SeaLevel.info — Коэффициенты пересчета
Чистая (пресная) жидкая вода имеет плотность около 1000 кг/литр или что-то подобное
1000 г/см 3 или 1000 кг/м 3 (1000 метрических тонн), при 4,3°C и давлении 1 атм.
Единицы измерения часто опускаются, поэтому плотность жидкости H 2 O можно указать просто как «1,000».
Лед имеет плотность около 0,9167
Морская вода имеет плотность около 1,027 и среднюю соленость около 35 частей на миллион
= 35 000 частей на миллион
= 3,5% по массе.
Однолетний морской лед имеет соленость всего около 4-6 частей на миллион, потому что около 85% соли выбрасывается, когда
морская вода замерзает. Мертвое море имеет плотность около 1,240, потому что оно почти в 10 раз более соленое, чем морская вода.
Плотность воды незначительно зависит от температуры и давления, но если вам нужна более точная
различные онлайн-таблицы и калькуляторы могут дать вам
почти точная плотность воды для определенных температур, давлений и солености.
1 км = 0,621371 миля,
поэтому 1 км 3 (кубический километр или кубический километр) = 0,239913 миль 3
1 GT = 1 гигатонна = один миллиард тонн
= 10 9 тонны (тонны США или «короткие тонны», каждая по 907,185 кг или 2000 фунтов)
1 Гт = 1 гигатонна
= 1 Pg = 1 петаграмм = 10 15 грамма
= 1000 Тг = 1000 тераграмм
= 10 9 тонны (метрические тонны, каждая 1000 кг или 2204,62 фунта)
= 10 12 кг
= 1,1023 ГТ
= масса 1 кубического километра пресной воды
= масса 1,091 куб.км льда
= масса 0,240 кубических миль пресной воды
= масса 0,262 кубических мили льда
1 кубическая миля льда весит 1/0,262 = 3,82 Гт.
Масса атмосферы Земли, по разным оценкам, составляет от 5,1 до 5,3 × 10 18 кг.
= 5,3 × 10 6 Гт = 5,3 млн Гт,
таким образом (используя оценку «5,3»), одна часть на миллион (частей на миллион по массе) весит около 5,3 Гт.
Однако концентрации газов в атмосфере обычно выражаются в ppmv (частей на миллион по объему,
a/k/a мольная доля, мкмоль/моль),
поэтому для расчета массы одного ppmv требуется масштабирование в соответствии с молекулярной массой рассматриваемого газа.
(Примечание: если водяной пар игнорируется, это правильно называется сухой молярная доля.)
Средняя молекулярная масса атмосферы Земли составляет 28,966 г/моль (≈29). Так, например: ↑
Двуокись углерода:
1 ppmv CO 2 (молекулярная масса 44,01) имеет массу ≈(44/29) × 5,3 Гт = 8,053 Гт, из которых 12/44-й или 2,196 Гт † приходится на углерод.
1 Pg = 1 Гт, поэтому 1 PgC («петаграмм углерода») содержится в (44/12) = 3,667 Гт CO 2 , что эквивалентно 3,667/8,053 = 0,4553 ppmv CO 2 в атмосфере.
416 ppmv CO 2 ‡ имеет массу 416 × 8,053 Гт / ppmv = 3350 Гт.
Это количество CO 2 содержит (12/44)×3350 = 914 ПгС.
↑
Метан:
1 ppmv Ch5 (молекулярная масса 16,044) имеет массу ≈(16/29) × 5,3 Гт = 2,9356 Гт.
1,9 ppmv CH 4 ‡
имеет массу 1,9 × 2,9356 Гт / ppmv = 5,578 Гт. ↑
Талая вода и уровень моря:
Площадь океанов составляет около 3,618 × 10 8 км 2 (кв. км) = 3,618 × 10 14 м 2 .
Среднее глобальное повышение уровня моря на один миллиметр требует 1/1000 кубического метра воды на каждый квадратный метр воды.
поверхность океана: 10 -3 м 3 × (3,618 × 10 14 ) =
3,618 × 10 11 м 3 воды.
(Примечание: морской лед представляет собой замороженную почти пресную, а не соленую воду, потому что большая часть соли выбрасывается при замерзании морской воды.)
Кубический метр пресной воды весит 1000 кг, поэтому (без учета незначительных эффектов солености/плотности при смешивании пресной талой воды
с морской водой) для повышения уровня моря на 1 мм требуется около 3,618 × 10 14 кг = 361,8 Гт талой воды.
Лед имеет плотность около 0,9167, поэтому 361,8 Гт = 394,7 км 3 , что составляет 94,7 кубических миль.
