Тюменские ученые выяснили, как испарение влияет на состав Мирового океана

Учёные Тюменского государственного университета (ТюмГУ) совместно с коллегами из Института механики МГУ имени М. В. Ломоносова и Университета Ариэль (Израиль) изучили, как меняется состав Мирового океана из‑за испарения солёной воды при повышенной температуре. Результаты исследования опубликованы в журнале Thermo,  передаёт РИА Новости.

Океаны занимают около 71 % площади всей поверхности Земли и содержат 97–98 % всей воды планеты. Из‑за высокой солёности эту воду нельзя использовать для питья, сельского хозяйства и промышленности. При этом состав морской воды регулирует многие геодинамические процессы и влияет на жизнь обитателей океанов, пояснили в ТюмГУ.

Механизм испарения и тепловой баланс

Испарение Мирового океана приводит к росту концентрации соли в воде и влияет на тепловой баланс планеты. Когда над поверхностью солёной воды из капель аэрозоля образуются кристаллики соли, они активно преломляют и рассеивают солнечный свет, что может усилить нестабильность температуры.

«Испарение Мирового океана приводит к повышению концентрации соли в воде и влияет на тепловой баланс всей планеты. Когда над поверхностью солёной воды образуются кристаллики соли из капель аэрозоля, они активно преломляют и рассеивают свет Солнца, что может привести к ещё большему повышению нестабильности температуры», — объяснил заведующий лабораторией микрогидродинамических технологий ТюмГУ Александр Федорец.

В ходе эксперимента учёные наблюдали за вертикальным свободным падением практически одинаковых капель солевого раствора, близкого по составу к морской воде. Воздух, который преодолевала капля, предварительно нагревали. При температуре окружающего воздуха около 60 °C вода быстро испаряется, и на поверхности капель начинают формироваться кристаллы соли; в зазоры между ними затем выдавливается оставшаяся влага.

«Мы наблюдали за вертикальным свободным падением практически одинаковых капель солевого раствора, приближённого по составу к морской воде. При этом воздух, который „преодолевала“ капля, был предварительно нагрет. При температуре окружающего воздуха около 60 °C вода быстро испаряется, и на поверхности капель начинают образовываться кристаллы соли, в зазоры между которыми потом „выдавливается“ оставшаяся влага», — рассказал Александр Федорец.

Полые частицы соли с отверстиями в оболочке фиксировали и ранее. Однако именно в этом эксперименте впервые удалось зафиксировать резкие изменения траектории падения солевых поликристаллов из‑за «реактивной» струи пара, вырывающейся из высыхающей частицы.

«Это наблюдение может подсказать, как эффективнее использовать морскую воду для создания капельных завес, которые защищают окружающую среду от теплового излучения в случае пожаров», — добавил Федорец, подчеркнув, что при использовании морской воды для тушения пожаров необходимо учитывать дополнительное тепловыделение при кристаллизации соли из раствора.

Помимо лучшего понимания того, как повышение температуры поверхности Земли сказывается на составе Мирового океана, новые данные помогут повысить эффективность технологических процессов удаления соли из воды. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.