EGZAMIN Z OCEANOGRAFII FIZYCZNEJ

4 STYCZNIA 2007

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

(IMIĘ NAZWISKO)

1. Jakie były cywilizacje poza oceaniczną ? (1p)

-rzeczna i morska

2. W jakiej cywilizacji zastosowano kompas do żeglugi morskiej ? (1p)

- Cywilizacja europejska - oceaniczna

3. Kiedy zorganizowano Międzynarodowy Rok Geofizyczny ? (1p)

• -1957-58

4. Które z podstawowych form dna oceanicznego związane są ze strefą spredingu ? (1p)

1. skłon kontynentalny

2. równiny abysalne

3. rowy oceaniczne

4. grzbiety oceaniczne

5. Gujoty, czasami zwane seamounts są rezultatem procesów (1p)

1. endogenicznych

2. egzogenicznych

3. plutonicznych lub wulkanicznych

4. endo i egzogenicznych

6. Uporządkuj spośród podanych horyzontalne (od brzegu w kierunku otwartego morza) strefy sedymentacji: (1p) litoralna, sublitoralna, pelagiczna

litoralna, sublitoralna, pelagiczna

7. Uporządkuj spośród podanych wertykalne (od powierzchni do dna) strefy sedymentacji:

nerytyczna, batialna, hemipelagiczna, batypelagiczna, abysalna, hadalna (1p)

nerytyczna, batialna(hemipelagiczna, baty pelagiczna), abysalna, hadalna

8. Jak rozumiesz bimodalną strukturę połączonej krzywej hipso i batygraficznej Ziemi ? (1p)

1. na półkuli lądowej morza stanowią 53% powierzchni, a na półkuli morskiej - 91%

2. na półkuli N morza stanowią 61% powierzchni, a na półkuli S - 81%

3. głębokości basenów morskich wynoszą średnio - 3795 m ppm), a wysokości lądów średnio +840m npm

4. centrum lądowe położone w (2.5W,47N) i centrum morskie w (177.5E, 47S)

9. Niezwykłe właściwości wody morskiej zależą od struktury molekularnej czyli konfiguracji elektronów w cząsteczce wody rozumianej jako: (2p)

1. wymieszanie orbitali typu s i p - czyli hybrydyzację

2. rozpad cząstek na jony - czyli dysocjację

3. zgrupowanie cząstek wody - czyli asocjację

4. grupowanie cząstek wody z jonem soli - czyli agregację

10. Woda morska jest dipolem elektrycznym, który zapewnia przede wszystkim: (2p)

1. absorpcję i rozpraszanie światła

2. dużą pojemność cieplną oraz ciepło parowania

3. zdolność do rozpuszczania soli

4. anomalną rozszerzalność cieplną

11. Wymienione składniki: Na⁺ K⁺ Mg²⁺ Cl^- Br^- SO^2-₄ HCO^-₃ (2p)

1. to grupa jonów rozpuszczonych soli nieorganicznych w wodzie morskiej

2. są istotnymi składnikami związków soli biogenicznych

3. decydują, że rozpuszczone związki organiczne określane są jako „substancje żółte”

4. podobnie jak gazy tłumią fale dźwiękowe w morzu

12. Podaj przykład składnika wody morskiej należącego do (2p):

1. jonów:Na⁺,K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Br^-, HCO_3­^-, SO₄^2-, Cl^-

2. metali śladowych: Ba, Zn, Ge, Cu, Cr, Fe

3. substancji żółtych: barwniki, pigmenty

4. zawiesin: plankton, detrytus, cząstki min. Pyły atmosferyzcne

5. gazów rozpuszczonych: O₂; CO₂

13. Zbiór cząsteczek wody wraz z jej domieszkami w objętości V uważamy za (2p)

1. treść I zasady termodynamiki

2. entropię

3. układ termodynamiczny

4. objętość właściwą

14. 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: (2p)

1. równaniem stanu

2. anomalią termosteryczną

3. potencjałem chemicznym wody morskiej

4. odchyleniem objętości właściwej

15. Spośród wyrażeń ułóż równanie określające anomalię termosteryczną: (2p)

,

,
,

,

16. Które z wyrażeń nie opisuje gęstości umownej ? (1p)

17. Naszkicuj 2 pionowe rozkłady: T, S i stosowny rozkład dźwięku (1p)

1.

2.

18. Prędkość dźwięku maleje wskutek (1p)

1. wzrostu temperatury

2. wzrostu zasolenia

3. wzrostu ciśnienia

4. spadku temperatury

19. Co to jest kanał dźwiękowy ? (1p)

-obszar na pewnej głębokości, w którym prędkośc maleje a następnie wzrasta. Kanał dźwiękowy posiada oś kanału w miejscu najmniejszej prędkości dźwięku.

