Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Исследование процессов вертикального перераспределения концентраций компонентов основного солевого состава морской воды в условиях температурной и соленостной стратификации

ВАК РФ 11.00.08, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Исследование процессов вертикального перераспределения концентраций компонентов основного солевого состава морской воды в условиях температурной и соленостной стратификации"

РГВ од

О 3 =1

' САНКТ-ПЕГЕРБУРГСКИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

СУВОРОВА сльга Константиновна

УДК 551.463:551.465.41

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЕРТИКАЛЬНОГО ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТОВ ОСНОВНОГО СОЛЕВОГО ,СОСТАВА МОРСКОЙ ВОДЫ В УСЛОВИЯХ ТЕМПЕРАТУРШЯ И СОЛЕНОСТНОЙ СТРАТИФИКАЦИИ.

11.00.08 - Океьнолоп:л

"Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 1994

Работа выполнена на • кафедре радиохимии Санкт-Петербургского государственного Университета.

Научные руководители :

доктор химических наук Ю.Г.Власов,

доктор технических наук В.Н.Анохин.

Официальные оппоненты :

доктор физ.-мат.наук Л.А.Тимохов

■доктор географических наук Ю.И.Ляхин

Ведущая организация - институт океанологии им.Ширшова РАН.

Защита состоится " 2 июня 1994 г. в 13 часов на заседании специализированного Совета Д.024.04.01 в Арктическом и Антарктическом институте по адресу:

199226, Санкт-Петербург, ул.Беринга, 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ААНИИ.

Автореферат разослан. СИЧр&Л 1994 г.

Ученый секретарь

спеанализированного Совета _ В.П.Карклин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность Темы. За последние два десятилетия при проведении натурных исследования были зафиксированы многочисленные случаи изменчивости ион-хлорных и ион-соленостных отношений в различных регионах Мирового океана. Наблюдаемая изменчивость свидетельствует о нарушении принципа Марсета, господствовавшего в океанологии до. последнего времени и постулирующего постоянство относительного ионного состава морской воды.

Анализ результатов натурных исследований изменчивости относительного ионного состава морской воды в различных регионах Мирового океана показал, что использование представления о морской воде, как о двухкомпонентном растворе электролита может приводить к значительным погрешностям при определении ее гидрофизических и гидрохимических параметров. Например, к значительным ошибкам при определении солености кондуктометрическим способом, которые могут возникать из-за вариаций ион-хлорных и ион-соленостных отношений.

Поэтому необходимо перойти к качественно новому представлению о морской воде, как о многокомпонентном растворе электролита. Данное представление предполагает учет индивидуальных физико-химических свойств ее отдельных компонентов при протекании различного рода процессов, в том числа различных видов массопереноса.

Изменчивость относительного ионного состава может возникать под действием различных механизмов массопереноса: физических , биологических и др. К физическим механизмам относятся: дифференциальный тепло- и массообмен, например, молекулярные процессы, связанные с тонкой структурой ( дифференциально-диффузионная конвекция, диффузия, термодиффузия), а также смешение вод с различными величинами ион-соленостных отношений, речной сток, таяние и

образование льдов, атмосферные осадки, вынос ионов с брызгами в атмосферу, магнитогидродинамический эффект и др. К биологическим механизмам относятся седиментация и вынос отдельных ионов морской воды с потоком новообразованного органического вещества отдельных ионов морской воды. биоассимиляция и т.д-.

Поскольку морская вода является многокомпонентным раствором электролита, а ионы морской воды значительно различаются по своим физико-химическим свойствам, то можно предположить, что дифференциальная диффузия компонентов морской воды в области тонкоструктурных неоднородностей, которая характеризуется резкими перепадами термодинамических потенциалов, может приводить к нарушению постоянства относительного ионного состава, по крайней мере, на масштабах тонкой структуры.

