해수 과학: 주방의 해류 모델링

Science Buddies의 해양과학 연구

주요 개념해류유체밀도염분운동열소개 파도 아래 세계의 바다에는 한 대륙의 해안에서 다른 대륙의 해안으로 막대한 양의 따뜻하거나 차가운 물을 이동할 수 있는 해류가 있습니다. 이러한 해류는 대륙성 기후, 특히 바다와 접해 있는 지역에 심각한 영향을 미칩니다. 예를 들어, 걸프 스트림(멕시코 만에서 북대서양으로 흐르는 따뜻한 해류)은 유럽 북서부를 다른 곳보다 훨씬 더 따뜻하게 만들 가능성이 높습니다. 이러한 중요한 흐름의 원인이 무엇인지 궁금한 적이 있습니까? 이 과학 활동에서는 온도가 해류의 방향과 속도에 어떻게 영향을 미치는지 알아보기 위해 바다 내 따뜻한 물과 차가운 물의 "강"의 행동을 모델링하게 됩니다.배경 해류는 날씨와 기후, 해양 운송, 영양분 순환에 큰 영향을 미칩니다. 심해 해류는 온도(찬물이 따뜻한 물보다 밀도가 높음)와 염분(염분이 담수보다 밀도가 높음)에 의해 제어되는 물의 밀도 차이에 의해 발생합니다. 바다 물의 다양한 밀도가 어떻게 전 지구적인 해류를 생성합니까? 심해류를 이해하려면 먼저 지구의 극지방을 살펴보는 것이 가장 쉽습니다. 이 지역으로 흐르는 물은 차가워지고 밀도가 증가합니다. 물이 얼면 얼음이 형성되면서 바다에서 담수가 제거되어(얼음으로 변함) 바닷물이 더 짜게 됩니다. 차가운 물은 이제 더 낮은 온도와 추가적인 염분으로 인해 밀도가 더 높아져 해저쪽으로 가라앉습니다. 그런 다음 지표수가 가라앉는 물을 대체하기 위해 이동하여 전류를 생성합니다. 북대서양에서 밀도가 높은 물이 형성되어 가라앉고 남쪽으로 이동하고 남극 대륙을 순환한 다음 인도, 태평양 및 대서양 분지로 북쪽으로 이동할 때 전 지구적인 "컨베이어 벨트"가 움직이게 됩니다. 이 컨베이어 벨트는 많은 양의 물을 이동시킵니다. 이는 아마존 강보다 약 100배 더 많은 물을 이동시키는 거대한 순환 패턴입니다! 해류는 온도와 염도에 따라 이동하지만, 이 활동에서는 온도만으로 액체에 전류가 어떻게 생성되는지 볼 수 있습니다.재료

관찰 및 결과 말린 백리향 잎이 불꽃 위에서 빠르게 위로 올라갔다가 옆으로 수평으로 이동했다가 천천히 다시 떨어지는 것을 보셨나요? 따뜻한 유체는 차가운 유체보다 밀도가 낮기 때문에 이 활동에서 화염 바로 위에서 가열된 유체는 화염에서 멀리 있는 유체보다 밀도가 낮아야 합니다. 결과적으로 화염 바로 위의 밀도가 낮은 유체는 위로 이동해야 합니다. 표면에 도달하면 수평으로 바깥쪽으로(모든 방향, 대칭으로) 이동해야 합니다. 화염에서 멀어지면서 냉각되면서 밀도가 높아진 유체의 속도가 느려지고 다시 가라앉습니다. 동시에 불꽃 바로 위의 유체가 위로 이동하는 동안 접시 바닥에 있는 근처의 유체가 불꽃을 향해 안쪽으로 이동하여 상승하는 유체를 대체하여 전류가 생성됩니다. 이것은 말린 백리향 잎의 움직임을 관찰함으로써 이 활동에서 관찰했어야 할 패턴입니다. 밀도가 낮은 물질은 상승하고 밀도가 높은 물질은 하강함으로써 생성된 유체 내의 이러한 움직임을 대류라고 하며, 이는 전 지구적인 해류 "컨베이어 벨트"의 기초입니다. 전 세계의 많은 물이 이런 식으로 이동하지만, 글로벌 컨베이어 벨트는 물을 최대 초당 10센티미터의 속도로 천천히 이동시키므로 북대서양의 물이 북태평양으로 가는 길을 찾는 데 약 1,000년이 걸릴 수 있습니다! 그러나 컨베이어 벨트 순환의 변화로 인한 영향은 훨씬 더 빠르게 느껴질 수 있습니다.대청소 기름진 지저분한 부분이 있으면 따뜻한 물과 비누로 닦아보세요. 이 활동에서 만든 식물성 기름과 말린 백리향 잎 혼합물은 퇴비로 만들거나 쓰레기통에 버릴 수 있습니다(그러나 하수구에 흘려서는 안 됩니다).