. [c.79]

Изменения температуры по глубине выражены значительно слабее и при этом более отчетливо в период нагрева и менее отчетливо в период охлаждения. Весной, когда проходит половодье, температура воды с глубиной уменьшается, но различия у поверхности и у дна не превышают 0,5° С. Летом (июль — начало августа) наблюдается прямая стратификация (см. 186), причем разность температур редко достигает 2—3°С, но иногда и 5°С (Ангара). В сентябре устанавливается обратная стратификация с разностью температур у поверхности и у дна до 0,6° С. [c.299]

На реках Чукотки, по наблюдениям И. А. Некрасова, местоположение полыней тесно связано с характером продольного профиля дна реки. Полыньи наблюдаются на неглубоких перекатах с относительно небольшими скоростями течения, расположенных между глубокими плёсами (3—4 м), покрытыми льдом. Это явление он объясняет поступлением в русло дренированных рекой относительно теплых грунтовых вод пойменных таликов и характерным распределением температуры воды в русле на участке плёс—перекат. На глубоких плёсах подо льдом возникает обратная стратификация [c.305]

Период зимнего охлаждения начинается с момента установления обратной термической стратификации. В начале этого периода, до замерзания, в больших по площади, но мелководных озерах охлаждение всей водной массы происходит очень интенсивно, чему способствует ветровое перемешивание. Запасы тепла в таких озерах быстро истощаются и водоемы замерзают при очень низкой температуре всей воды в озере (например, оз. Ильмень). [c.367]

Зимой при обратной стратификации возможно образование слоя температурного скачка. Выражен он менее отчетливо, чем летом. [c.368]

В озерах сезонные колебания температуры испытывают верхние слои воды. Весной, прогреваясь до температуры 4°С, при которой плотность воды максимальна, верхние слои опускаются на дно, вытесняя более теплую воду к поверхности. Повышение температуры верхних слоев приводит к уменьшению ее плотности, в результате чего верхний слой остается на поверхности. Таким образом, возникает температурное расслоение воды по глубине, называемое стратификацией. В зимнее время наблюдается обратная стратификация. [c.30]

После того как температура воды весной станет выше 4 °С, в озере начинает устанавливаться вертикальная стратификация. При этом прогрев увеличивает гидростатическую устойчивость. Ветровое перемешивание приводит к образованию верхнего перемешанного слоя (эпилимниона), под которым формируется термоклин (металимнион). Следует отметить, что дважды в год, как уже отмечалось, перемешанный слой достигает дна. При этом в отличие от озера в океане проникновению перемешанного слоя на большие глубины препятствует стратификация солености. Наибольшего развития вертикальная стратификация достигает к концу лета. У дна (в гиполимнионе) образуется достаточно мощный купол холодных вод с температурой около 4 °С. Осеннее выхолаживание разрушает стратификацию. Зимой устанавливается обратная устойчивая стратификация. Градиенты температур при этом невелики, весь диапазон изменения температуры заключен в интервале от О до 4 °С. [c.105]

Особенность связи температура — плотность пресной воды (рис. 2.18) состоит в том, что максимальная ее плотность имеет место при 277 К (4°С). В этом состоит основная аномалия, которая является результатом водородных связей между набором примерно из восьми молекул воды. Такая структура создает термически стратифицированный водоем как летом, так и (возможно) зимой (обратная стратификация). Эта структура также объясняет, почему лед плавает и водоемы не промерзают до дна. [c.43]

Расхождение между теорией и опытом можно объяснить тем, что во-первых, в применяемой теории турбулентных струй не учитывается турбулентность окружающей среды и, во-вторых, в теоретическом выводе не принималась во внимание возможная стратификация атмосферы. Высокая турбулентность окружающей среды (значительно превышающая создаваемую струей в нетурбулизованной среде) приводит к подмешиванию к струе больших масс воздуха. Поэтому скорость в струе, в том числе и ее вертикальная составляющая, будет мала, так как при постоянстве количества движения скорость обратно пропорциональна расходу. [c.87]

Лазерные методы исследования водоемов можно условно разбить на две группы. К первой относятся методы, в которых используется эхо-сигнал упругого рассеяния, т. е. регистрируется обратное излучение на длине волны генерации лазера. Эти методы предназначены в основном для изучения спектральной прозрачности и поглощательной способности среды, их стратификации по глубине, лоцирования объектов в среде, подводного телевидения, батиметрии. К основным физическим процессам, формирующим отклик зондируемого объема на лазерное возбуждение, можно отнести рассеяние Ми, рассеяние Рэлея, поглощение. [c.165]

