Egzamin z fizycznej pierwszy termin

1. Na czym polegają fizyczne skutki wiązao wodorowych związku chemicznego wody morskiej?



powodują anomalną rozszerzalnośd wody morskiej (objętośd spada gdy temperatura
rośnie do 4

o

C)



woda morska ma zwiększoną gęstośd



woda staje się dobrym rozpuszczalnikiem soli



tworzy się napięcie powierzchniowe



woda jest dipolem dzięki tym wiązaniom



pojawia się hybrydyzacja

2. Jak rozumiesz pojęcia rozszerzalnośd termiczna, kontrakcja, ściśliwośd wody morskiej?



rozszerzalnośd termiczna – proces termodynamiczny; zmiana objętości właściwej pod
wpływem zmiany temperatury



kontrakcja – proces zmiany objętości właściwej pod wpływem zmiany zasolenia
(powstanie hydratów jonowych, gęsto upakowanych powoduje spadek objętości)



ściśliwośd – proces zmiany objętości właściwej pod wpływem zmiany ciśnienia

3. Czym się różni promieniowanie słoneczne od promieniowania na powierzchni morza?

Promieniowanie słoneczne – to promieniowanie krótkofalowe pochłaniane przez atmosferę,
składające się na strumienie fal elektromagnetycznych (H

SO

,H

B

,H

E+Q

,H

CH

)

Promieniowanie na powierzchni morza – to promieniowanie podczerwone będące wynikiem
nagrzania powierzchni morza (składa się na strumienie fal – H

S

, H

L

,H

E

,H

ODCZ

,H

OP

)

4. Jakie czynniki wpływają o wielkości promieniowania krótkofalowego na powierzchni morza?



Gazy (O

2

, CO

2

, CO)



Zachmurzenie (chmury)



Zawiesiny



Para wodna



Odległośd Ziemia-Słooce

5. Uzasadnij, że jest możliwy większy dopływ dziennej dozy promieniowania słonecznego w

rejonie biegunów niż równika.
Dzienna doza promieniowania zależy to od wysokości Słooca (szerokości geograficznej) i
położenia względem ekliptyki i kąta godzinnego dlatego, też do bieguna dociera największa
ilośd promieniowania.

6. Podziel bilansujące się strumienie na powierzchni morza na zyski i straty.

Zyski – H

OP

,H

S

, H

WT

*

Straty -H

PAROWANIE

*nie jesteśmy pewne co do strumienia odczuwalnego

7. Zarysuj obszary nadwyżek i deficytu w bilansie radiacyjnym.

8. Zlokalizuj miejsce bilansu strumieni ciepła podczas występowania lodu morskiego.

Jest to wypadkowy strumieo ciepła przy podstawie lodu oznaczony wzorem:

H

*

W/L

=H

F

+H

W

gdzie

H

F

to strumieo ciepła przenikający przez lód,

H

W

– strumieo ciepła pod

lodem

9. Jak rozumiesz adwekcyjny strumieo ciepła w morzu?

To przenoszenie ciepła między warstwami mas wodnych.
adwekcja – proces unoszenia substancji przez przepływający płyn

10. Przedstaw południkowy rozkład temperatury wody powierzchniowej w oceanie.

11. Wymieo rejony astrefowego rozkładu temperatury wody morskiej.

Są to rejony gdzie występują:
Słone palce –dyfuzja/transport w dół (opadanie soli)
Dyfuzja różnicowa – transport ciepła w górę
Czyli rejon równikowy i biegunów według :

12. Porównaj pionowe rozkłady temperatury wody w morzu o szerokości umiarkowanej i

polarnej.