Например,' плотностные границы (прослойки) раздела вод в океане являются своеобразными барьерами для перемешивания, где сила плавучести частично или полностью подавляет турбулентный обмен мекду слоями, поэтому весьма вероятно, что плотностные границы в ступенчатой структуре , где осуществляется послойная дифференциально-диффузионная конвекция, являются своеобразными мембранами , разделяющими быстро" и медленно диффундирующие компоненты солевого состава. В связи с этим, особый интерес у исследователей вызывает изучение возможности возникновения изменения относительного ионного состава морской воды под влиянием молекулярных механизмов тепло- и массопереноса, связанных с .тонкой структурой: дафферен-циалыю-диффузионной конвекцией, диффузией, термодиффузией.

Цель работы заключалась в изучении процессов тепдо- и массопереноса компонентов основного солевого состава морской воды в лабораторных условиях , близких к океанским, а также исследование

полей концентраций отдельных компонентов в океане при наличии тонкой структуры гидрофизических полей.

В основные задачи данного исследования входило:

- натурные исследования тонкоструктурных неодйородностей гидрофизических и гидрохимических полей.

- лабораторное исследование процессов вертикального перераспределения концентраций компонентов основного солевого состава морской воды при наличии вертикального градиента температуры;

- лабораторное исследование вертикального тепло- и массообмена ■между слоями в двуслойной стратифицированной жидкости;

Выносимые на защиту положения диссертационной работы сводятся к следующему :

1. Экспериментально в лабораторных и натурных условиях выявлен механизм пространственного перераспределения концентраций компонентов морской воды при наличии вертикального градиента температуры.

2. Экспериментально в лабораторных условиях выявлен эффект относительного перераспределения концентраций ионов основного солевого состава морской воды меаду слоями в двуслойной конвективной системе.

3. Разработана модель процессов тепло- и массопереноса в двуслойной конвективной системе, на основе которой может быть описано •отношение эффективного коэффициента переноса компонентов к молекулярному с помощью полуэмпирической зависимости от числа Шмидта л параметра Ир.

4. На основе результатов численного моделирования проведена оценка величины'относительного перераспределения концентраций компонентов при протекании дифференциально-диффузионной конвекции по

типу послойной конвекции и солевых пальцев в океанских условиях. Выявлено, что относительное изменение солевого состава опре-- деляется величиной градиента солености между контактирующими сло-. ями и значением солености в том слое, в котором проводятся измерения.

Научная новизна диссертации состоит в следующем:

1) экспериментально установлено-существование эффекта перераспределения компонентов основного солевого состава морской вода, находящегося в неоднородном температурном поле и в двуслойной конвективно перемешиваемой жидкости;.

2) получены полу эмпирические зависимости дли эффективных коэффициентов переноса компонентов основного солевого состава через границу раздела слоев в двуслойной конвективно перемешиваемой жидкости от диффузионных констант и параметра Кр!

3) проведены численные оценки величины эффекта перераспределения компонентов основного солевого состава морской воды для реально существующих в океане' высокоградиентных прослоек в ступенчатых структурах, охваченных послойной конвекцией и солевыми пальцами.

4) проведены натурные экспериментальные исследования ионного состава морской воды в области тонкоструктурных температурных неод-нородностей в некоторых регионах МО и зафиксирована изменчивость ион-хлорных отношений.

Практическая ценность работы. Полученные в работе результаты могут быть использованы для оценки возможного эффекта пространственного разделения концентраций компонентов морской вода при дифференциально-диффузионной конвекции в океане, а величины изменчивости ион-хлорных и ион-соленостных отношений, полученные в результате подобной оценки могут использоваться для высокоточной ин-

дикации различных водных масс в дополнение к их индикации по температуре и солености. Кроме того, на основе полученных величин изменчивости можно оценить ошибку, возникающую за счет изменения относительного ионного состава, при измерении солености кондукто-метрическим способом.

Установленная взаимосвязь механизмов перераспределения ионов морской вода с вертикальной- термохалинной структурой позволяет выявить регионы• Мирового океана, благоприятные для формирования неоднородностей физико-химических полей, связанных с изменениями ионного состава , что имеет практическое значение при проведении океанографических исследований, а также для Военно-Морского Флота.

