שיכוב תרמו-הליני בים המלח

חוקרי המכון: נדב לנסקי

מימון: ניטור ים המלח – המשרד להגנת הסביבה, ומשיבים – מפעלי ים המלח

רקע וחשיבות המחקר:
ים המלח הוא גוף המים ההיפרסליני הטבעי הגדול ביותר בכדור הארץ, והוא מהווה "בית ספר" להבנת מנגנוני הבניה והרס של שיכוב תרמו-הליני באגמים וימים, ובפרט להבנת השטפים בין השכבות השונות. התנאים הקיצוניים של ים המלח, והיות מערכת ים המלח במצב קרוב לרוויה ביחס לשקיעת הליט, הופכת את ים המלח למעבדה טבעית לחקר השיכוב התרמו-הליני באגמים וימים מלוחים. במחקר זה נבחן את התהליכים הקשורים בבניה והרס השיכוב, תוך התמקדות בהתפתחות אזור המעבר בין שכבת המים העליונה לתחתונה ולשטף החום והמלח דרך שכבה זו. שטפי חום וחומר דרך שכבת המעבר מתרחשים בתנאים מסויימים במנגנון המכונה double diffusion; ננסה לברר האם שטף כזה קיים בים המלח? איך מכמתים אותו? מה השפעתו על השיכוב והדינמיקה של האגם?
בארבעים השנים האחרונות הצטבר ידע רב בנושא הלימנולוגיה של ים המלח מתוך תצפיות  תקופתיות וכן ממדידות בתחנת ניטור קבועה. חושבו מאזני החום, מים ומלח על בסיס שנתי של השינויים השנתיים. מטרת מחקר זה היא להשלים פערי ידע בסיסיים בתחומים הבאים:
א. איפיון ההתפתחות של השיכוב ברזולוציה עיתית ומרחבית גבוהה ביותר למשך עונת השיכוב.
ב. חקירת התהליכים בתוך שכבת המעבר בין שכבת המים העליונה לגוף המים העיקרי.
ג. חישוב מאזני מים מלח וחום ברמה העונתית תוך התייחסות לשטפים בין השכבות באגם.
ד. חקר התנודות האנכיות של שכבת המעבר כתגובה להעברת תנע מהאטמוספרה לים (רוח) כולל התייחסות למפלסי הים, זרמים, רוח ועומק שכבת המעבר.
במחקר זה נשלב תצפיות שדה מפורטות ביותר של תכונות עמודת המים ושיכוב האגם, יחד עם פיתוח מודל שמטרתו לכמת את השטפים בין השכבות השונות בים תוך התייחסות לתהליכי double diffusion וגיבוש מלח.

מטרות:
1. איפון ההתפתחות של השיכוב התרמו-הליני ברזולוציה גבוהה – במשך עונת השיכוב. האיפיון כולל תיאור כמותי של פרופילי הטמפרטורה על ידי מציאת פרמטרים אובייקטיביים לתיאור הפרופיל ועובי שכבת המעבר, ובכך לתאר את ההתפתחות העונתית של השיכוב.
2. חישוב שטפי חום מים ומלח דרך פני המים ודרך שכבת המעבר בין השכבה העליונה וגוף המים העיקרי, בהתבסס על גרדיאנטים מדודים של טמפ' ומליחות. בפרט כימות שטף החום והמליחות שמקורו בתהליך double diffusion.
3. מציאת הקשר בין מאפייני השיכוב, השטפים דרך שכבת המעבר והתנאים לגיבוש מלח. היכן מתגבש מלח? בפני המים? בקרקעית? או בעמודת המים?

שיטות:
1. מדידות שדה:
א. שימוש בסיבים אופטיים למדידה רציפה של פרופילי טמפ' ברזולוציה גבוהה.
ב. שימוש בפרופיילר CTD  למדידות תקופתיות של תכונות עמודת המים – טמפ', עכירות.
ג. מדידת פרופילי מליחות – דיגום מים בעומקים שונים עם דוגמי ניסקין, ומדידת צפיפות המים בעזרת מד צפיפות מעבדתי (DMA5000).
ד. צילום תת ימי של עמודת המים במקביל למדידת פרופילי העומק, על מנת לזהות אזורים בהם מתגבש מלח ובהם גבישי מלח נוכחים במים.
ה. מדידת קצב גיבוש מלח על גבי כבל שתלוי אנכית מפני המים עד הקרקעית בעומק 55 מ'.
ו. מדידת מסיסות מלח במעבדה, עבור דוגמה משכבת המים העליונה (עומק 10 מ').
2. חישובי שטפים:
א. שטף חום בפני הים - שימוש בנתונים מטאורולוגיים וכן מדידות מהים.
ב. אידוי – מתוך שטפי החום וכן מדידות מפלס.
ג. שטף חום ומלח בשכבת המעבר – שימוש בנתונים של פרופילי העומק והשתנות תכונות עמודת המים עם הזמן, וכן קביעת קצב גיבוש מלח על כבלים.

שותפים ממוסדות אחרים ושיוך מוסדי:

סטיב ברנר.

 

עבור לתוכן העמוד