كثافة ماء البحر

لحساب كثافة مياه البحر في هذه الظروف، نطبق المعادلة المعتمدة على نموذج Millero & Poisson. أولاً، نحسب كثافة الماء النقي عند 30°C باستخدام ρ0(T) = 999.842594 + 6.793952e-2*T - 9.095290e-3*T^2 + 1.001685e-4*T^3 - 1.120083e-6*T^4 + 6.536332e-9*T^5. عند T=30، نحصل على ρ0 ≈ 995.65 kg/m³ (تقريبًا). ثانيًا، نحسب معاملات A, B, C كثافات دالة في T. باستخدام البرمجة، نجد A = 0.824493 + 4.0899e-3*T - 7.6438e-5*T^2 + 8.2467e-7*T^3 - 5.3875e-9*T^4، B = -5.72466e-3 + 1.0227e-4*T - 1.6546e-6*T^2، C = 4.8314e-4. عند T=30: A≈0.824493+0.122697-0.068794+0.022266-0.004352=0.89631، B≈-0.00572466+0.0030681-0.0014886= -0.00414516، C=0.00048314. ثم كثافة ماء البحر = ρ0 + A*S + B*S^(1.5) + C*S^2 = 995.65 + 0.89631*40 + (-0.00414516)*40^1.5 + 0.00048314*1600. 40^1.5 = 40*sqrt(40)=40*6.3249=252.996. إذن: +35.8524 + (-0.00414516*252.996)= -1.048 + 0.773 = 995.65+35.8524-1.048+0.773 = 1031.2274 kg/m³ تقريبًا. النتيجة النهائية حوالي 1031.2 كجم/م³. هذا أعلى من كثافة المحيطات العادية (1025) بسبب ارتفاع الملوحة.

في المناطق القطبية، تصل درجة الحرارة إلى ما دون الصفر، لكن المياه لا تتجمد بسبب الملوحة. لحساب الكثافة، نستخدم نفس المعادلة مع T=-2. لاحظ أن المعادلة صالحة لدرجات حرارة فوق درجة التجمد (حتى -2°C لملوحة 34). أولاً، ρ0 عند -2: ρ0 = 999.842594 + 6.793952e-2*(-2) - 9.095290e-3*4 + 1.001685e-4*(-8) - 1.120083e-6*16 + 6.536332e-9*(-32). نحسب: = 999.842594 - 0.135879 - 0.03638116 - 0.0000801348 - 0.00001792133 - 0.000000209 = 999.6702 kg/m³ تقريبًا. ثم A, B, C عند T=-2: A=0.824493 + 4.0899e-3*(-2) -7.6438e-5*4 + 8.2467e-7*(-8) -5.3875e-9*16 = 0.824493 -0.0081798 -0.000305752 -0.000065974 -0.0000000862 = 0.815941. B = -5.72466e-3 + 1.0227e-4*(-2) -1.6546e-6*4 = -0.00572466 -0.00020454 -0.0000066184 = -0.005935818. C=0.00048314. ثم كثافة الماء المالح = 999.6702 + 0.815941*34 + (-0.005935818)*34^(1.5) + 0.00048314*1156. 34^1.5 = 34*sqrt(34)=34*5.83095=198.2523. نحسب: 0.815941*34=27.742, (-0.005935818)*198.2523=-1.177, 0.00048314*1156=0.5585. المجموع: 999.6702+27.742-1.177+0.5585=1026.7937 kg/m³. الكثافة مرتفعة نسبيًا بسبب درجة الحرارة المنخفضة، وهذا يؤثر على تكوين التيارات العميقة.