Thermische uitzetting van water en gevolgen voor de zeespiegel

Guy stelde deze vraag op 26 juli 2021 om 13:23.

Water schijnt een speciaal geval.

Het zet uit als het bevriest, maar vanaf 4 graden doet het weer normaal, ttz bij opwarming zet het uit net zoals bij andere materialen het geval is.

Het zeewater in Noordzee is 5 graden en in zomer 20 tot 23 graden. Als die watermassa gemiddeld met 1 graad stijgt, hoeveel neemt het volume dan toe?

Is het waterpeil van de zee in de winter lager dan in de zomer, want dan is het maar 5 graden tov 20 graden of 4 maal minder?

Maar hoe verloopt de verdamping van het water bij progressief warmer worden waardoor het volume weer afneemt?26

  • Verstuurd vanaf mijn iPhone

Reacties

Theo de Klerk op 26 juli 2021 om 13:41
Water is, door zijn samenstelling en de aantrekkende/afstotende krachten bij de H en O kant van het molecuul, wat anders reagerend dan de meeste andere stoffen. Maar is zeker niet uniek.
Zoals je zelf al zegt: vanaf 4 graden "doet" water normaal en zet uit. Dus van 5 naar 20 graden zet het uit. Het volume neemt dus toe.
Naarmate de temperatuur daalt krimpt het water en neemt het volume af. Alleen is de Noordzee geen afgesloten vat. Waar het krimpt zal water uit andere zeeen en oceanen het volume weer aanvullen (en onderwijl ook afkoelen). 
Water verdampt bij elke temperatuur, maar sneller bij hogere temperatuur. Waterdamp komt in de lucht. Watervolume wordt minder maar wordt weer aangevuld vanuit de buitenomgeving (zee of oceaan).  

Wereldwijd zal het waterniveau (onmerkbaar) dalen of stijgen door een netto verdamping uit alle zeeen of juist terugslag erin (regen).
Jan van de Velde op 26 juli 2021 om 13:45
dag Guy,

Guy Vanneste

Het zeewater in Noordzee is 5 graden en in zomer 20 tot 23 graden. Als die watermassa gemiddeld met 1 graad stijgt, hoeveel neemt het volume dan toe?

 kubieke uitzettingscoëfficiënt van water is ongeveer 0,00021 per oC.
Dat betekent dat 1m³ water dan ongeveer 1,00021 m³ wordt. In een vat met een bodem van 1 m² en een hoogte van 1 m stijgt het water dan met ongeveer 0,2 mm.
Neem aan dat het water tot een diepte van 10 m  zou opwarmen met 15 oC, dan zou het peil daarmee 10 x 15 x 0,2 = 30 mm stijgen. 

Echter, elders ter wereld koelt het ook wel weer ergens af. Dus die variatie neem je niet waar, een teveel stroomt wel weer weg. 

Guy Vanneste

Maar hoe verloopt de verdamping van het water bij progressief warmer worden waardoor het volume weer afneemt?

Bierviltjesberekening: Als heel de atmosfeer 1oC opwarmt kan die ruwweg per kubieke meter lucht 1 gram meer aan waterdamp bevatten alvorens verzadigd te raken. Met ongeveer 8000 m³ lucht boven elke m² aardoppervlak (teruggerekend naar volume bij zeeniveaudruk) betekent dat dan 8000 g waterdamp, het equivalent van 8 liter, oftewel een zeespiegeldaling van 8 mm. (in werkelijkheid minder omdat bij koude lucht hoger in de atmosfeer wat minder extra kan worden opgenomen) 

En daarna geldt weer: what goes up must come down. Er verdampt meer, maar er zal ook meer weer neerslaan (regen). Extra verdamping gaat het zeeniveau dus niet redden. Bij het afsmelten van ijskappen praten we over tientallen meters stijging, bij extra verdamping over hoogstens enkele centimeters bij een 4-5 oC opgewarmde atmosfeer. Slaat geen deuk in een pakje boter.

Groet, Jan

Frank van Dammen op 24 augustus 2023 om 01:00
Ik begrijp het niet helemaal, 
Mij is altijd geleerd dat als water bevriest, dan zet het uit. Dan zou toch juist de zeespiegel moeten dalen als de ijskappen smelten?
Jan van de Velde op 24 augustus 2023 om 01:42
Dag Frank,

als we ijskappen ONDER water zouden hebben, dan ja. Maar ijs zinkt niet, dus dat is er niet, behalve misschien wat rare uitzonderingen als ijs in een paar onderzeese grotten hier of daar. 

Wat we wel hebben is ijs drijvend OP water : afsmelten geeft verwaarloosbaar effect, want wet van Archimedes.

En ook enorme ijskappen OP LAND (Antarctica, Groenland), die stromen vloeibaar (smeltwater) of vast (ijsbergen) van het land de zee in. En dat verhoogt wel de zeespiegel. Fors. 

Groet, Jan
co op 27 oktober 2024 om 09:36

Als je de ijskappen op land volledig laat smelten tov de gehele oceaan en zee oppervlakte is dat 9,1 cm over de hele wereld. Waarom gebruikt u "fors"? Zitten er meer factoren in uw berekening, zoals saliniteit oceaan water en uitzetting van 0,18 bij opwarming van 4 graden op het volledige volume van de oceanen? (En ivm effecten op volume, heeft de opwarming in de atmosfeer van 4 graden nog effect op ongeveer 3500 meter? Wat de gemiddelde diepte van een oceaan is)

Jan van de Velde op 27 oktober 2024 om 09:44

co

Als je de ijskappen op land volledig laat smelten tov de gehele oceaan en zee oppervlakte is dat 9,1 cm over de hele wereld. 

dag co,

Graag zag ik het sommetje stap voor stap, dat op 9,1 cm zeespielstijging uitkomt als de ijskappen op land smelten. Benieuwd waar de rekenfout precies zit. Je hoeft alléén maar te rekenen met hoeveelheden ijs en oceaanoppervlak. Temperatuur en zoutgehalte spelen een ondergeschikte rol. 

Groet, Jan

Theo de Klerk op 27 oktober 2024 om 10:16

Als al het landijs op aarde zou smelten, zou de zeespiegel wereldwijd naar schatting met ongeveer 65 tot 70 meter stijgen. Dat noem ik dan wel fors!

Deze stijging komt voornamelijk door het smelten van de ijskappen in Groenland en Antarctica, die samen het grootste deel van het landijs bevatten.

Verdeling van de stijging:

  • Antarctica: Deze zuidpool bevat de meeste landijsvoorraden. Het smelten van de West-Antarctische ijskap alleen zou al zo’n 5 meter aan de zeespiegel toevoegen, en als de Oost-Antarctische ijskap smelt, zou dit nog eens ongeveer 55 meter toevoegen.
  • Groenland: Het smelten van het ijs op Groenland zou de zeespiegel met ongeveer 7 meter verhogen.
  • Gletsjers wereldwijd: Kleinere gletsjers en ijsvelden zouden samen nog een paar decimeter aan de stijging bijdragen.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft vier appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)