Таяние ≈95 кубических миль припавшего льда (= ≈361,8 Гт = ≈395 км 3 )
в ≈87 кубических миль пресной воды и добавление его в океаны увеличило бы
среднем глобальном уровне моря на ≈1 мм. ↑
Теплосодержание океана (OHC):
OHC оценивается на основе измерений температуры с помощью Argo Floats, начиная примерно с 2005 года. Единицами измерения обычно являются «зеттаджоули».
(сокращенно ЗЖ). Один ZJ = 10 21 Дж.
Объем воды в океанах составляет около:
1 338 000 000 кубических километров = 1,338 × 10 9 км 3 = 1,338E9 км 3
Морская вода имеет среднюю плотность около 1,029 (немного меньше у поверхности), поэтому 1,338E9км 3 (все морские воды Земли) массы:
(1,029 × 1,338) × 10 9 Gt = 1,377E9 Gt = 1,377E21 кг
Чтобы рассчитать, сколько энергии потребуется, чтобы нагреть такое количество воды на 1°C, заметьте, что
удельная теплоемкость морской воды при средней солености (35) и температуре (5°С) составляет около
3992,5 Дж/кг,
Это означает, что для нагревания 1 кг морской воды на 1°C требуется 3992,5 Дж.
Итак:
Потребуется (1,377E21 кг) × (3992,5 Дж/кг) = 5,498E24 Дж = 5498 ZJ для поднятия среднего
температуры земного океана на 1°C. 12 /23/2018, 23/1/2022, 18/3/2022
† В ДО5 РГЭИК МГЭИК используется несколько иная цифра: 2,12 ПгС на част/млн по объему (Prather et al , 2012).
‡ , которые являются приблизительными текущими (2022 г.) средними атмосферными концентрациями двух газов: 416 ppmv CO 2 и 1,90 ppmv CH 4 .
_
Переводные коэффициенты для массы и объема льда и воды
Единицы массы и объема для воды и льда 1000 кг (1 тонна = 1000 кг)
Одна метрическая тонна воды имеет объем один кубический метр (1 тонна воды ≡ 1 м³)
Одна гагатонна воды имеет объем один миллиард кубических метров или один кубический километр. (1 Гт воды ≡ 1 км³) Конечно, одна гигатонна льда имеет больший объем, чем одна гигатонна воды.
Но при таянии он все равно будет иметь объем 1 км³.
******************************************************* **********************************************
Сколько стоит одна гигатонна растаявшего льда (1 км³ воды) поднимают океаны?
Океаны занимают 361 миллион квадратных километров ( 361 x 10 6 км²) поверхности Земли.
Если один кубический километр воды (т. е. одна гигатонна воды) равномерно распределить по всем 361 миллиону квадратных километров, толщина нового слоя воды будет равна:
1 км³ / 361 x 10 6 км² = 2,78 x 10 -6 метра = 2,78 мкм.
Или в гигатоннах:
1 Гт x (1 км³/Гт) / 361 x 10 6 км² = 2,78 x 10 -6 метров = 2,79 микрона0198
То есть один кубический километр воды (т.е. одна гигатонна воды) добавит к океанам менее 3 миллионных долей метра!
******************************************************* **********************************************
Сколько гигатонн льда должен растаять, чтобы поднять уровень океана на один миллиметр (10
-3 метра)?
Количество гигатонн воды, которое необходимо добавить в океаны, чтобы поднять уровень моря на 1 миллиметр, определяется по формуле:
1 мм / (2,78 мкм / Гт) = 10 -3 м / (2,78 x 10 -6 м / Гт) = 360 Гт
Аналогично, 360 км³ воды поднимут океаны на 1 мм.
**************************************************** *************************************************
Сколько гигатонн льда должен растаять, чтобы поднять океаны на один дюйм?
1 дюйм = 25,4 мм = 2,54 x 10 -2 метра
Количество гигатонн воды, которое необходимо добавить в океаны, чтобы поднять уровень моря на 1 дюйм, определяется по формуле:
1 дюйм x ( 2,54 x 10 -2 м / дюйм) / (2,78 x 10 -6 м / Гт) = 9137 Гт
км дюйм.
**************************************************** *************************************************
Сколько гигатонн льда должен таять каждый год, чтобы поднимать океаны на один фут за десятилетие?
1 фут = 305 мм = 3,05 x 10 -1 метра
1 фут за десятилетие = 3,05 x 10 -2 метра в год = 30,5 мм в год количество гигатонн, необходимое для поднятия уровня океана на 30,5 мм/год, и определяется как:
360 Гт/мм x 30,5 мм/год = 10 980 Гт/год
Аналогично, 10 980 км³ воды в год поднимет океаны 1 фут за десятилетие.