1.2 ความหนาแน่น อุณหภูมิและความเค็ม

1.2 ความหนาแน่น อุณหภูมิและความเค็ม

ความหนาแน่นมีหน่วยเป็นกรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ความหนาแน่นของน้ำทะเล โดยเฉลี่ยจะมีค่าอยู่ระหว่าง 1.02400-1.03000 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร โดยความหนาแน่นของน้ำทะเลจะเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มความเค็ม หรือความดัน หรือโดยการลดอุณหภูมิลง ในเขตร้อนและเขตอบอุ่น เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจะเกิดการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นของน้ำในมหาสมุทรมากกว่าในเขตหนาว

ความหนาแน่น อุณหภูมิ และความเค็ม ถือเป็นปัจจัยสำคัญในการจำแนกลักษณะของ มวลน้ำในมหาสมุทร เนื่องจากน้ำทะเลมีคุณสมบัติที่เรียกว่า conservative properties ซึ่งจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทั้งสามประการดังกล่าวนี้ในมวลน้ำนอกจากจะมีการ ผสมกันระหว่างมวลน้ำ (mixing) หรือการแพร่ (diffusion)

บริเวณผิวหน้าน้ำ อุณหภูมิเป็นปัจจัยสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่น ยกเว้น ในเขตละติจูดสูงมาก ๆ ที่อุณหภูมิเฉลี่ยต่ำและค่อนข้างคงที่ ปัจจัยที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลง ความหนาแน่นคือความเค็ม ภาพที่ 6.2 แสดงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำทะเลตามระดับความลึก(vertical distribution) จะเห็นได้ว่าบริเวณผิวหน้าน้ำจะมีอุณหภูมิสูงเรียกชั้นน้ำชั้นนี้ว่า surface หรือ mixed zone ที่ระดับความลึกถัดจากผิวหน้าน้ำลงมาเล็กน้อย อุณหภูมิจะลดลงตามความลึกอย่างรวดเร็วชั้นน้ำชั้นนี้เรียกว่า thermocline หลังจากนั้นอุณหภูมิจะค่อนข้างคงที่ (deep zone) ในเขตร้อน (tropical) เขตอบอุ่น (temperate) และเขตหนาว (polar) ความลึกของชั้น thermocline จะแตกต่างกันไป ขึ้นกับอุณหภูมิที่ชั้นผิวหน้าน้ำ (ภาพที่ 6.3)

ภาพที่ 6.2 การเปลี่ยนแปลงความเค็มตามระดับความลึก
ที่มา : Garrison (2007)

ภาพที่ 6.3 การเปลี่ยนแปลงความเค็มตามระดับความลึกของน้ำในมหาสมุทรในส่วนต่างๆของโลก
ที่มา: Garrison (2007)

เมื่อพิจารณาถึง vertical distribution ของความเค็มและความหนาแน่น บริเวณที่ความเค็มและความหนาแน่นเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เรียกว่า thermocline และ halocline ตามลำดับ บริเวณดังกล่าวจะเป็นส่วนที่แยกมวลน้ำระหว่างด้านบนและมวลน้ำลึกด้านล่างจัดเป็นส่วน ที่มี ความเสถียรค่อนข้างสูง

ภาพที่ 6.4 การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ความเค็ม และความหนาแน่นตามระดับความลึก

ที่มา : Garrison (2007)