Иногда в расчётах используется удельный объём

- обратная величина плотности.

По результатам многочисленных исследований были установлены зависимости условного удельного веса при 17,5 С и 0 С от солёности ( S%0) и содержание хлора ( C%0).

Для удобства расчётов составлены таблицы.

Все указания расчётов проводятся при атмосферном давление и позволяют определить плотность воды в поверхностном слое. С увеличением глубины происходит сжатие воды и увеличивается её плотность. При определение плотности по глубине необходимо учитывать её сжимаемость , которая невелика .( Однако если бы вода была несжимаема , то уровень поднялся бы на 30м относительно его действительного положения ). Величина сжимаемости характеризуется истинным коэффициентом сжимаемости морской воды.

или средним коэффициентом сжимаемости  , связан с К отношением

где -удельный объем

p-давление на глубине.

Удельный объем воды определяется по формуле:

где -удельный объем воды на поверхности при

Изменение плотности в большей степени зависит от изменения солёности , чем от изменения температуры. Однако в открытом океане солёность колеблется на 2 -3%0 , в то время как температура воды может меняться на 15 -20 С. В реальных условиях изменение плотности следует за изменением температуры , и только в тропической зоне ( t  const ) плотность следует за солёностью. С глубиной плотность увеличивается , следуя в основном за изменением температуры. (Рис.3).

Рис 3. Изменение плотности с глубиной на различных широтах.

Изменение плотности или других гидрологических характеристик происходит неравномерно , о чём удобно судить по величине градиента () (т.е. изменению характеристик на расстоянии , равном единицы длины (1м).

Слой , где градиент гидрологической характеристики резко отличается от градиента в других слоях , называется слоём скачка.

Практический интерес представляет слой скачка плотности. В экватариальной области всегда существует слой скачка плотности из-за наличия теплого распреснённого поверхностного слоя.

В зоне пассатов и умеренных широтах слой скачка плотности явление редкое и временное ( Возникает летом при прогреве воды ). Если плотность воды с глубинной увеличивается , то конвективное перемешивание вод практически отсутствует и вся водная масса находится в устойчивом состоянии ( вертикальная устойчивость вод).

1.6. Оптические свойства морской воды

Количества света оценивается освещенностью Е в люксах ( лк ) , т.е. световым потоком F в люменах ( лм ) , приходящимся на единицу освещённой поверхности  в кв. метрах :

Освещённость поверхности моря зависит от высоты солнца h С над горизонтом и характера облачности и меняется теоретически от 0 до 14010³ лк. Освещённость в дневное время:

Е = 2 10³ лк , h = 5  и сплошная облачность

Е = 10510³ лк , h = 55  и высоко - кучевые облака

Часть потока попадающего на поверхность раздела воздух - вода , отражается , а часть преломляется и попадает в водную среду.

Распределение энергии между указанными частями светового потока зависит от высот солнца и показателя преломления на границе раздела. Величина показателя преломления незначительно меняется в зависимости воды и длин световой волны . При отвесном падение лучей на поверхность моря отражается  2% падающей энергии и 98% проникает в воду. Для рассеянного света  можно считать , что в воду попадает около 95% световой энергии.

Ослабление света в морской воде определяется избирательным поглощением и рассеиванием света группами молекул воды и находящимися в воде взвешенными частицами.

Световая энергия лучей поглощается неодинаково :

• сильнее всего поглощаются красные лучи

• меньше зеленые и синие

где - световой поток вошедший в воду

- световой поток прошедший через слой воды

m, q – показатели поглащения и рассеяния света (зависят от длины волны )

Формула действительна для монохроматического света. Для белого света вычисляется интегральная величина ослабления света. Минимальное ослабление света наблюдается при длине волны светового луча  = 470ммк (голубой свет ).

Прозрачностью морской воды называется отношение светового потока , прошедшего через единичный слой воды без изменения направления , к потоку света , вышедшего в воду в виде параллельного пучка/

Это отношение при поглощение слоя воды Z , отличным от единицы , называют коэффициентом пропускания Тn :

где с - показатель ослабления направленного светового излучения ;

На практике часто пользуются относительной прозрачностью Zб , под которой понимают глубину ( в метрах ) исчезновения белого диска диаметром 30см. Относительная прозрачность в различных районах Мирового океана.

- Атлантический океан . Саргассово море - 66,м

- Атлантический океан . Экваториальная зона - 40-50м

- Тихий океан. Полоса пассатов - 40-50м

- Баренцево море - 40-45м

- Чёрное море - 28м

- Балтийское море -11-13м

- Северное море- 6,5-11м

1.7. Акустические свойства мирового океана

При распространение звука в воде происходят периодические сжатия и разрежения частиц воды , т.е. образуются продольные упругие волны ( скорость распространения которых и есть скорость распространения звука в воде ).

Теоретическая формула скорости звука:

(адиабатный процесс сжатия-растяжения)

где ,

- удельный объем морской воды;

- истинный коэффициент сжимаемость морской воды.

Скорость звука изменяется от 1450 м/с до 160м/с в зависимости от температуры , солености и давления ( возрастает при их увеличение ).

В наибольшей степени зависит от температуры.

При изменение на 1 С , скорость меняется на 4,4 м/с

При увеличении солёности на 1%0 скорость меняется на 1,2м/с

При увеличении глубины на 10м скорость меняется на 1,75м/с

Погрешность составляет  4 м/с

В связи с тем ,что температура , солёность и давление меняются во времени и пространстве , скорость звука меняется. То морская вода является акустически неоднородной средой.

Рис 4. Распространение звуковых колебаний:

По глубине солёность меняется незначительно , температура заметно уменьшается до глубины 1000 м , ниже оставаясь постоянной. Поэтому скорость звука до этой глубины убывает , а затем возрастает в результате увеличения давления. При этом происходит образование звукового канала с осью на горизонте , где скорость звука минимальна. Если источник звука поместить на ось звукового канала , то звуковые лучи вследствие рефракции в акустически неоднородной среде будут возвращаться к оси канала , где будет происходить концентрация энергии.

Звук распространяется в звуковом канале без заметного затухания. Поглощения звука обусловлено вязкостью и теплопроводимостью воды и наличием солей MgSo4 и NaCl.

Рассеяние звука обусловлено взвешенными в воде частицами , пузырьками воздуха , планктонами и группами молекул воды.

Общее ослабление ( затухание ) звука в воде происходит по закону :

где х - расстояние ;

m1 - коэффициент затухания

m1 = 0,036 f ^3/2

f - частота колебаний , кГц.