Równik - miejsce ocieplenia wód

i ich podnoszenie do góry

dyfuzja różnicowa

Biegun - miejsce ochładzania się

wody i opadania do warstw

głębszych

słone palce

13. Podziel na grupy i podaj przykłady składników wody morskiej, zdefiniuj zasolenie.

jony: Na

+

,K

+

, Mg

2+

, Ca

2+

, Br

-

, HCO

3

-

, SO

4

2-

, Cl

-

metale śladowe: Ba, Zn, Ge, Cu, Cr, Fe
substancje żółte: barwniki, pigmenty
zawiesiny: plankton, detrytus, cząstki min. Pyły atmosferyzcne
gazy rozpuszczone: O

2

; CO

2

Zasolenie- stały skład % głównych składników soli morskiej określające stężenie; według
Knudsena – ciężar nieorganicznej soli na kg wody morskiej

14. Dlaczego morskie obszary tropikalne należą do najbardziej zasolonych?

Ponieważ występuje tam silne mieszanie i wymiana wód oraz parowanie jest większe od
opadów.

15. Porównaj pionowe rozkłady T,S i ρ (gęstości) w morzu/oceanie

Morze:

Ocean:

16. Jak określamy gęstośd wody morskiej?



Gęstośd jest to stosunek masy pewnej ilości substancji do zajmowanej przez nią objętości,
wyrażona wzorem



Określamy ją przy pomocy T, S, p – co daje nam równanie stanu. Oprócz tego jest związana z
objętością właściwą:

17. Określ anomalię termosteryczną gęstości właściwej.

–

)

0

,

0

,

35

(



=

p

T

S

T

,

S















18. Określ które z równao odpowiadają podstawowym procesom przenoszenia masy, ciepła i

pędu na poziomie molekularnym i turbulentnym (przyjęto oznaczenia standardowe)

)

,

,

(

p

S

T



19. Na czym polega dekompozycja Reynoldsa w opisie ruchu burzliwego?

Polega na podziale na ruch średni i ruch pulsacyjny (równanie Reynoldsa jest nazywane
równaniem uśrednionych pulsacji)

20. Określ kryteria ruchu burzliwego mając stosowne liczby:









L

v

Re

2

*

*

)

dz

du

(

dz

d

g

Ri









Odp: Re >1 zaś Ri <1

21. Dlaczego występuje siła Coriolisa w ruchu wód morskich?

Ponieważ związana jest z obrotem Ziemi wokół własnej osi (ruchu obrotowego w układzie
inercyjnym) oraz

o Siła Coriolisa + tarcie -> prąd Ekmana

o Siła Coriolisa + gradient ciśnienia -> prądy geostroficzne

22. Czym różni się równanie Eulera od Reynoldsa w opisie ruchu turbulentnego wód morskich?

Różni się elementem siły Coriolisa

23. Odróżnij prądy dryfowe od geostroficznych.

Prąd dryfowy – przepływ wynikający z bilansowania się siły tarcia z siłą Coriolisa (powstaje w
wkutek działania wiatru z określonej wysokości np. 10m przez długi czas)
Prąd geostroficzny – przepływ wynikający z bilansowania się ciśnienia i siły Coriolisa.

24. Jak rozumiesz tzw. pompę Ekmana?

Tworzą ją siła Coriolisa i naprężenie styczne wiatru – oddziałując na masy wody tworzą wiry
cyklonalne (lub antycyklonalne) powodujące upwelling (lub downwelling).

-

f

div

V

=+rot

z

τ –

upwelling

f

div

V

= -rot

z

τ –

downwelling

25. Na czym polegał eksperyment Stommela w wyjaśnieniu makro cyrkulacji prądów

powierzchniowych oceanu?
Polegał na określeniu wpływu zmian szerokości geograficznej na zagęszczenie linii prądów
wzdłuż zachodnich brzegów oceanów. Wykazał, że przy dużych zmianach

ϕ

,β –efekt staje się

bardzo ważny:
f=2ωsinϕ

Vβ=rot

z

τ

0

-rotz rot

z

τ

-H

26. Naszkicuj i nazwij prądy w wirach subtropikalnych Atlantyku i Pacyfiku:

Atlantyk

Pacyfik

27. Naszkicuj cyrkulację polarną w Morzu Arktycznym i wokół Antarktycznym.

28. Dlaczego występują prądy wsteczne w strefie równikowej?

Ponieważ zapobiega cofaniu się wód; płyną w równikowych pasach ciszy i odprowadzają
nagromadzoną wodę.

