الكثافة المحتملة

الكثافة المحتملة لحزمة سائلة عند الضغط${\displaystyle P}$هي الكثافة التي ستكتسبها الكتلة إذا تم نقلها بشكل أديباتي إلى ضغط مرجعي${\displaystyle P_{0}}$غالبًا ما يكون الضغط 1 بار (100 كيلو باسكال ). في حين أن الكثافة تتغير بتغير الضغط، فإن الكثافة الكامنة لحزمة من السائل تبقى ثابتة مع تغير الضغط الذي تتعرض له (شريطة عدم اختلاطها بحزم أخرى أو حدوث تدفق حراري صافٍ). يُستخدم هذا المفهوم في علم المحيطات ، وبدرجة أقل في علم الغلاف الجوي .

تُعدّ الكثافة الكامنة خاصيةً بالغة الأهمية من الناحية الديناميكية: فمن أجل الاستقرار الساكن، يجب أن تتناقص الكثافة الكامنة كلما اتجهنا للأعلى. وإذا لم يحدث ذلك، فإنّ كتلةً من السائل تُزاح للأعلى ستكون أخفّ وزنًا من الكتل المجاورة لها، وستستمر في الحركة للأعلى؛ وبالمثل، ستكون كتلةٌ من السائل تُزاح للأسفل أثقل وزنًا من الكتل المجاورة لها. ويصدق هذا حتى لو تناقصت كثافة السائل كلما اتجهنا للأعلى. في الظروف المستقرة (حيث تتناقص الكثافة الكامنة كلما اتجهنا للأعلى)، تُفضّل الحركة على طول أسطح الكثافة الكامنة الثابتة ( أسطح تساوي الكثافة ) من الناحية الطاقية على التدفق عبر هذه الأسطح (التدفق عبر أسطح تساوي الكثافة)، ولذلك فإنّ معظم الحركة داخل سائل جيوفيزيائي ثلاثي الأبعاد تحدث على طول هذه الأسطح ثنائية الأبعاد.

في علم المحيطات، الرمز${\displaystyle \rho _{\theta }}$يُستخدم للدلالة على الكثافة الكامنة ، مع الضغط المرجعي${\displaystyle P_{0}}$يُعتبر الضغط عند سطح المحيط. ويُرمز إلى شذوذ الكثافة الكامنة المقابل بـ${\displaystyle \sigma _{\theta }=\rho _{\theta }-1000}$كجم /م³ ^. نظرًا لأن انضغاطية مياه البحر تتغير بتغير الملوحة ودرجة الحرارة ، يجب اختيار ضغط مرجعي قريب من الضغط الفعلي للحفاظ على تعريف الكثافة الكامنة ذا دلالة ديناميكية. غالبًا ما تُختار الضغوط المرجعية كمضاعفات صحيحة للعدد 100 بار؛ فعلى سبيل المثال، بالنسبة للماء القريب من ضغط 400 بار (40 ميجا باسكال )، يُستخدم الضغط المرجعي 400 بار، ويُكتب رمز شذوذ الكثافة الكامنة على النحو التالي:${\displaystyle \sigma _{4}}$تُستخدم أسطح الكثافة الكامنة الثابتة (بالنسبة إلى ضغط مرجعي معين وفي جواره) في تحليلات بيانات المحيطات وفي بناء نماذج تيارات المحيطات . أما أسطح الكثافة المحايدة ، فتُعرَّف باستخدام متغير آخر يُسمى الكثافة المحايدة (${\displaystyle \gamma ^{n}}$يمكن اعتبارها النظير المستمر لأسطح الكثافة المحتملة هذه.

يتم تعديل الكثافة المحتملة لتأثير الانضغاط بطريقتين:

• تأثير تغير حجم الطرد نتيجة لتغير الضغط (مع زيادة الضغط، ينخفض ​​الحجم).
• تأثير تغير درجة حرارة الطرد بسبب التغير الأديباتي في الضغط (مع زيادة الضغط، تزداد درجة الحرارة).

يمكن حساب كثافة قطعة الأرض من معادلة الحالة : $${\displaystyle \rho =\rho (P,T,S_{1},S_{2},...)}$$ أين${\displaystyle T}$هي درجة الحرارة،${\displaystyle P}$الضغط، و${\displaystyle S_{n}}$توجد عوامل تتبع أخرى تؤثر على الكثافة (مثل ملوحة مياه البحر ). وبالتالي، تُحسب الكثافة المحتملة على النحو التالي: $${\displaystyle \rho _{\theta }=\rho (P_{0},\theta ,S_{1},S_{2},...)}$$ أين${\displaystyle \theta }$هي درجة الحرارة الكامنة لحزمة السائل لنفس ضغط المرجع${\displaystyle P_{0}}$.

• الطاقة الكامنة

• جون إم. والاس وبيتر في. هوبز (2006). علم الغلاف الجوي: دراسة تمهيدية، الطبعة الثانية . دار النشر الأكاديمية. رقم ISBN 0-12-732950-1.
• روبرت هـ. ستيوارت (2002). مقدمة في علم المحيطات الفيزيائي . مؤرشف من الأصل بتاريخ 5 ديسمبر 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 نوفمبر 2006 .