海洋の問題

塩分 35 ‰ の海水 $10\mathrm{kg}$ を容器に入れて日なたに置いたところ、水だけが蒸発して、海水の質量が $7.0\mathrm{kg}$ になった。このときの海水の塩分は何 ‰ か。整数で求めよ。ただし、塩分は海水 $1\mathrm{kg}$ に溶けている塩類の質量を g 単位で表した値であり、蒸発の間に塩類は沈殿せず、すべて海水に溶けているものとする。

外洋と狭い海峡でつながった、ある内海を考える。この内海には、海峡の表層から塩分 36 ‰ の海水が流入し、海峡の底層から塩分 38 ‰ の海水が流出している。また、内海の海面からは水が正味で蒸発しており（蒸発量から降水量と河川からの流入量を引いた量）、蒸発する水には塩類が含まれない。内海の海水の質量と、内海に含まれる塩類の質量は、どちらも時間がたっても変わらないものとする。1 年あたりに流入する海水の質量は、1 年あたりの正味の蒸発量の何倍か。整数で求めよ。ただし、塩分は海水 $1\mathrm{kg}$ に溶けている塩類の質量を g 単位で表した値とする。

海水 $1\text{kg}$ に溶けている塩類の質量を g 単位で表した値を塩分（単位 ‰）とする。

冬の極域の海で、表層の厚さ $50\text{m}$ の層の海水がよく混合しており、その塩分は $34.0$ ‰ であった。この層の海水の一部が凍って、海面に一様な厚さの海氷ができた。海氷には塩類の一部が取り込まれ、その塩分は $5.0$ ‰ であった。海氷ができたあとの残りの海水（よく混合している）の塩分は $34.5$ ‰ になった。

海水の密度を $1.027\times 10^3{\text{kg/m}}^3$、海氷の密度を $0.92\times 10^3{\text{kg/m}}^3$ とする。この層は周囲の海水や大気と水・塩類をやりとりせず、海氷はすべてこの層の海水からできたものとする。できた海氷の厚さは何 cm か。小数第 1 位を四捨五入して整数で答えよ。

海水 $1\text{kg}$ に溶けている塩類の質量を g 単位で表した値を塩分（単位 ‰）とする。

乾燥した地域にある、外洋とつながったある湾では、次のことがわかっている。

• 外洋から湾内へ、塩分 $34.0$ ‰ の海水が $1$ 日あたり $9.0\times 10^{11}\text{kg}$ 流れ込んでいる。
• 湾内では蒸発によって水だけが失われ、塩類は失われない。湾への降水や河川水の流入は無視できる。
• 湾内の海水は、塩分 $36.0$ ‰ になって外洋へ流れ出ている。
• 湾内の海水の質量と、湾内に含まれる塩類の質量は、時間がたっても変化しない。

この湾で $1$ 日あたりに蒸発する水の質量は何 kg か。有効数字 $2$ 桁で求めよ。

地表（海面）の面積 $1{\mathrm{m}}^2$ あたりで、大気全体の柱と、海洋の表層混合層の熱容量を比べる。面積 $1{\mathrm{m}}^2$ の上にある大気の質量を $1.0\times 10^4\mathrm{kg}$、空気の比熱を $1.0\times 10^{3}J/(\mathrm{kg}\cdot \mathrm{K})$ とする。また、表層混合層の厚さを $50\mathrm{m}$、海水の密度を $1.0\times 10^{3}kg/{\mathrm{m}}^3$、海水の比熱を $4.0\times 10^{3}J/(\mathrm{kg}\cdot \mathrm{K})$ とする。面積 $1{\mathrm{m}}^2$ あたりの表層混合層の熱容量は、大気の柱の熱容量の何倍か。整数で求めよ。