20. Naszkicuj pionowe rozkłady temperatury wody w Bałtyku w lutym i sierpniu (1p)

21. Naszkicuj pionowe rozkłady zasolenia Bałtyku w lutym i sierpniu (1p)

22. Jak rozumiesz pojęcie termokliny, halokliny i oksykliny ? (1p)

-klina - obszar na pewnej głębokości, poniżej którego występuje nagła zmiana wartości czynnika badanego.

23. Co to jest temperatura potencjalna w oceanie? (1p)

Taka temperatura jaką miałaby woda przemieszczona adiabatycznie (bez wymiany ciepła z otoczeniem) z jednej głębokości na inną

24. 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? (2p)

-
= 167,44 MJ

25. Ile soli zawiera kolumna wody jednostkowej powierzchni [m²] i 10 m głębokości o S = 10 [psu] ? (2p)

- 100 kg

26. Dobierz formuły stosowne dla wyliczeń strumienia dochodzącego do powierzchni morza (pozostałe skreśl) (2p)

H_so = C_s · sin h_o,

,

H_e+q= H_β  W_q  P_q  T_c  T_g,

Hsa = H_e+q [1 - (1 - k)N] ,

H_L= H_Lw + H_La,

,
,
,

gdzie:

H_so- strumień promieniowania krótkofalowego na zewnętrznej granicy atmosfery, H_β- strumień związany ze zmianą odległości Ziemia - Słońce, H_e+q- strumień po uwzględnieniu pary wodnej i gazów w atmosferze, H_sa- strumień promieniowania krótkofalowego dochodzący do powierzchni morza, H_Lw- strumień promieniowania długofalowego wypromieniowany z powierzchni morza, H_La- zwrotny strumień promieniowania długofalowego z atmosfery, H_e- strumień strat na parowanie, H_wt- strumień ciepła odczuwalnego (tzw. wymiany turbulencyjnej)

27. Dobierz formuły określające bilans ciepła na powierzchni morza (pozostałe skreśl) (2p)

H_so = C_s · sin h_o,

,

H_e+q= H_β  W_q  P_q  T_c  T_g,

Hsa = H_e+q [1 - (1 - k)N] ,

H_L= H_Lw + H_La,

,
,
,

gdzie:

H_so- strumień promieniowania krótkofalowego na zewnętrznej granicy atmosfery, H_β- strumień związany ze zmianą odległości Ziemia - Słońce, H_e+q- strumień po uwzględnieniu pary wodnej i gazów w atmosferze, H_sa- strumień promieniowania krótkofalowego dochodzący do powierzchni morza, H_Lw- strumień promieniowania długofalowego wypromieniowany z powierzchni morza, H_La- zwrotny strumień promieniowania długofalowego z atmosfery, H_e- strumień strat na parowanie, H_wt- strumień ciepła odczuwalnego (tzw. wymiany turbulencyjnej)

28. Na rys. przedstawiony jest południkowy rozkład (1p)

1. strumieni bilansu radiacyjnego (promieniowania krótko i długofalowego)

2. strumieni ciepła odczuwalnego

3. strumieni strat na parowanie

4. strumieni ciepła przenoszonego przez prądy

29. Które z równań opisuje dyfuzję turbulentną ? (2p)

a)
b)

c)

d)

30. Wybierz wektorowe równanie molekularnego przewodnictwa ciepła i rozpisz je w postaci skalarnej (2p)

31. Aby był ruch turbulentny powinna być stosowna relacja pomiędzy liczbą Reynoldsa

i liczbą Richardsona
(2p)

1. mała liczba Ri i duża liczba Re

2. duża liczba Ri i mała liczba Re

3. mała liczba Ri i mała liczba Re

4. duża liczba Ri i duża liczba Re

32. Ruch laminarny przechodzi w ruch burzliwy gdy siły bezwładności przeważają nad siłami lepkości. Wyraża to (1p)

1. liczba Reynoldsa

2. liczba Richardsona

3. liczba Ekmana

33. Czym się różni równanie Naviera-Stokesa od równania Reynoldsa ? (3p)

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

34. Które z naprężeń: turbulentne nazywane tensorem naprężeń Reynoldsa analogiczne jak w wymianie molekularnej tensorem naprężeń molekularnych, wyraża intensywność procesu ? (2p)

To samo co wyżej

35. Siła Coriolisa posiada trzy składowe, jednak praktycznie jedną z nich się pomija, którą i dlaczego ? (2p)

-pomija się składową z, jako bardzo małą

36. W parametrze Coriolisa występuje prędkość kątowa Ziemi ω = 2π/T_g, dlaczego przyjmuje się wartość doby gwiezdnej a nie słonecznej w tej formule ? (2p)

Z uwagi na to, że siła Coriolisa jest związana z obrotem Ziemi wokół własnej osi uwzględniamy prędkość kątową Ziemi względem doby gwiezdnej.

