Накопление диоксида углерода в атмосфере за счет антропогенных и природных факторов неизбежно приведет к изменению газообмена между водами Мирового океана и приповерхностным слоем атмосферы. При расчете углеродного цикла важно учесть влияние градиентов солености и температуры на механизмы абсорбции и десорбции диоксида углерода.[ ...]
В статье [Найденов, 1992] впервые показано, что в поверхностном слое океана возникает халинная конвекция Марангони, которая определяет нелинейный механизм газообмена между соленым слоем воды и воздухом.[ ...]
Испарение и охлаждение воды с поверхности приводит к возникновению градиентов температуры и солености, что, в свою очередь, вызывает гидростатическую неустойчивость (конвекцию Рэлея) пограничного слоя. Физический механизм этого явления и особенности тонкой структуры плотностной микроконвекции в приложении к океаническим условиям описаны в работах [Гинзбург и др. 1978; 1979; 1981]. Однако известно, что соль, будучи поверхностно-инактивным веществом, увеличивает поверхностное натяжение на межфазной границе вода-воздух. При осолонении поверхностного слоя морской воды вследствие испарения возникающий градиент солености будет положительным и в этом случае создаются благоприятные предпосылки для развития халинно-капиллярной конвекции [Pearson, 1958].[ ...]
Соотношения (1.11.1) - это точные решения системы (1.11.3) при г> = 0 и заданных потоках соли и тепла через межфазную границу.[ ...]
Здесь штрих означает производную по %.[ ...]
Таким образом, в момент времени tt, определяемый из условий (1.11.7), (1.11.8), после начала испарения и формирования солевого и теплового пограничных слоев в воде возникают халинная и тепловая конвекции Марангони.[ ...]
Минимальные критические числа Марангони достигаются при нулевых волновых числах (возмущения с большой длиной волны), что связано с заданием постоянной плотности солевого и теплового потоков на свободной поверхности. В известной задаче Пирсона [Pearson, 1958] о неустойчивости Марангони в плоском ограниченном слое при задании граничных условий второго рода минимальное число Марангони также достигалось при а = 0.[ ...]
При а—>°° имеет место асимптотика Ма8 + Маг 8а2.[ ...]
При закритических числах Марангони поверхностный слой воды потеряет устойчивость и в жидкости возникнет конвективное перемешивание, которое будет стремиться выравнять градиенты солености и температуры.[ ...]
Вернуться к оглавлению