• ベストアンサー

湖沼の水温と比重

夏の湖の水深の浅い層は太陽熱によって暖められているので、水温が高く 比重が小さいが、水深の深い層では水温が低く、比重が大きい。(4℃の比重が最も大きい) したがって、夏の湖は下層が重く、上層が軽いという安定状態になって 水の混合が妨げられ、浅い層から深い層への溶存酸素の供給が起こりにくい。 という文なのですが、どんなことをいってるのか、よくイメージできないでいます。 水が軽い、重いということはどういうことなのでしょうか。 また、どうしてそうなるのか教えてください。高校の生物です。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • TTOS
  • ベストアンサー率40% (209/510)
回答No.1

熱気球のことは知っていますね。 暖められた空気は軽くなるため,気球を浮かせることができます。 温度が高くなると気体や液体は膨張します。質量は変化せず体積が大きくなるため,比重(密度)が小さくなります。比重は体積当たりの質量だから,比重が小さくなるということは同じ体積で比較すると軽くなるということです。 下から暖めると,暖められた液体や気体は軽くなって上昇し,上部の冷たいものが下がってきます。これが対流です。 上部が温められても,対流は起こりません。冷たいものは下に,暖かいものは上に,層をつくって混ざる事がなくなります。 暖かく明るい部分で光合成が起こり,水中の酸素濃度が高くなっても,その酸素は底の低温のところには供給されないということです。 夏は水の対流がないけど,寒くなると対流が起こる・・・参考URLの水温変化のグラフを参考にしてみてください。

参考URL:
http://park2.wakwak.com/~icefishing/water_temp/thermoclines_wakasagi.htm
sima2po
質問者

お礼

わかりやすいご説明でした。 ようやくモヤモヤが晴れました。ありがとうございました。

その他の回答 (1)

  • suiran2
  • ベストアンサー率55% (1516/2748)
回答No.2

水と油を一緒にしましても,油は軽いですから上に浮いてしまいます。海水と淡水でも同様なことがおきます。同じ場所で下を海水魚が泳ぎ,上を淡水魚が泳ぐといったケースも見られます。 湖沼の水も温度により同様なことが起こります。水の密度(比重)は4℃で最大になります。夏は表層水は太陽の熱で暖められますが,温められた水は比重が軽いために,表層水内でしか対流が起こりません。同様に冬の表層水は温度が低く比重が小さくなります。氷となれば更に軽くなりますよね。そこで夏と冬は,湖水の上下の循環が止まるわけです。 夏には,そうなりますと,深層水は分解者の作用で酸素が消費されても,水の循環がないために無酸素になる場合があります。これを無酸素層といいます。 春と秋に表層水の水温が4℃となるときに,湖沼水は表層水と深層水の循環が起こります。この際に表層水の溶存酸素が深層水に供給され,深層水の栄養塩類が反対に表層水に供給されます。というわけで湖沼の植物プランクトンは春と秋の二回大増殖が起こります。 詳しくは参考URLをご覧下さい。

参考URL:
http://www.aa.alpha-net.ne.jp/cobyan/zatugaku/ikimonokankyou.htm
sima2po
質問者

お礼

なるほどです。 ご説明いただいて、わかるようになりました。 ありがとうございました。

関連するQ&A

  • 水(イオン交換水)の飽和溶存酸素量について

    科学に詳しくない素人な質問で申し訳ないですが。 水の飽和溶存酸素量の変化について調べています。 瓶に水(イオン交換水)を放置していると溶存酸素量はどの程度変化するのでしょうか? また、試してみた事ですが水温40℃で溶存酸素量3.0[mg/L]の水温を短期間で25℃にした際にもう一度溶存酸素量を計測すると8.0[mg/L]近い数値が出ました。 現在、水温50℃の水をサンプリングして計測しているのですが、計測器は0~40℃が許容範囲でそれ以上だと参考値になってしまいます。水温50℃の水の溶存酸素量を正確に計測するいい方法を教えてください。

  • 溶存酸素量の算出方法

    水の大気圧以下の状態での溶存酸素量(ppbもしくはppm)を知りたいのですが、溶存酸素は水温と圧力となんらかの関係があると思います。 その算出式をどなたかわかりませんでしょうか? 例:純水で水温30℃で60mmHg absの時の溶存酸素は何ppbになるか? もし知っておられましたらご連絡お願いします。

  • 溶存酸素濃度と飽和溶存酸素濃度について

    溶存酸素濃度と飽和溶存酸素濃度について,3点教えて頂きたく思います。 1.気液平衡状態において,液相(水)中の溶存酸素濃度は,ヘンリーの法則にしたがって気相中の酸素分圧に比例すると習いました。一方,飽和溶存酸素濃度は,気相中の酸素分圧に依存するのでしょうか? 2.水中の飽和溶存酸素濃度は,水温が高くなるほど小さくなると習いました。一方,気液平衡状態における溶存酸素濃度も,水温が高くなるほど小さくなるのでしょうか?実際に沿岸域の水中で溶存酸素濃度を連続観測したところ,水温が高い時期に溶存酸素濃度が低くなる現象が見られましたので,不思議に思いました。 3.大気中に気体として存在できる水蒸気の分圧には上限があります。地球の大気では意識することはありませんが,酸素の分圧にも上限があるのでしょうか? どうぞよろしくお願い申し上げます。