Температура водоема подвержена сезонным и суточным колебаниям, а также меняется с глубиной, причем чем меньше скорость течения воды, тем выраженее эта разница. Расхождение температуры по вертикальному профилю водоема называется температурной дихотомией, а расположение воды слоями, имеющими разную температуру, - температурной стратификацией. Стратификация по вертикали обусловлена различной плотностью воды с неодинаковой температурой. Летом, когда верхние слои воды теплее нижних, наблюдается прямая стратификация. Для зимних условий характерна обратная стратиГфикация температур, при которой теплее нижние слои. Наиболее выражена температурная стратификация в стоячих водоемах озерах и водохранилищах глубиной не менее 10-12 м. [c.78]

Осенью процесс протекает в обратном порядке. Вследствие остывания воды температура верхнего слоя приближается к температуре нижнего. На-С1упает осенняя гомотермия. При достижении температуры верхних слоев воды ниже 4 °С вновь наступает зимняя температурная стратификация. [c.79]

Рис. 6.11. Влияние неоднородности стратификации иа отклик однородного потока над рельефом с малой амплитудой. В этом случае частота плавучести имеет значение до высоты Е и — выше этой высоты. На графике показаны контуры отношения энергии волиы ниже уровня г = Н к тому значению энергии, которое она бы имела, если бы частота плавучести была равна на всех уровнях. Контуры показаны для значений 1, 3, 9 и оо. На вертикальной оси откладывается /еЯ, безразмерное волновое число, на горизонтальной оси откладывается величина, обратная числу Фруда и/М Н. Существуют три режима, зависящие от частоты ки, с которой частицы воздуха встречают гребни, (а) Если ки > Л/, то энергия понил<ается с высотой, и изменение частоты плавучести не имеет большого значения, (б) Если N2 <. ки <. N1, то внутренние волны возникают в области более высокого N, ио оии ограничены этой областью, поскольку рещение убывает с высотой выше 2 = Я. При этих условиях возможен резонанс, и волновая энергия может расти неограиичеиио, что объясняет наличие линий бесконечной волновой энергии и соседних областей с очень большим откликом. Тогда нижняя атмосфера служит проводником волновой энергии, и резонанс возникает, когда длина волны рельефа поверхности сравнима с длиной волноводной моды, (в) Если Ш < то внутренние волны наблюдаются в обоих районах, так что совершенного волновода более не существует. Одиако все же существуют области большого отклика, что показано на рисунке.

Период весеннего нагревания начинается с момента устойчивого преобладания притока тепла в озеро в течение суток над его потерями. Это происходит обычно перед вскрытием озера при усилении солнечной радиации, проникающей через лед. В эту раннюю фазу весеннего нагревания наблюдается, как и зимой, обратная стратификация (температура от поверхности ко дну повышается). При подледном нагревании верхних слоев воды на десятые доли градуса выше 0° С начинается частичная циркуляция, постепенно переходящая в полную после вскрытия озера и таяния льда. Наступает состояние гомотермии. Весь слой врды принимает температуру, равную температуре придонных слоев. В дальнейшем прогревание происходит при гомотермии. Заканчивается период весеннего нагревания к моменту достижения температуры наибольшей плотности (4° С) во всем озере. В этот период большая роль в передаче тепла с поверхности в глубину принадлежит динамическому перемешиванию. Длительность периода весеннего нагревания в небольших озерах невелика — несколько дней после вскрытия. В глубоких озерах, например Телецком, 270-метровая толща прогревается до июля в среднем к 15 июля заканчивается период весеннего нагревания в Ладожском озере. [c.366]

По термическому режиму водохранилища отличаются от рек неоднородностью температуры, а от глубоководных озер неустойчивой стратификацией и относительно высокими температурами придонных слоев в летний сезон. В температурном режиме водохранилищ много общего с температурным режимом мелководных озер. Однако в период весеннего нагревания проявляются некоторые особенности, свойственные, в частности. Рыбинскому водохранилищу. На эти особенности обратил внимание В. И. Рутковский. В Рыбинском водохранилище повыщение температуры, начинающееся еще подо льдом, прекращается температура воды в водохранилище временно понижается из-за заполнения его котловины снеговыми водами притоков, температура которых близка к 0° С. В дальнейшем, во вторую половину весны, температура воды в водохранилище связана также с притоком речных вод, но уже относительно более теплых. Интенсивное прогревание водохранилища происходит сначала вблизи устьев притоков, в губах и на мелководьях. В этот период в разных частях водохранилища можно наблюдать одновременно температуру от О до 10° С, обратную, прямую стратификации и гомотермию. Для периода осеннего охлаждения характерна гомотермия вплоть до появления льда, когда температура принимает значения, близкие к 0°С, по всей глубине, что связано с ветровым перемешиванием водной массы мелководного водохранилища. Зимой при ледоставе в проточных районах возникшая с осени гомотермия сохраняется при температуре, близкой к 0°С в малопроточных происходит постепенное прогревание придонных слоев воды и установление обратной стратификации. В нижних бьефах прогрев воды весной и охлаждение осенью отстают по срокам от естественных условий на 5—10 дней. В связи со сбросом из водохранилища вод, более теплых осенью и более холодных весной, годовая амплитуда колебаний температуры меньше по сравнению с амплитудой колебаний температуры воды рек в естественном состоянии. [c.400]

