स्तरीकरण (पानी)

पानी में स्तरीकरण घनत्व द्वारा परतों में पानी के शरीर को अलग करना है। यह उन सभी जल निकायों में होता है जहाँ घनत्व भिन्नता होती है। स्तरीकरण पानी के मिश्रण में बाधा है, जो गर्मी, कार्बन, ऑक्सीजन और पोषक तत्वों के आदान-प्रदान को प्रभावित करता है। हवा से चलने वाले खुले पानी के उमड़ने  और  नीचा दिखाना, स्तरीकरण के माध्यम से विभिन्न परतों के मिश्रण को प्रेरित कर सकते हैं, और क्रमशः सघन ठंड, पोषक तत्वों से भरपूर, या खारे पानी और हल्के गर्म या ताजे पानी के डूबने का कारण बन सकते हैं। परतें पानी के घनत्व पर आधारित होती हैं: जबरन मिश्रण के अभाव में स्थिर स्तरीकरण में सघन पानी कम घने पानी के नीचे रहता है।

स्तरीकरण कई प्रकार के जलाशयों में होता है, जैसे महासागर स्तरीकरण, झील स्तरीकरण, ज्वारनदमुख, बाढ़ वाली गुफाएँ, जलभृत और कुछ नदियाँ।

तंत्र
पानी का घनत्व, जिसे द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन के रूप में परिभाषित किया जाता है, तापमान का एक कार्य है ($$T$$), लवणता ($$S$$) और दबाव ($$p$$) (या समतुल्य गहराई) और इसे इस रूप में निरूपित किया जाता है $$\rho(S, T, p)$$. दबाव पर निर्भरता महत्वपूर्ण नहीं है, क्योंकि पानी लगभग पूरी तरह से असंपीड्य है। पानी के तापमान में 4 डिग्री सेल्सियस से ऊपर की वृद्धि विस्तार का कारण बनती है और घनत्व कम हो जाएगा। लवणता में वृद्धि, घुलित ठोस पदार्थों का द्रव्यमान, घनत्व में वृद्धि को प्रेरित करता है। लवणता बढ़ने से घनत्व बढ़ेगा।

एक पाइक्नोक्लाइन पानी के एक शरीर में एक परत है जहां समुद्र में अन्य परतों की तुलना में घनत्व में परिवर्तन अपेक्षाकृत बड़ा होता है। थर्मोकलाइन की मोटाई हर जगह स्थिर नहीं होती है और यह विभिन्न चरों पर निर्भर करती है। 1960 और 2018 के बीच, ऊपरी महासागर स्तरीकरण प्रति दशक 0.7-1.2% के बीच बढ़ा। इसका मतलब यह है कि महासागरों में परतों के घनत्व में अंतर बढ़ जाता है, जिससे बड़े मिश्रण अवरोध और अन्य प्रभाव पैदा होते हैं। स्तरीकरण में घनत्व निर्णायक कारक है। तापमान और लवणता के संयोजन के लिए यह संभव है कि घनत्व में परिणाम हो जो अलगाव में किसी एक के प्रभाव से कम या अधिक हो, इसलिए ऐसा हो सकता है कि गर्म खारे पानी की एक परत ठंडे ताजे सतह की परत और एक के बीच में हो। अधिक ठंडी अधिक लवणीय गहरी परत।

जैसे पाइक्नोक्लाइन परत को गहराई के साथ घनत्व में बड़े बदलाव के साथ परिभाषित करता है, वैसे ही तापमान, थर्मोकलाइन और लवणता, हेलोकलाइन में बड़े बदलाव के लिए समान परतों को परिभाषित किया जा सकता है। चूंकि घनत्व तापमान और लवणता दोनों पर निर्भर करता है, पाइकनो-, थर्मो- और halocline का एक समान आकार होता है।

ज्वारनदमुख

 * मुहाना#वाटर सर्कुलेशन के आधार पर वर्गीकरण
 * नदी के मुहाने पर पानी का संचार#ऊर्ध्वाधर मिश्रण और स्तरीकरण