37. Wirowość planetarna wynosi zero na (1p)

1. biegunie N

2. biegunie S

3. równiku

4. na obydwu zwrotnikach

Na biegune N=2 a na S=-2

38. Która z wirowości wyraża wirowość potencjalną ? (2p)

a)
b)
c)
d)

39. 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 (2p)

40. Powyższy w zad. 39 układ równań opisuje bilans sił: Coriolisa, grad ciśnienia, tarcia. Które człony opisują prądy geostroficzne ?

a) Coriolisa i tarcia b) Coriolisa i grad ciśnienia c) Coriolisa, grad ciśnienia i tarcia d) jak w wariancie c oraz tarcie horyzontalne (2p)

41. Co oznacza β efekt w prądach Sverdrupa
obejmujących tarciową warstwę powierzchniową Ekmana i prądy geostroficzne ? (2p)

1. f = const

2. f = df/dy

3. f = 0

4. f = df/dx

42. Wybierz właściwe przyczyny powstawania spirali Ekmana: (2p)

1. działanie siły Coriolisa i przekazywanie pędu poprzez tarcie międzywarstwowe

2. działanie siły Coriolisa i wzrost głębokości

3. działanie siły Coriolisa i tarcia wiatru na powierzchni

4. działanie siły Coriolisa

43. Siła pływowa to wypadkowa sił grawitacji Ziemi i Księżyca oraz Słońca, a także siły odśrodkowej Ziemi. Wielkość rzędnej wahania pływowego zależnej od grawitacji Słońca wynosi (1p)

a) 0.54 m b) 0.25 m c) 0.79 m d) stosunku ekliptyki Ziemi do ekliptyki Księżyca

0,54-zależne od grawitacji księżyca

0,79-zależne od grawitacji słońca+księżyca

44. Który spośród pływów dobowych jest najmniejszej rangi ?: (2p)

1. księżycowo - słoneczny

2. główny księżycowy

3. główny słoneczny

4. księżycowy eliptyczny

45. Dla wyznaczenia pływów dominujących służy liczba pływowa, która uwzględnia cztery pływy podstawowe: księżycowo - słoneczny i księżycowy dobowy (K1, O1) oraz główny księżycowy i słoneczny półdobowy (M2, S2). Gdy jej wartość wynosi od 0.25 do 1.5 to pływ jest (2p)

1. półdobowy b) mieszany głównie półdobowy c) mieszany głównie dobowy d) dobowy

46. Co oznaczają linie kotydalne a co punkt amfidromiczny w wahaniach pływowych ? (1p)

-linie kotydalne linie łączą punkty, w

których maksymalne rzędne pływów pojawiają się jednocześnie.

-punkt na morzu, wokół którego przemieszczają się promieniście grzbiety fal pływowych.

47. Masa wodna, która inicjuje cyrkulację termohalinową w skali oceanu to (2p)

1. północno-atlantycka masa głębokowodna (NADW)

2. antarktyczna przydenna masa wodna (AABW)

3. centralna masa wodna Atlantyku (ACW) i Pacyfiku (PCW)

4. pośrednia masa wodna Antarktyki (AAIW)

48. Naszkicuj i określ prądy wiru subtropikalnego N na Pacyfiku (1p)

49. Naszkicuj i określ prądy wiru subtropikalnego S na Atlantyku (1p)

50. Naszkicuj i określ prądy wzdłuż wschodniej Afryki podczas cyrkulacji monsunowej letniej w Oceanie Indyjskim (2p)

A tu monsun ziomwy:

51. Naszkicuj cyrkulację równikową w Pacyfiku (2p)

Odpowiedź w pytaniu 49

52. Podaj po dwie delty w każdym oceanie (2p)

-Atlantyk: Amazonka, Kongo, Niger

-Pacyfik: Kolumbia, Colorado, Huanghe, Jangcy

-Indyjski: Tana, Umba, Tugela

53. Podaj trzy morza najbardziej zasolone (1p)

-Martwe, Czerwone, Adriatyckie

54. Czym cechują się fale samotne ? (1p)

-Nie mają doliny, składają się wyłącznie z grzbietu, tworzone są przez wybuchy wulkanów podwodnych i trzęsienia ziemi, w strefie brzegowej osiągają ogromne wysokości.

55. Od jakiej granicy zaczyna się ruch orbitalny kołowy fal regularnych ? (1p)

Cząsteczki wody poruszają się po orbitach kołowych na głębokiej wodzie, kiedy głębokość jest większa od polowy jej długości. Promień orbit na powierzchni jest równy amplitudzie fali. Promień maleje wykładniczo wraz z głębokością.

Na wodach płytkich cząsteczki poruszają się po orbitach elipsoidalnych, z dłuższą poziomą osią. Przy dnie elipsy są zredukowane do linii prostych.

56. Które z ciśnień (statyczne czy dynamiczne) dominuje podczas falowania regularnego ? (1p)

Statyczne dominuje

57. Jaka będzie prędkość fali opisanej równaniem jednowymiarowym

Profil fali przyjmij w postaci
? (2p)

(Łącznie do uzyskania 88 punktów)

Pozytywny wynik od 45 punktów

7

---