פיקנוקלינה

מתוך אנציקלופדיה, המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית

קפיצה אל: ניווט, חיפוש

פיקנוקלינה היא שכבה בגוף של מים בה שיפוע הצפיפות של המים עולה בצורה החדה ביותר עם העומק (∂ρ⁄∂z). לצד הרוח, הפרשי טמפרטורות, אפקט קוריוליס (הובלת אקמן) גאות ושפל, הפרשים בצפיפות המים הם גורם נוסף המניע זרמים באוקיינוסים. תופעות ימיות רבות קשורות לדיפוזיה שמתרחשת בפיקנוקלינה בין שכבות המים בעלות הצפיפויות השונות, ביניהן הובלה של חום, מליחות ונוטריינטים ממקום למקום בתוך גוף המים. שינויים בעומק הפיקנוקלינה ותכונותיה מושפעים מאד מעונות השנה וממשטר הרוחות העולמי.


הפיקנוקלינה מפרידה את שכבת המים העליונה (השכבה המעורבבת) מהשכבה שמתחתיה על ידי גרדיאנט צפיפות אשר מפריע לתנועה אנכית בין השכבות. להפרדה זו יש השפעות ביולוגיות חשובות על האוקיינוסים ועל האורגניזמים החיים בהם. עם זאת הפיקנוקלינה לא חוצצת לחלוטין בין שכבות המים ותנועה אנכית מסויימת החוצה את הפיקנוקלינה מתרחשת כל הזמן כתוצאה מזרימה טורבלנטית. היכולת לחצות את הפיקנוקלינה מאפשרת תנועה של נוטריינטים בין המים העמוקים לשכבה המעורבבת.


הפיקנוקלינה והתרמוקלינה:

ערבוב עמודת המים על ידי הרוח והגלים יוצר שכבה מעורבבת של מים בעלת תכונות יחסית אחידות של טמפרטורה מליחות וצפיפות. עומק השכבה המעורבבת יכול להיות בין מטרים בודדים למאות מטרים. מתחת לשכבה המעורבבת טמפרטורת המים באוקיינוסים מתחילה לצנוח בשיפוע תלול עד לעומק של כ1000 מטרים. שכבת המים בה גרדיאנט הטמפרטורה הוא התלול ביותר נקראת התרמוקלינה. הפרשי הטמפרטורה בתוך שכבת התרמוקלינה עשויים להגיע לעשרות מעלות (צלסיוס). הקשר הפיזיקלי בין טמפרטורה וצפיפות של חומר מוביל לכך שהפיקנוקלינה והתרמוקלינה לרוב חופפות זו לזו. המים העליונים חמים יותר ולכן צפופים פחות, והמים הקרים צפופים וכבדים יותר ולכן מתפקדים כשכבת הבסיס. המחסום שיוצרת הפיקנוקלינה בין שכבות המים משפיע על ההתפלגות האנכית של חומרים משויימים בגוף המים אשר משפיעים גם על הביולוגיה הימית. לכן השיפועים החדים בטמפרטורה ובצפיפות של המים פועלים גם מחסום לתנועה אנכית של בעלי חיים.


יציבות עמודת המים:

הפיקנוקלינה עשויה להפוך לבלתי יציבה כאשר מספר ריצ'רדסון שלה יורד מתחת ל 0.25. מספר ריצ'רדסון הוא מספר חסר מימדים המבטא את היחס שבין אנרגיה פוטנציאלית אנרגיה קינטית. מצב כזה עשוי לקרות כאשר שיעור הגזירה עולה על השיכוב באופן היוצר חוסר יציבות שמביא לזרימה טרבלנטית של מים המערבבת את העמודת המים והורסת את הפיקנוקלינה.

כלים אישיים