Grijanje mora

Ljeti je more toplo pri samoj površini jer je zagrijano Sunčevim zračenjem na približno 25 ℃, dok već na dubini od nekoliko metera temperatura pada ispod 20 ℃, što osjećamo kao hladno more. Oni koji rone to su sigurno osjetili. Katkad se nagla promjena temperature vode vidi kao izmaglica zbog promjene indeksa loma. Budući da je toplo more manje gusto od hladnog ti se slojevi ne miješaju. Mogu ih promiješati jedino visoki valovi čiji utjecaj u dubinu seže do 5 - 10 amplituda vala, odnosno 10 – 20 m, koliko iznosi dubina termokline. Ako dođe do miješanja, što je rijetko, treba puno vremena da se uspostavi novi ravnotežni topli sloj, odnosno da se more zagrije jer voda ima veliki toplinski kapacitet. Procijenimo koliko treba vremena za to.

Pretpostavit ćemo da je sloj toplog mora debeo d = 10 m. Energija Sunca absorbirana na površini A vode jednaka je umnošku specifičnog toplinskog kapaciteta vode c_p = 4,2 kJ/kgK, mase vode m = ρ∙A·d i promjene temperature vode ∆T, uz gustoću vode ρ = 1000 kg/m³. Sunce treba ugrijati more za ∆T = 5 ℃. Sunčeva konstanta S = 1368 W/m² je energija koja svake sekunde stiže na metar kvadratni Zemlje sa Sunca ako zrake upadaju pod pravim kutom. No ta energija je znatno manja jer je proporcionalna kosinusu kuta upada sunčeve svjetlosti koji se mijenja s geografskom širinom i tijekom dana. Uz to veliki dio Sunčevog zračenja se odbije od atmosfere.
Sve u svemu u Hrvatskoj je prosječna vrijednost dnevne insolacije na horizontalnu plohu 3 - 4,5 kWh/m². Ako uzmemo gornju vrijednost dnevne insolacije to su približno 3 sata maksimalne moguće insolacije uz energetsku vrijednost solarne konstante. Jednostavan račun nam daje da je za zagrijavanje mora sa 20 ℃ na 25 ℃ potrebno oko 2 tjedna.