Апробация результатов диссертационной работы проводилась на отраслевой научно-технической конференции в ЦНИИ им. акад. А.И.Крылова (1985), на научно-технической конференции молодых ученых и специалистов в ЦНИИ Гранит (1985), на Всесоюзной конференции Проблемы стратифицированных течений в Каневе (1991), на Всесоюзной школе по техническим средствам и методам освоения океана в ИОАН (1991). а также на научных семинарах в СПбУ и ИОАН.

Публикации. По теме диссертации опублковано 6 работ.

Обьем и структура диссертации. Диссертациия объемом 170 страниц состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитированной литературы ( 112 наименований ), содержит 42 рисунка и 14 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации,

формулируется цель и ставятся задачи исследовавния, излагается ого научная новизна и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе на основе литературных данных приводятся общие сведения о концепции постоянства относительного солевого состава морской вода, границах еэ применимости, рассматриваются случаи возникновения изменчивости относительного ионного состава и основные механизмы, действие которых может приводить к их появлению, здесь же говорится о иваоходамюста изменения представления о морской-воде, как о двухкотшеютой системе типа вода-соль, т.к. в действительности -морская вода является многокомпонентным раствором электролита.

Приводятся также результата обзора истории появления концепции постоянства ояккаиеяьного солевого состава морской вода и делается оценка той огромной роли, которую сыграла данная концепция в изучении МО. Однако, появление высокоточной зондирующей техники в 60-х годах нашего столетия и переход от измерения солености по хлорности к измерении» ее по электропроводности позволили обнаружить явление тонкой структуры, -которое изменило представление о МО, как о достаточно однородной системе.

Рассмотрены обнаруженные в ходе натурных исследований различные случаи нарушения постоянства • относительного ионного состава морской вода и возможные механизмы, под действием которых могут возникать такие неоднородности: биологические ( биологическая активность, выведение и седиментация с потоками новообразованного органического вещества,.биоассимиляция); физические (смешение вод с различнымии ион-хлорными коэффициентами, речной сток, таяние и образовавние льдов, атмосферные осадки, еынос ионов с брызгами :в атмосферу, мапштогадродинамин^'.-кий эффект, процессы, связанные с

дифференциальным тепло- и массообменом и др).

Обоснована необходимость представления морской воды в качестве многокомпонентного раствора электролита. Учет индивидуальных свойств компонентов, входящих в ее.состав дает возможность:

а)более точного определения солености через значения парциальных молярных электропроводностей ,

б)получение на основе методов неравновесной термоднамики и теории растворов электролитов уравнения состояния морской воды, с помощью которого можно было бы описать процессы, приводящие к вариациям ион-хлорных и ион-соленостных отношений и оценить величины вариаций.

Во второй главе на основе литературных данных проводится сравнительный анализ процессов перемешивания' в океане, которые могут приводить к образованию тонкоструктурных неоднородностей в океане.

Рассматриваются турбулентные механизмы перемешивания - сдвиговая неустойчивость внутренних" волн, волновихревая турбулентность, сдвиговая неустойчивость течений, а также адвективный перенос термохалинных неоднородностей. Океанская турбулентность", возникающая под действием вышеперечисленных механизмов в большинстве случаев имеет небольшие размеры (1-30) метров, а более крупномасштабное перемешивание осуществляется крайне редко ( Монин 1978 ). Как правило, турбулентность проявляется в океане в виде локализованных областей с пульсациями скорости течений и неодно-родностями физико-химических полей, которые имеют высокую прос?-рантвенную перемежаемость. Перемежаемость областей турбулентности способствует формированию высокоградиентных прослоек, где эффективно работают дифференциально-диффузионные процессы обмена.

Далее приводится оозор основных результатов теоретических и экспериментальных исследований процессов дифференциально-диффузионного обмена.

Основные закономерности дифференциального обмена через плот-ностные границы изучались в лабораторных условиях в двуслойной двухкомпонентной системе, приготовленной на основе модельных растворов ( тепло-соль (МаС1), соль (ЫаС1-сахароза) (Тернер 1977). Резкость граница раздела поддерживалась при этом либо за счет ко-нвективнго перемешивания в слоях с использованием внешних теплообменников и дифференциально-диффузионной конвекции, либо механическим - с помощью механических решеток.