झीलें
झील स्तरीकरण झीलों की गर्म मौसम के दौरान अलग और विशिष्ट तापीय परत बनाने की प्रवृत्ति है, और कभी-कभी जब जम जाती है। आमतौर पर स्तरीकृत झीलों में तीन अलग-अलग परतें दिखाई देती हैं, ऊपरी गर्म परत, थर्मोकलाइन (या धातु ) से युक्त एपिलिमनियन: मध्य परत, जो पूरे दिन गहराई में बदल सकती है, और झील के तल तक फैली हुई ठंडी हाइपोलिमनियन।

झीलों का ऊष्मीय स्तरीकरण झील में अलग-अलग गहराई पर तापमान में बदलाव को संदर्भित करता है, और यह पानी के घनत्व के तापमान के साथ अलग-अलग होने के कारण होता है। ठंडा पानी गर्म पानी की तुलना में सघन होता है और एपिलिमनियन में आम तौर पर पानी होता है जो हाइपोलिमनियन के पानी जितना घना नहीं होता है। हालाँकि, मीठे पानी के लिए अधिकतम घनत्व का तापमान 4 डिग्री सेल्सियस है। समशीतोष्ण जलवायु क्षेत्रों में जहां झील का पानी गर्म होता है और मौसम के माध्यम से ठंडा होता है, पलटने का एक चक्रीय पैटर्न होता है जो साल-दर-साल दोहराया जाता है क्योंकि झील के शीर्ष पर ठंडा घना पानी डूब जाता है (स्थिर और अस्थिर स्तरीकरण देखें)। उदाहरण के लिए, डिमिक्टिक झीलों में वसंत और पतझड़ के दौरान झील का पानी पलट जाता है। यह प्रक्रिया गहरे पानी में अधिक धीरे-धीरे होती है और इसके परिणामस्वरूप एक थर्मल बार बन सकता है। यदि पानी का स्तरीकरण विस्तारित अवधि के लिए रहता है, तो झील meromictic  है।

उथली झीलों में, एपिलिमनियन, मेटलिममियन और हाइपोलिमनियन में स्तरीकरण अक्सर नहीं होता है, क्योंकि हवा या शीतलन पूरे वर्ष नियमित मिश्रण का कारण बनता है। इन झीलों को पॉलीमिक्टिक झील कहा जाता है। एक निश्चित गहराई नहीं है जो बहुरूपी और स्तरीकृत झीलों को अलग करती है, क्योंकि गहराई के अलावा, यह मैलापन, झील की सतह क्षेत्र और जलवायु से भी प्रभावित होता है। झील मिश्रण शासन (उदाहरण के लिए पॉलीमिक्टिक, डिमिक्टिक, मेरोमिक्टिक) अधिकांश वर्षों में होने वाले झील स्तरीकरण के वार्षिक पैटर्न का वर्णन करता है। हालाँकि, अल्पकालिक घटनाएँ झील के स्तरीकरण को भी प्रभावित कर सकती हैं। गर्मी की लहरें अन्यथा मिश्रित, उथली झीलों में स्तरीकरण की अवधि पैदा कर सकती हैं, मिश्रित घटनाएं, जैसे कि तूफान या बड़े नदी के निर्वहन, स्तरीकरण को तोड़ सकते हैं। हाल के शोध से पता चलता है कि मौसमी रूप से बर्फ से ढकी डिमिक्टिक झीलों को उनके शीतकालीन स्तरीकरण शासनों के अनुसार क्रायोस्ट्रेटिफाइड या क्रायोमिक्टिक के रूप में वर्णित किया जा सकता है। क्रायोस्ट्रेटिफाइड झीलें बर्फ की सतह के पास उलटा स्तरीकरण प्रदर्शित करती हैं और गहराई-औसत तापमान 4 °C के करीब होता है, जबकि क्रायोमिक्टिक झीलों में बर्फ के नीचे थर्मोकलाइन नहीं होती है और गहराई-औसत सर्दियों का तापमान 0 °C के करीब होता है।