  • 溶存酸素の飽和値について

    ため池などの淡水の閉鎖水域での、水温と限界溶存酸素量(飽和量mg/l)の数値が知りたく、お教え頂けませんでしょうか。水温0度、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃での数値でお願いします。水深でも相違が出ると思いますが、水深5mでの表層と底層での数値の比較も分かりましたらお願い致します。

  • 溶存酸素の絶対値測定方法

     通常の場合、溶存酸素はガルバニ式などの溶存酸素計で測定します。  この方式は、試料温度における飽和溶解酸素量が明確でないと酸素濃度を表示できません。  試料が水の場合は、飽和溶解酸素データがしっかりしているので問題ありませんが、試料が水でない場合、飽和溶解酸素量のデータはなかなかありません。  特に、試料が純品でなく混合物の場合、文献データはほとんど探せない状態です。  そこで、溶存酸素量を実測したいのですが、何か良い方法をご存知でしたら、教えて下さい。

  • 海水について

    友達が言うには、海水温上昇の時は、海の水は表層の水が大気に暖められ、暖められた水が底の冷えた水と入れ替わることによって、水温が上昇すると言っていましたが、なぜなんでしょうか? 普通なら暖かい水が上層に冷たい水が下層になるのでは・・・。 もうひとつ、雨についてですが、雨は降った後に一旦上層にたまるそうですが、それもいったいなぜなのか?どのくらいの期間を経て海水と混ざるのか?全体的に海水温を低下させることになるのでしょうか? 長々と書いてしまいましたがどなたかご存知の方がいましたら教えてください。

  • 分液ろうとについて

    水に溶けない溶媒を分液ろうとを用いて水層から分離する。 この時2層に分かれたが、どちらか水層であるか分からなくなってしまった。 上層・下層のうち、どちらが水層であるか簡単に見分ける方法は何か? ってあるんですけど、どうやって見分けたらいいんですか? 水を加えて、分離するかどうかとかではだめですか?

  • 有機物を分解する微生物

    川に有機物が流れ込むと、それを分解しようと微生物が活発に活動しだし、溶存酸素を消費します。 極端ですが、有機物のまったくない水には、微生物の栄養になるものはないわけですから、微生物は存在しないんでしょうか? そこに急に有機物が混ざった場合、有機物は分解されないまま残るのでしょうか? また、有機物を分解する主な微生物って何なんでしょうか? たくさんすみません。 よろしくお願いします。

  • いわゆる「熱帯魚」の飼育水温について

    先日友人からこんなことを聞かされました。 友人:「熱帯魚の水の温度って何度くらいにしたらええん?」 私:「熱帯魚にもよるけど25℃~30℃くらいの範囲ちゃうん?」 とここまでは普通の会話。 私の水槽は6種混合水槽で27℃くらいなのですが、友人の水温はなんと、12℃だそうです。 まったく知識のない友人が、たまたまホームセンターで見かけたラミーノーズテトラとブルーアイラスボラを買ってきて、金魚鉢にほりこんでいるそうです。 早速友人の家にいってみたところ、まさにそのとおりでしたが、意外なことに元気に泳ぎ回って、餌もバクバク食っておまけにラミーノズの鼻の赤いこと! びっくりしました。買ってきてからほとんど水も換えず、縁日の金魚状態でした。 で、本題です。 私は、それで状態がよければわざわざヒーターを入れたり、水を換えたり無理に環境を変える必要は無いと思うのですが、水温12℃でまったく寒さを知らないこの熱帯魚に、やはりヒーターを入れて温度を上げてやったほうがよいでしょうか。ちなみに2年目の冬で、10匹購入したラミーノーズが8匹と20匹購入したラスボラが15匹になっている状態です。(死亡した原因は夏の暑さのようです。・・・友人談)

  • 二層分配の上層にある物質の精製法について

    ある酵素の阻害剤を海藻抽出液中に発見し、単離精製を目指しています。 クロロホルム・メタノール・水=1:1:1にして二層分配を行った結果、上層の水メタノール層に目的物質が来ることが分かりました。メタノールと低分子の除去を目的に、現在水メタノール層を水で透析しています。透析の結果、沈殿はできず、非常に極性の高い物質だと考えています。 抽出精製にあたり脂質の精製を参考にしていましたが、これまでのところ脂質は下層のクロロホルム層を回収とありまして、上層に来る物質の精製方法が見つかりませんでした。 質問としまして、 1)上層に来る物質にはどのようなものがあるのしょうか?リン脂質なら下層にいく、といった大まかな例でかまいません。 2)目的物質はシリカと非常にくっつきやすく、TLCでの分離がテーリングをおこしてうまくいきません。シリカ以外の固定相のTLCでなにかよいものがあれば教えてください。できればメーカーもお願いします。 3)1)の質問と重なりますが、「○○の精製法を探せ」とか、「このキーワードで論文を検索せよ」といったものがあればお願いします。 未知の物質の単離精製は今までに行ったことも無く、研究室でも初めての試みです。全くの素人ですのでご助言をお願いいたします。