Эксперименты обоих типов показали, что перемешивание в слоях существенно увеличивает эффективность обмена через границу раздела по сравнению с чисто молекулярным переносом. При этом .однако, в широком диапазоне изменений определяющих параметров эксперимента сохраняется влияние диффузионных констант на эффективные коэффициенты обмена ( Зацепин А.Г., Крылов А.Д. 1992).-Сложный состав морской воды позволяет предполагать, что дифференциальный перенос , входящих в нее компонентов, Имеющих различные коэффициенты диф-. Фузии, может приводить к локальным нарушениям постоянства относительного солевого состава морской воды.

В этом разделе приведены также результаты обзора молекулярных механизмов массопереноса : молекулярной диффузии Фика, термодиффузии, на основе литературных данных обсуждается возможность возникновения изменений относительного ионного' состава под действием молекулярных механизмов переноса. ,

. В третьей главе приводятся результаты■натурных исследований вертикальных распределений полей .концентраций компонентов основ-

ного солевого состава морской вода и взаимосвязи особенностей данных распределений с распределением полей температуры, солености и гидродинамическими условиями. Натурные исследования проводились на стационарной океанографической платформе в Черном море в районе Кацивели , на ОЙС "Аджария" (1990г) в пригибралтарском районе Атлантического океана и на "Михаиле Крупском" (1991 г) в Норвежском море .

В.ходе исследований в Черном море была обнаружена максимальная изменчивость, (до 20%) концентраций ионов к+ и г". Концентрационная изменчивость остальных ионов была гораздо ниже : для ионов Са2+ и бо42~ - до 7%, для На+, С1~, - в пределах ошибки измерения. Необходимо отметить, что наибольшая эффективность разделения ионов наблюдалась в слоях.с максимальными градиентами температуры, там же были зафиксированы максимальные различия в значениях солености, рассчитанной по электропроводности вх и по хло-рности Б01.

В ходе натурных экспедиционных исследований, проведенных на ОИС "Аджария" и "Михаил Крупский" в качестве критериев изменчивости ионного состава использовались зависимость коэффициентов корреляции мезду активностью интересующего иона а^и общей соленостью 3 и зависимость коэффициентов корреляции ^ отношения активности интересующего иона к соленооти а^/Б и соленостью б. На основе полученных и * ■ был сделан вывод о непостоянстве относительного ионного состава морской вода, т.к. значения ^ и ^ отличаются от I. Для ионов натрия и хлора х& изменяется в пределах от 0.5 до 0.7, что свидетельствует о близкой к линейной зависимости активности от солености, а для ионов калия изменяется уже в более широких пределах - от 0.2 до 0.71. \

В четвертой главе приводятся методики и экспериментальные результаты лабораторного исследования процессов массопереноса и перераспределения компонентов основного солевого состава морской воды.

В первой серии опытов, описанных в пункте 4.1. с помощью лабораторной установки моделировался слой температурного скачка в океане »' исследовался эффект перераспределения ионов морской вода. В ходе эксперимента изучалось ташке влияние величины температурного перепада на границах системы на величину перераспределения.

Опыты проводились на экспериментальной установке, состоящей из тефлонового цилиндра 0.9 м высотой и 0.29 м диаметром, к которому сверху и снизу прикреплялись полые термостатируемые крышки, соединенные с термостатами с различными значениями температуры воды. Перед началом эксперимента установка заполнялась морской водой при комнатной температуре и с соленостью 29°/оо, после чего на границах системы создавалась и постоянно поддерживалась необходимая разница температур. В ходе эксперимента с помощью расположенных на боковой стенке цилиндра термодатчиков (21 шт.) фиксировались вертикальные температурные профили, возникающие в системе, а с помощью пробоотборников (17 шт), размещенных рядом с термодатчиками производились периодические отборы проб, которые затем анализировались на содержание в них следующих ионов: С1~, бо42-, к+, щ2+, Са2+ для получения вертикальных профилей концентраций.

