Ten eerste is het zoetgehalte in de bovenlaag van de Noordelijke IJszee een stuk lager dan een gemiddelde Oceaan met grote ruimtelijke variatie. Dit komt door het vele smeltwater en toevoer van vooral Siberische rivieren. Het veel zoutere water, wat onstaat bij de vorming van nieuw ijs, zakt door haar grote gewicht naar de diepte en vormt de motor voor de thermohaliene circulatie. Gevolg is dat het vriespunt van arctisch zeewater vaak hoger is dan -1,5°C.
Ik heb -vooraf- natuurlijk wel even nagezocht wat het vriespunt is van water aldaar
. Het vriespunt is pas -1,5°C bij water met een zoutgehalte van 28 PSU, dat kan je hier uitrekenen. Zo'n waarde vind je in de oceanen vrijwel nergens. 28 PSU is ver, ver beneden het mondiaal gemiddelde en een waarde die je slechts in bepaalde gebieden vindt ten noorden van 80 NB. De gemiddelde waarde ten noorden van 80 NB is desalniettemin nog altijd circa 30 PSU (zie hier). Het vriespunt van het zeewater is daarmee 'gewoon' -1,6°C of zelfs nog lager. Alle klimaatmodellen en ook ECMWF, meende ik, laten het vriespunt afhangen van de klimatologische PSU van het water. Zie hier voor een specifiek zeeijs-model. De vergelijking die zij hanteren voor het vriespunt is Tm = -uS waarbij u = 0,054°C/PSU en S is de salinity van het water. Zoals gezegd, het water in de Noordelijke IJszee heeft een gemiddeld zoutgehalte van 30 PSU. Daarmee komt het vriespunt voor dit model op -1,62°C.Daarnaast is het smeltpunt van ijs nog altijd 0 graden omdat het geen zout bevat. Bij bevriezing van zeewater wordt het zout uitgewrongen en hoopt zich op in poriën en kanaaltjes in het ijs. Daarin wordt de zoutconcentratie zo hoog dat dat water niet bevriest.
Bevriezing treedt pas daadwerkelijk op bij -1,6°C, daarná lijkt me pas dat jouw verhaal gaat werken. Of bedoel je dat bij dat uitwringen weer warmte vrijkomt, zodat een laagje vers ijs een momentane temperatuur van 0°C heeft? Hoe kom je hier trouwens op? Heb er nog nooit van gehoord dat het zo werkt. Hoe wordt dat zout dan 'uitgewrongen'? Omdat de moleculen steeds dichter op elkaar komen, bij de dalende temperatuur? Volgens mij gebeurt dit evenredig over alle moleculen, H2O maar ook NaCl (+ nog wat zouten, in zeezout), maar misschien vergis ik me.
Het bevriezen van zeewater is een ingewikkeld proces. Je zit ook met de dichtheid van het water, die afhangt van temperatuur maar ook het zoutgehalte. Zuiver water heeft z'n hoogste dichtheid bij 4°C. Zodra het water kouder wordt, zinkt het en wordt het overstroomd met water met een hogere dichtheid. Dit remt het afkoelingsproces. Het duurt een tijdje voordat al het water onder de 4°C komt. Daarna gaat het afkoelingsproces pas verder. Bij zeewater is de maximale dichtheid juist bij het vriespunt. Hier treedt desondanks eenzelfde effect op: bevroren water wordt weer overstroomt met niet-bevroren water (het water zet uit bij bevriezing en krijgt zo een lagere dichtheid) en remt de algehele bevriezing. Uiteindelijk, bij voldoende afkoeling van een deel van de waterkolom en aanhoudende negatieve luchttemperatuur, bevriest het water tot een ijslaag.
Gr. Ben
Bericht laatst bijgewerkt: 08-08-2010 19:23