29. Jakie rodzaje wirowości występują w oceanie, która spośród nich zależy od topografii dna?

Względna, planetarna,absolutna, potencjalna
Potencjalna wirowośd zależy od topografii dna

30. Podaj podstawowe obszary inicjujące 3wymiarową cyrkulację mas wodnych głębinowych i

pośrednich.
Wody głębinowe – NADW
Wody pośrednie – rejony tropikalne zachodnich wybrzeży Afryki

31. Wykorzystaj równania … dla wyjaśnienia zjawiska upwellingów i downwellingów:

32. Jakie rodzaje upwellingów występują w morzu i podaj ich lokację, podaj także przykłady z

Bałtyku.
-środoceaniczny
-przybrzeżny
-równikowy

Bałtyk – Hel, Łeba, Kołobrzeg

Atlantyk – Benguelski,Kanaryjski
Pacyfik – Peruwiaoski, Kalifornijski
Indyjski – Somalijski, zachodnio-australijski

33. Porównaj skoki pływów w strefie brzegowej(ujściach rzecznych), na otwartym oceanie,

morzach zamkniętych – uzasadnij wielkośd różnic
6-10 -> strefa brzegowa
0,4 – 1 -> na otwartym oceanie
maks.4 -> zamknięte morza
zależne od – topografii dna, nachylenia poziomu wód względem powierzchni potencjału,
obecności kontynetów i ciśnienia hydrostatycznego

34. Jakie znasz rodzaje fal?

Sinusoidalne, Stokesa, Knoidalne, samotne -> regularne

35. Czym jest zdeterminowane ciśnienie hydrostatyczne a czym dynamiczne w ruchu falowym

Ciśnienie statyczne – to ciśnienie prostopadłe do przepływu, występuje w przypadku
falowania regularnego (dla wód głębokich) i gdy osiągnięty jest stan spokoju.
Zdeterminowane jest zależnością względem głębokości, przyspieszenia ziemskiego oraz
gęstości: Ps=p+ρ*g*z

Ciśnienie dynamiczne – to ciśnienie równoległe do przepływu, występuje w przypadku
falowania nieregularnego (dla wód płytkich) gdy zaburzony jest stan spokoju. Dominuje tutaj
prędkośd -> Pd=ρv

2

/2

Ciśnienie całkowite – Pc = Ps+Pd

36. Czym różnią się fale wewnętrzne od powierzchniowych?

Fale wewnętrzne występują pod powierzchnią wody, na styku dówch mas wodnych o różnej
gęstości
Fale powierzchniowe występują na styku wody i powietrza

37. Gdzie występują największe różnice (podaj rząd wielkości) w topografii swobodnej

powierzchni oceanu światowego?
-107m -> Ocean Indyjski
+85,5m -> Atlantyk

38. Od jakich czynników zależą poziomy Morza Bałtyckiego?

Opady,parowanie, wlewy rzeczne i oceaniczne, roztopy

39. Podaj przykłady estuariów w Morzu Bałtyckim.

Wisła, Odra, Newa, Boh (ujścia rzeczne do Bałtyku=estuaria)

40. Przestaw podobieostwa i różnice regionu Arktyki i Antarktyki.

Różnice: Antarktyka – posiada ląd, Arktyka – sam lód; Antarktyka – NADW, Arktyka – AABW;
inna cyrkulacja; wody głębinowe Antarktyki płyną do wszystkich oceanów, Arktyki – głównie
do Atlantyku
Podobieostwa: to obszary polarne z odpowiednią florą i fauną; są to strefy konwergencji

41. Podaj przykłady mórz bezbrzeżnego, zamkniętego, otwartego, najbardziej zasolonego i

najmniej zasolonego, interkontynentalnego i inkontynentalnego
Bezbrzeżne – Sargassowe
Zamknięte – Morze Czarne
Otwarte – Morze Północne
Najbardziej zasolone – Morze Martwe
Najmniej Zasolone – Bałtyk
Interkontynentalne – Morze Śródziemne
Inkontynentalne – Morze Kaspijskie

Powodzenia na drugim terminie! ;D

opracowane przez:

Weronika Wołoszyk, Monika Haod, Sylwia Wrzeszcz