В работе [184] представлена схема конвективных движений конечной стадии кристаллизации магматического очага, остывающего сверху. Как отмечалось, на ранней и средней стадиях эволюции большой магматической камеры основная часть кристаллизации идет у ее дна. Даже в том случае, когда при кристаллизации вьювобождаются легкие магмы, доминирующий тепловой поток магмы от дна резервуара будет разрушать любую стратификацию, создаваемую при высвобождении легкой магмы у кровли очага. Но с продолжением процесса кристаллизации ситуация будет меняться на обратную, так как расстояние кровли от дна резервуара будет непрерывно сокращаться, уменьшая эффект давления (именно благодаря последнему шла преимущественная кристаллизация у дна (см. выше). Роль кристаллизации у кровли очага будет возрастать и под конец станет доминирующей. В этом случае эффект давления будет пренебрежим. На этой (последней) стадии легкая магма, высвобождаемая в верхних горизонтах резервуара, будет накапливаться в самых высоких точках близ его кровли и создавать стратификацию в верхней части резервуара. Такая зональность будет иметь место как в толеитовых, так и в щелочноземельных магмах, так как в обоих случаях легкие магмы будут высвобождаться на последних стадиях кристаллизации. Эта стратификация не должна быть большой, так как разности температур центральной и периферийной областей очага на конечных стадиях кристаллизации будут малы, и потому состав магмы, всплывающей по сторонам приподнятой части кровли резервуара, будет мало отличаться от состава магмы в центре интрузии [184]. [c.171]

Термобар, согласно расчетам, продвигается в глубь озера и к 1 декабря занимает положение над глубинами более 100 м (рис. 17, в). В мелководной области формируется обратная температурная стратификация (рис. 20, д). В глубоководной области наступает гомотермия с температурой воды около 3 °С (рис. 20, е). [c.138]

После того как достигается однородный профиль температуры, озеро, очевидно, продолжает охлаждаться и конвективные течения достигают дна. Однородность таким образом устанавливается й поддерживается до тех пор, пока не будет достигнута тейпература максимальной плотности воды. Отмеченное явление никогда не происходит в озерах, расположенных в теплых климатических зонах, а озера здесь являются теплыми мономик-тичными.) Если температура вод поверхностного слоя снижается ниже 277 К, то аномальные вариации плотности воды от температуры предопределят, что эти более холодные воды станут менее плотными, приводя к увеличению стабильности, при которой температурный профиль показывает обратную стратификацию (см. рис. 2.19). Воды поверхностного слоя в конце концов замерзнут. Однако вследствие того, что этот более холодный слой расположен на поверхности, нижележащие слои будут иметь температуру около 277 К и не замерзнут. Таким образом водоем приобретет ледяной покров он образуется только тогда, когда вода озера, промерзающего до определенной глубины, потеряет достаточно тепла. Так, в большинстве водоемов Канады, расположенных в пределах Полярного круга, толщина льда может быть 2—3 м (рис. 2.22). Надо отметить, что лед эффективно защищает водные массы от ветрового перемешивания. [c.46]

Температурная модель оз. Миннесота недавно была применена для описания круговорота фосфора и цветения фитопланктона при наблюдавшемся случае дестратификации в оз. Колхоун. Поверхностный слой считается однородным, выделения из донных отложений описываются в виде входных данных и не рассчитываются моделью, а дестратификация моделируется в виде простой вертикальной адвекции (вовлечения) массы без рассмотрения возможных обратных связей из-за турбулентной диффузии. Авторы показывают (рис. 9.9), что обильное цветение водорослей происходит после поступления биогенных веществ из гиполимниона при начавшейся дестратификации вод при стратификации вод цветения водорослей не наблюдалось, что подразумевает лимитирование фитопланктона фосфором. Переориентация модели с учетом мутности в мелких озерах (новое название модели КЕЗриАЬ-И, см. рис. 9.10) позволила провести расчеты для 03. Чикот в шт. Арканзас. Эта модель, однако, включает сравнительно большое число коэффициентов, которые должны быть уточнены при каждом новом случае исследования. [c.247]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология