EGZAMIN Z OCEANOGRAFII FIZYCZNEJ

5 LUTEGO 2008

.............................................................................................

(IMIĘ NAZWISKO)

1. podaj 4 różnice między wodą morską a czystą zwykłą wodą

-morska ma większe zasolenie

-morska ma większą gęstość

-różni je temperatura zamarzania i parowania (niższa dla morskiej)

-w morskiej dominują chlorki, a w słodkiej węglany

2. w skutek własności elektrycznych w wodzie morskiej łatwo rozpuszczają się sole, towarzyszy temu:

a) dysocjacja

b) asocjacja

c) agregacja

d) hybrydyzacja

(odrzuć proces który nie występuje)

3. Na+ K+ Mg+...

a) to grupa jonów rozpuszczonych soli w wodzie morskiej

4. podaj przykłady składnika wody morskiej należącego do:

a) jonów:Na⁺,K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Br^-, HCO_3­^-, SO₄^2-, Cl^-

b) metali śladowych: Ba, Zn, Ge, Cu, Cr, Fe

c) substancji żółtych: barwniki, pigmenty

d) zawiesin: plankton, detrytus, cząstki mineralne. Pyły atmosferyzcne

e) gazów rozpuszczonych: O₂; CO₂

5. Podstawowym parametrem wody morskiej jest jej gęstość ρ zależna od T S i P. Paradoksem jest, że mierzymy in situ T S P a nie ρ. Często zamiast ρ używa się objętości właściwej α. Związek jaki istnieje pomiędzy ρ lub α oraz T S P nazywamy:

a) równaniem stanu

6. spośród wyrażeń ułóż równanie określające anomalię termosteryczną

,

,
,

,

7. Które z wyrażeń nie opisuje gęstości umownej:

8. …

9. poniższe wyrażenia reprezentują następujące procesy termodynamiczne...

10. gdy gęstość wody maleje z głębokością układ jest

b) niestabilny

11. Podaj warunki rozkładu względnie stabilnego gdy jest inwersja termiczna: jaki jest rozkład zasolenia jaki jest rozkład temp. i co stabilizuje ten układ

-Inwersja temperatury jest wtedy, gdy temperatura i zasolenie rosną wraz z głębokością(ds/dz<0 i dT/dz<0) Czynnikiem stabilizującym jest zasolenie, tak że (dp/dz)<0

12. objaśnij pojęcia dyfuzja różnicowa i słone palce

Element z górnej warstwy cieplejszy i mniej zasolony oddaje szybciej ciepło, staje się chłodniejszy, cięższy i idzie w dół. W tym samym czasie inny element idzie do góry. Powstaje ruch. Powstają dwa kanały obok siebie, w jednym powstaje strumień skierowany do góry (dyfuzja ciepła) a w drugim opadanie soli (słony palec). Mamy zatem podwójna dyfuzję masy i ciepła.

Słone palce-dyfuzja/transport w dół (opadanie soli)

Dyfuzja róznicowa -transport ciepła w górę

13. w warunkach jednorodnej wody morskiej ruch burzliwy pojawia się gdy jest przewaga sił bezwładności nad siłami lepkości określ to stosownym kryterium.

-Określa to liczba Reynoldsa

14. w warunkach uwarstwionej wody morskiej ruch burzliwy powstaje gdy jest przewaga sił bezwładności nad siłami wyporu - określ to stosownym kryterium

-Określa to liczba Richardsona

15. dla opisu ruchu turbulentnego w morzu stosujemy dekompozycję Reynoldsa wyrażoną jako:

a) ruch chwilowy + ruch średni

b) ruch chwilowy + ruch pulsacyjny

c) ruch średni + ruch pulsacyjny

d) ruch chwilowy + ruch średni + ruch pulsacyjny

16. czym się różni równanie N-S od równania Reynoldsa

Równanie to różni się od równania Naviera - Stokesa składnikiem opisującym dodatek “adwekcji pędu” , wynikającym z uwzględnienia składowej pulsacyjnej wektora prędkości przepływu

17. równanie opisujące ruch w morzu na wirującej ziemi to równanie:

a) Naviera-Stokesa

b) Reynoldsa

c) Eulera

d) Coriolisa

18. wykorzystując hipotezę Bousinesqa podaj jak określamy procesy przenoszenia w ruchu burzliwym w odniesieniu do:

a) masy - turbulentna wymiana masy/turbulentna dyfuzja

b) ciepła - turbulentna wymiana ciepła

`c) pędu-turbulentna wymiana pędu/lepkość turbulentna

19. Jaka jest różnica głębokości Ekmana.

20. określ wektor (v i a) prądów wiatrowych na powierzchni zatoki gdańskiej przy wietrze S 10ms-1 H=20m

21. Przyjmując prąd dryfowy na powierzchni Vo=1ms-1 płynący w kierunku α=50(ale nie jestem pewien) E określ jaki będzie na głębokości Ekmana podaj (V i a)

22. Poniższy układ równań opisuje bilans sił: Coriolisa, grad ciśnienia, tarcia. Które człony opisują prądy Ekmana ?

a) Coriolisa i tarcia b) Coriolisa i grad ciśnienia c) Coriolisa, grad ciśnienia i tarcia d) jak w wariancie c oraz tarcie horyzontalne

23. Wybierz właściwe przyczyny powstawania spirali Ekmana:

a) działania siły Coriolisa i przekazywanie pędu poprzez tarcie między warstwowe

b) działanie siły Coriolisa i wzrost głębokości

c) działanie siły Coriolisa i tarcia wiatru na powierzchni

d) działanie siły Coriolisa

24. Pompa Ekmana powoduje upwelling lokalny gdy:

a) wir jest antycyklonalny

b) wir jest cyklonalny

c) nie ma żadnych zawirowań

d) wiatr działa równolegle do brzegu

Wir. Cyklonalna Antycyklonalna

25. Wiatry wzdłuż brzegowe mogą powodować downwellingi dobierz kierunki wiatrów do równań opisujących to zjawisko

-NW, SW, W -wiatry zachodnie powodują downwellingi

-NE, SE, E - wiatry wschodnie powodują upwellingi

26. prądy geostroficzne reprezentują bilans

b) sił Coriolisa i gradientu ciśnienia

27. która z wirowości wyraża wirowość potencjalną:

a)
b)
c)
d)

28. W jakim kierunku skręci prąd płynący z W na E gdy znajdzie się nad grzbietem atlantyckim aby zachowany był bilans wirowości

-w kierunku bieguna

29. W jakim kierunku skręci prąd płynący z W na E gdy znajdzie się nad rowem oceanicznym w Pacyfiku aby zachowany był bilans wirowości

Gdy H rośnie wirowość maleje i jest skręt w kierunku równika. Wirowość planetarna maleje, dla bilansu wirowość względna staje się dodatnia aby zachować bilans wirowości. Ruch staje się cyklonalny

Gdy H maleje wirowość rośnie i jest skręt w kierunku bieguna. Prąd płynąc dalej otrzymuje większą wirowość ze wzrostem szerokości geograficznej rośnie f. Wtedy wirowość względna staje się ujemna aby równoważyć bilans i ruch staje się antycyklonalny.

Z W na E propagują fale Kelvina

Z E na W propagują fale Rossby

30. wirowość względna dodatnia jest

a) zgodna z ruchem wskazówek zegara

b) niezgodna z ruchem wskazówek zegara

c) zależna od wirowości planetarnej na półkuli N

d) identyczna jak wir antycyklonalny

31. wirowość planetarna -2 występuje na

a) biegunie N

b) biegunie S

c) równiku

d) na obu zwrotnikach

32. na czym polegał eksperyment Stommela wyjaśniający makro cyrkulację oceaniczną skorzystaj z poniższych szkiców:

[ 2 RYSUNKI ]

Stommel przeprowadził eksperymenty wykazując znaczenie zmian parametru Coriolisa względem szerokości geograficznej dla zagęszczenia linii prądu wzdłuż zachodniego brzegu oceanu.

33. brak zachowania bilansu wirowości powoduje tzw. intensyfikację zachodnią

[RYSUNEK]

Które z prądów są pod wpływem intensyfikacji:

a) zatokowy, kurosiwo, brazylijski, E australijski

34. zaznacz i opisz prądy ciepłe Pacyfiku

35. zaznacz i opisz prądy zimne Atlantyku

36. zaznacz i opisz prądy wiru subtropikalnego N na Pacyfiku

37. zaznacz prądy wiru subtropikalnego S na Oceanie Indyjskim

38. zaznacz i nazwij prądy polarne

Odpowiedzi na zadania 34-38

39. określ i zaznacz morza śródziemne interkontynentalne

-śródziemne, czerwone, czarne

40. według statycznej teorii pływów siła pływotwórcza księżyca podnosi poziom morza na wysokość

d) 0.54m

41. Określ jakie pływy dominują gdy liczba pływowa 3.0 < K1+O1/M2+S2 < nieskończoność (K1 i O1 oznaczają pływy dobowe odpowiednio księżycowo słoneczny i główny księżycowy oraz...

-pływ dobowy, jedna wysoka woda na dobę

Liczbę F oblicza się dzieląc podwójną amplitudę składowych dobowych K₁ i O₁ oraz pół dobowych M₂ i S_2.

gdy:

-0 < F < 0.25 pływy półdobowe (dwie wysokie i dwie niskie wody w jednej dobie o jednakowych wysokościach.

-0.25 <F < 1.5pływy mieszane, głównie półdobowe (dwie wysokie i dwie niskie wody o różnych wysokościach i różnych okresach)

-1.5 < F < 3.0 pływy mieszane, głównie jedna wysoka woda czasem dwie wysokie o różnych wysokościach i różnych okresach

-3.0 <F < nieskończoność, pływ dobowy, jedna wysoka woda na dobę

42. zerowe wartości pływów występują w punktach amfidromicznych a rzędne jednakowych (coś tam) opisują linie kotydralne

43. zaznacz trzy lokacje pływów: brzegową, w ujściu rzecznym i na otwartym oceanie (stacja) i podaj ich nazwy

-rzeczne -Sekwana, Tamiza, Hudson, Amazonka

-brzegowe - Bermudy, Kanary, Azory

-Otwarty ocean - Zatoka Kalifornijska, Morze Arabskie, Zatoka Bengalska

44. ile wynosi doba księżycowa

a) 24 h

b) 23:56 h

c) 24:56 h

d) 27.5 dnia

45. siła Coriolisa pojawia się w morzu wskutek

b) ruchu rotacyjnego wokół układu inercjalnego

46. ….

47. siła Coriolisa posiada trzy składowe, jednak praktycznie jednią z nich się pomija, którą i dlaczego?

Z - bo jest bardzo mała

48. …

49. Masa wodna, która inicjuje cyrkulację termohalinową w skali oceanu to:

a) północno-atlantycka masa głębokowodna (NADW)

50. źródłem wód pośrednich w oceanie są

a) wypływ z mórz o dodatnim bilansie wody tzw. estuariów pozytywnych

b) wypływ z mórz o ujemnym bilansie wody tzw. estuariów negatywnych

c) wypływ z mórz silnie zasolonych

d) wypływ z mórz subtropikalnych

(zaznacz błędną)

51. …

52. …

53. podaj przykłady mórz w których zasolenie wynosi:

a) 3,5

b) 35

c) 350

54. Podaj przybliżoną głębokość termokliny na szerokościach:

- równik - 200 m

- 20^O - 350 m

- 40^O - 400 m

- 60^O - brak termokliny

55. Na rysunku przedstawiony jest południkowy rozkład:

a) strumieni bilansu radiacyjnego (promieniowania krótko i długofalowego)

56. Ile soli zawiera kolumna wody jednostkowej powierzchni [m2] i 10 m głębokości o S = 10 [psu] ?

100 kg

57. Ile ciepła zawiera kolumna wody jednostkowej powierzchni [1m²] i 10 m głębokości o T = 4ºC, S = 0 [psu], ρ = 1000 [kgm^-3] gdy C_pw= 4186 J kg^-1ºC^-1?

167,44 MJ

58. na przykładzie wyjaśnij co to jest temperatura potencjalna w morzu?

Temp. masy wodnej podniesionej adiabatycznie z pewnej głębokości na powierzchnię (czy jakoś tak)

59. …

60. prędkość dźwięku maleje wskutek

d) spadku temperatury

61. dobierz formuły stosowane dla wyliczeń strumienia dochodzącego do powierzchni morza

62. dobierz formuły określające bilans ciepła na powierzchni morza

63. w jakiej części morza Bałtyckiego występuje regresja a w jakiej transgresja

-Część PN-WSCH: Podnosi się/odsłania/ regresja

-Część PD-ZACH: Obniża się/zakrywa / transgresja

64. jakie są skrajne wielkości różnic poziomu współczesnych mórz i gdzie występują

-Odchylenie geoidy od powierzchni elipsoidy od N = - 107 m na Oceanie Indyjskim do N = + 85.4 m na PN Atlantyku

65. wymień czynniki wpływające na poziom wód w Bałtyku

-tempo parowania

-wlewy oceaniczne

-dopływ rzeczny

66. jak sklasyfikujesz fale regularne:

-Fale Stokes'a

-Fale Knoidalne

-Fale Sinusoidalne

-Fale Samotne

67. przedstaw podstawowe charakterystyki fal regularnych

Wysokość fali (H) - pionowa odległość między grzbietem a doliną fali

Amplituda fali (a) - pionowa odległość między grzbietem (lub doliną) fali a poziomem spokoju (średnim poziomem wody)

Długość fali (L) - odległość między kolejnymi punktami o tej samej fazie (np. kolejnymi grzbietami)

Okres fali (T) - czas, jaki upływa pomiędzy przejściami kolejnych grzbietów fali przez dany punkt w przestrzeni

Częstotliwość kątowa fali
[rad/s]

Częstość fali
[Hz]

Liczba falowa

Stromość fali

Prędkość fazowa fali
prędkość ruchu powierzchni falowej w kierunku propagacji

68. co to są fale tsunami

-fale samotne wywołane wybuchem podwodnego wulkanu lub podwodnym trzęsieniem ziemi. Fala posiada jedynie grzbiet(brak doliny) osiąga ogromną wysokość w strefie brzegowej.

69. dlaczego fale tsunami są niebezpieczne w strefie brzegowej

-ponieważ osiągają ogromne wysokości w strefie brzegowej i z wielką prędkością nabiegają na brzeg

70. na czym polega zmiana kinematyki fal po przejściu fali z głębokiej na płytką wodę

Przy przejściu do strefy brzegowej (
fale ulegają refrakcji, dochodzi do zmniejszenia prędkości fazowej, załamanie i dyssypacja energii, nabieganie na brzeg i powstawanie fal odbitych

71. w jakiej części strefy brzegowej występuje refrakcja fal

Refrakcja zachodzi w strefie brzegowej morza, czyli w miejscu, gdzie głębokość jest mniejsza od połowy długości fali.

72. co to są fale wewnętrzne

Fale wewnętrzne: powstają pod powierzchnią wody, na styku dwóch przemieszczających sie mas wodnych o różnej gęstości. Amplituda tych fal może dochodzić do kilkudziesięciu metrów.

73.fale grawitacyjne z wpływem rotacji to (wymień):

a) Fale Poincare'a

b) Fale Kelvina

c) Fale Sverdrupa

d) Fale Rossby

74. Jaka będzie prędkość fali opisanej równaniem jednowymiarowym

75. podaj i zlokalizuj po 2 delty w każdym oceanie

Rysunki do układów stabilnych:

Rysunek A-Gdy zasolenie rośnie z głębokością, gradient zasolenia
Gdy temperatura maleje z głębokością, gradient temperatury
wówczas
gęstość rośnie z głębokością i układ jest bezwzględnie stabilny

Rysunek B do zadania

Rysunek C-Gdy zasolenie maleje z głębokością, gradient zasolenia
zasolenie jest niestabilne

Gdy temperatura również maleje z głębokością, gradient temperatury
temperatura stabilizuje i
gęstość rośnie z głębokością a układ jest także względnie stabilny

1

---