В ходе:эксперимента на границах системы создавались следующие температурные перепады ДТ = -5°, 0°, 5°, 10°, 15°, 45°С, .которые затем поддерживались в течение,.2-3 недели, причем для.ка-

вдого ДТ произодилось 2-3 серии опытов. При проведении эксперимента температурные профили регистрировались один раз в сутки, а отборы проб производились через каждую неделю. Эффект перераспределения для каждого ДТ оценивался по величине среднеквадратичного отклонения в1 от среднего значения концентрации для каждого определяемого компонента. В соответствии с полученными данными - максимальные величины в1( превышающие для остальных ДТ в несколько раз были зафиксированы для ДТ = 5°, Ю°С, минимальные в^ наблюдались при ДТ = -5°. 0°, 15°, 45°С, причем е1 при ДТ = 15°. 45°С практически не отличались от при ДТ = -5°, 0°С.

Полученный результат, по-видимому, обьясняется наложением нескольких потоков вещества, возникающих в исследуемой системе -I) термодиффузионного, обусловленного наличием ДТ между верхней и нижней границами системы; 2) диффузионного, обусловвленного градиентом химического потенциала, который возникает в результате термодифйгзионного потока и 3) боковой ячеистой конвекции, ■ обусловленной существованием температурного перепада между системой и окружающей средой и влиянием неравномерно нагретой стенки установки.

Вторая серия опытов была посвящена лабораторному изучению процессов массопереноса ионов основного солевого состава морской вода в двуслойной конвективно перемешиваемой системе. Системы такого типа наблюдаются в ступенчатых структурах океана в области температурных инверсий, где имеет место послойная конвекция.

При проведении данного исследования были использованы два различные установки - вначале использовалась установка, описанная выше, а в дальнейшем прямоугольный бассейн с прозрачными стенками и термостатируемыми верхней и нижней границами. Перед началом эк-

сперимента данная установка заполнялась двумя слоями воды - нижний слой был теплым и соленым.., а в&рхшй - холодным и распресне-нным, в первом эксперименте : ATj = 30°С, ASj = 19°/оо, во втором : ЛТ2= I8°C, AS2=I9°/oo, после чего в течение всего времени эксперимента (в первом случае - 21 ч, во втором - 108 ч) на границах системы поддерживалась постоянная разница температур . В ходе эксперимента в системе через определленные промежутки времени регистрировались температурные профили, и производились отборы проб, которые в дальнейшем анализировались на содержание в них ионов : 01", S042", Na+, К+, Mg2+, Са2+.

На основании полученных вертикальных профилей температуры и концентраций компонентов основного солевого состава морской воды можно сделать вывод о том, что плотностная граница раздела между слоями является достаточно устойчивой в течение почти всего времени опыта и' разрушается только на последней стадии массообмена -при турбулентном смешении слоев. Во время опыта происходит постепенное изменение содержания компонентов в слоях - в верхнем ело е их общая концентрация возрастает, в нижнем падает, при почти постоянной толщине границы раздела.

Используя значения концентраций компонентов рассчитывались величины ион-хлорных и ион-соленостных отношений, по изменению которых можно было судить об относительном перераспределении компонентов между слоями.. Полученные результаты позволяют сделать вывод об относительном обогащении верхнего слоя ионами калия и обеднении его магнием, кальцием и сульфат-ионами, для нижнего слоя соответственно наблюдалась обратная кардша. Это свидетельствует о сильном влиянии молекулярных свойств на массоперенос между слоями, поскольку ион калия , имеющий самый высокий когффици-

ент диффузии накапливается в верхнем слое, а кони магния, кальция и сульфат-ионы, имеющие минимальные коэффициенты в нижнем.

На основании уравнений баланса солености, концентраций ионов основного солевого состава и тепла в двуслойной системе рассчитывались значения эффективных коэффициентов переноса через границу раздела между слоями. Анализ полученных величин эффективных коэффициентов переноса подтверждают вышесказанное - на начальной стадии опыта они незначительно превышают коэффициента молекулярной диффузии, далее на основной йтадаи опыта они растут с уменьшением устойчивости плотностной границы раздела и нзкеинц становятся равными друг другу. Для основной стадии было получено следующее соотношение между эффективными и молекулярными коэффициентами . диффузии для любой пары компонентов ! (К^/К^) « = (В^)1'2.

Таким образом, плотносткая граница раздела являотся неким подобием "молекулярной мембраныи, через которую на начальной и основной стадии тепло- и массообмен' осуществляются с преобладанием молекулярных механизмов.

Окончательно была получена полуэмпирическая формула связи для отношения эффективного коэффициента переноса и молекулярного с числом йлидта Зо и параметром Яр: к1/с1=ю.7*За11/2«Нр"5/г.

На основе полученной полуэмпирической зависимости между эффективным и молекулярным коэффициентами переноса была сделана численная оценка возможной величины разделения компонентов в океаио при послойной конвекции. В качестве критерия эффективности разделения использовалась 3 = дз^з^д^нжк^кз). Была рассчитана 61,з для ионсв калия, магния, кальция, сульфзт-ионов при наличии "диффузионной" ступенчатой структуры в области температурной ян-

версии, зафиксированной в Иогаческом море в 1983 году во время рейса НИС "Академик Мстислав Келдыш":

t(суток) К Mg.Ca so4

. 120 I.5«I0"4(0.0I5*) ••-2.9*КГ4(0.СШ) -Ж.6»10~4(0.06%)

Рассчитанные величины примерно на два порядка ниже наблюдаемых изменений ион-соленостных отношений в океане.

А величины s для ступенчатой структуры, поддерживаемой солевыми пальцами, зарегистрированной в термохалоклине восточнее Барбадоса (Gregg v.с. 1988) в несколько деся.тков раз ниже , чем 6j s при послойной конвекции: t<cyTOK) к Mg.Ca so4

120 0.4*I0~4(0.004S) -0.7«10~4(0.007$) -1.2«Ю"4(0.012Ж) Из уравнения, полученногб для ñj s следует, что относительное изменение солевого состава тем больше, чем выше перепад солености между контактирующими слоями и чем ниже величина солености в том с^ое, где проводятся измерения.

В заключении сформулированы основные результаты работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДУ

1) Созданы две различные экспериментальные установки й разработа ны•соответствующие методики для изучения процесса перераспределения компонентов основного солевого состава :а) в столбе морской вода с s= 27°/00,находящемся в неоднородном вертикальном температурном поле , когда на границах системы поддерживалась ДТ = -10°, 5°, 10°, 15°, 45°С 0) в двуслойной конвективной жадности с начальными перепадами температур меаду слоями ДТ=30°С и ДБ=19°/00.

2. Установлено , что в столбе морской воды, находящемся в неоднородном вертикальном температурном поле происходит вертикальное перераспределение концентраций компонентов основного солевого состава вследствие диффузионного и термодиффузионного переноса и в результате образуются слои с различным относительным содержанием компонентов. Критерием перераспределения являлись величины среднеквадратичных отклонений о1. от среднего значения концентрации определяемого иона по всей длине установке. Максимальные величины среднеквадратичных отклонений а^ были получены для ЛТ = 5°; ю°С, которые в несколько раз превышали о1 при ЛТ = -ю°; о0; 15°; 45°С .причем о^ при ДТ = 0° практически не отличались от о1 при ЛТ = -10°; 15°: 45°С. Полученный результат обусловлен тем, Что несмотря' на теплоизоляцию системы с ростом температурного перепада между ее верхней и нижней границами усиливается боковая тепловая конвекция ячеистого типа, вызванная теплообменом системы с окружающей средой и чем интенсивнее боковая конвекция, тем большее нивелирующее действие она оказывает на диффузионный и термодиффузионный перенос.

3.Установлено , что в двуслойной конвективной среде, представляющей собой слои с пресной и разбавленной морской водой, отношение эффективного и молекулярного коэффициентов переноса через плотно-стную границу раздела дяя любого компонента основного солевого состава может описано с помощью следующей полуэмпирической зависимости : Из данного соотношения следует -, что : (Р^п^ )1 , поэтому в ходе эксперимента происходит относительное накопление ионов к+в верхнем слое и его обеднение ионами Мв2+ .Са^.БО^2-, а для нижнего слоя соответственно наблюдается противоположная картина.

4. На основании полуэмпирических формул для эффективных коэффициентов обмена сделаны оценки степени разделения конов морской воды в области ступенчатых структур в океане. Получено , что э<1фект разделения за счет дифференциального обмена через высокоградиент-иыо прослойки в ступенчатых структурах на два-три порядка ниже реально наблюдаемого в океане. На основе сделанной оценки можно предполагать , что дифференциальный обмен через гоютностаые границы раздела может приводить к наиболее значительным изменениям ион-соленостных отношений в океане в области контакта сильно рас-пресненпых и соленых вод, т.е. в эстуариях крупных рек и морях , подверженных сильному влиянию пресноводных стоков.

5. Р результате натурных исследований , проведенных в Черном море е районе Кацивели , в Пригибралтарском районе Атлантического океана и в Норвежском море были выявлены неоднородности относительного ионного состава. Для района Кацивели данные неоднородности достигали.максимальных значений - для ионов К+ и 20%, для Са24 и о042- - 72, а для ионов Ка+, 01", 1%2+ - изменчивость составляла з%. что находится в пределах ошибки измерения, причем.максимальные величины отклонений были обнаружены при установившемся слое скачка , характеризовавшемся максимальным градиентом температуры.

В Пригибралтарском районе Атлантического океана максимальная изменчивость отношения коэффициента активности к солености составляет для ионов и сх~ - 3%. а для к+ - 5%, изменчивость коэффициентов корреляции га между . активностью а^ и соленостью Б для Ыа+ и С1~ лежит в пределах о.5-0.7,а для К+ - 0.02-.071,что свидетельствует о нарушениях ионного состава морской води,хотя пределы изменений 1а меньше,чем в тех районах океана .где вертикальные температурные и соленостные градиенты значите-

льнее.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Анохин В.Н., Гуральник Д.Л., Суворова O.K., Епифанов С.А. Вертикальное распределение компонентов основого солевого состава в прибрежной зоне Черного моря. Л., ЦНИИ "Гранит", 1985, с.1.

2.Анохин В.Н., Худобин Ю.Ю. .Гуральник Д. Л., Епифанов С.А..Суворова O.K. Исследование взаимосвязи некоторых параметров гидрофизических и гидрохимических полей в прибрежной зоне Черного моря. Тезсы докладов на отраслевой научно-технической конференции. Л., ЦНИИ им.акад.А.Н.Крылова, 1985, 2с.

3.Анохин В.Н., Антонов П.П., Суворова O.K. Метод определения термодинамических параметров морской воды, как многокомпонентной системы. Тезисы докладов Всесоюзной школы по техническим средствам и методам освоения океана. М., ИОАН, 1991, сЛ18.

4.Анохин В.Н., Зацепин А.Г.. Суворова O.K., Власов Ю.Г., Антонов П.П. Перенос основных компонентов морской воды в двуслойной конвективной системе. Тезисы докладов на Всесоюзной конференции "Проблемы стратифицированных течений", T.I, Канев, 1991, с.150-151.

5.Анохин В.Н., Суворова O.K., Власов Ю.Г., Антонов П.П. Лабораторные исследования перераспределения компонентов морской воды при вертикальном градиенте температуры. Тезисы док ладов яа всесоюзной конференции "Проблемы стратифицированных течений", Т.2, Канев, I991, с.5-6.

е.Анохин В.Н., Суворова O.K., Власов Ю.Г., Антонов П.П. Экспериментальное лабораторное исследование возможности вертикального перераспределения комоснентов морской воды в неоднородном поле температу-

ры. Вестник ЛГУ, 1991, серия 7,ВЫП.З, N 21, с.83-85. 7.Зацепин,А.Г., Суворова O.K., Павлов A.M., Уральцев H.H. Об изменении солевого состава морской вода из-за дифференциального обмена через скачки плотности в океане. Океанология, 1994, сдана в печать.

Зак. 14-100 Уч.аадл.0.8 2-UM.M