Gennemsigtighed (hydrologi)

Gennemsigtigheden af ​​vand i hydrologi og oceanologi er forholdet mellem intensiteten af ​​lys, der passerer gennem et lag vand , og intensiteten af ​​lys, der kommer ind i vandet. Vandgennemsigtighed er en værdi, der indirekte angiver mængden af ​​suspenderede partikler og kolloider i vand.

Vandets gennemsigtighed bestemmes af dets selektive evne til at absorbere og sprede lysstråler og afhænger af overfladebelysningsforholdene, ændringer i den spektrale sammensætning og dæmpning af lysstrømmen, samt koncentrationen og arten af ​​levende og livløse suspensioner. Med høj gennemsigtighed får vandet en intens blå farve, som er karakteristisk for det åbne hav. I nærværelse af en betydelig mængde suspenderede partikler, der spreder kraftigt lys, har vandet en blågrøn eller grøn farve, karakteristisk for kystområder og nogle lavvandede hav (for eksempel Azovhavet ). Ved sammenløbet af store floder, der bærer en stor mængde suspenderede partikler, får vandets farve gule og brune nuancer. Flodafstrømning, mættet med humus- og fulvinsyrer , kan forårsage den mørkebrune farve af havvand (typisk for eksempel for vandet i Hvidehavet ).

Gennemsigtighed defineres kvalitativt og kvantitativt. Kvalitativt bestemmes gennemsigtigheden ved at sammenligne testvandsprøven med destilleret vand. Ved kvantitativ bestemmelse af gennemsigtigheden af ​​drikkevand i henhold til "krydset" eller "fonten" under laboratorieforhold, anses gennemsigtigheden for at være tykkelsen af ​​vandlaget i et gradueret glasrør eller Snellen -cylinder , hvorigennem vi kan skelne en standardskrifttype med en bogstavhøjde på 3,5 mm eller et justeringsmærke (definition på krydset) [1] [2] . Hvis fonten ikke er synlig, reduceres højden af ​​vandsøjlen i cylinderen ved at slippe vandet ud gennem det nederste rør med en klemme, indtil fonten er synlig. Højden af ​​vandsøjlen, i centimeter, hvor skrifttypen kan aflæses, udtrykker vandets gennemsigtighed efter Snellen-metoden. Der er et vist forhold mellem korsets gennemsigtighed, skrifttypens gennemsigtighed og indholdet af suspenderede stoffer, hvilket gør det muligt tilnærmelsesvis at bestemme koncentrationen af ​​suspenderet stof i vand [3] . Men ifølge GOST 3351-74 [4] er fotokolorimetriske målinger af turbiditet standard i stedet for gennemsigtighedsmålinger for drikkevand .

Disk af Secchi

Den klassiske feltmetode til bestemmelse af gennemsigtighed på dybt vand er ved dybden af ​​forsvinden fra synet af en flad skive af hvid eller sort/hvid farve med en diameter på 20-40 cm ( Secchi disk ), foreslået som standardmetode af Italiensk præst og astronom Angelo Secchi . Den sænkes til en sådan dybde, at den helt forsvinder fra syne, denne dybde betragtes som en indikator for gennemsigtighed i hydrologi og oceanologi. For en mere nøjagtig bestemmelse registreres to aflæsninger: dybden af ​​forsvinden og dybden af ​​diskens udseende igen, når kablet hæves. Gennemsnitsværdien af ​​disse værdier tages som den relative gennemsigtighed af vand i et givet område.

Secchi-skiven til måling af gennemsigtighed blev første gang brugt af kaptajn Cialdi ( italienske  Alessandro Cialdi ), chef for den pavelige flåde den 20. april 1865 [5] . De første regelmæssige målinger af havvandets gennemsigtighed blev dog foretaget i Stillehavet under den russiske jorden rundt ekspedition på briggen " Rurik " ( 1815  - 1818 ) under kommando af løjtnant O. E. Kotzebue ved at sænke en hvid plade på et kabel til dybden [6] . På nuværende tidspunkt bruges Secchi-skiven til rutinemålinger, på trods af at elektroniske instrumenter til måling af vandgennemsigtighed ( transmissometre ) også findes og er meget udbredte.

Den maksimale gennemsigtighed af oceaniske farvande (80 m) blev bemærket i Weddellhavet ud for Antarktis kyst i efteråret (antarktisk forår) i 1986 af tyske forskere på en ekspedition på forsknings-isbryderen "Polyarnaya Zvezda" (" Polarstern ") [ 7] . De højeste målte transparensværdier i Sargassohavet ( Atlanterhavet ) er 66 m, i Det Indiske Ocean 40-50 m, i Stillehavet 62 m [8] , i det østlige Middelhav - 53 m [9] .

Teoretisk set skulle Secchi-skiven i destilleret vand forsvinde af syne i en dybde på omkring 80 m [10] [11] .

Se også

Links

  1. Uklarhed og gennemsigtighed . Dato for adgang: 24. december 2008. Arkiveret fra originalen 11. januar 2013.
  2. Retningslinjer. Bestemmelse af temperatur, lugt, farve (farve) og gennemsigtighed i spildevand, herunder renset spildevand, regnvand og smeltevand. PND F 12.16.1-10 (utilgængeligt link) . Hentet 1. oktober 2012. Arkiveret fra originalen 31. juli 2013. 
  3. Gennemsigtighed . Hentet 1. oktober 2012. Arkiveret fra originalen 1. september 2016.
  4. " GOST 3351-74. Drikker vand. Metoder til bestemmelse af smag, lugt, farve og turbiditet Arkiveret 5. marts 2016 på Wayback Machine »
  5. Tyler, JE The Secchi disc  //  Limnology and Oceanography. - 1968. - Bd. 13. - S. 1-6. Arkiveret fra originalen den 31. juli 2013.
  6. Union of Round-the-World Explorers of Russia. Kronik om russernes jordomsejling i 1806-1821. (utilgængeligt link) . Hentet 1. oktober 2012. Arkiveret fra originalen 4. februar 2008. 
  7. Gieskes, WWC, Veth, C., Woehrmann, A., Graefe, M. Secchi verdensrekord for disksynlighed knust   // EOS . Transaktioner, American Geophysical Union. - 1987. - Bd. 68(9). - S. 123. - doi : 10.1029/EO068i009p00123-01 .
  8. Mankovsky V.I. En elementær formel til at estimere lysdæmpningsindekset i havvand i henhold til sigtdybden af ​​en hvid skive  // ​​Oceanologi. - 1978. - T. 18 (4) . — S. 750–753 .
  9. Berman, T., Walline, PD, Schneller, A. Secchi diskdybdeoptegnelse: En påstand om det østlige Middelhav  //  Limnology and Oceanography. - 1985. - Bd. 30(2). - S. 447-448. Arkiveret fra originalen den 31. juli 2013.
  10. Parsons T.R., Takahashi M., Hargrave B. Biologisk oceanografi. - Moskva: Let- og fødevareindustri, 1982. - S. 432.
  11. Smith, RC, Baker, KS Optiske egenskaber af det klareste naturlige vand (200-800 nm  )  // Anvendt optik. - 1981. - Bd. 20(2). - S. 177-184. - doi : 10.1364/AO.20.000177 .