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词条 海水盐度
释义

海水盐度是指海水中全部溶解固体与海水重量之比,通常以每千克海水中所含的克数表示。人们用盐度来表示海水中盐类物质的质量分数。世界大洋的平均盐度为3.5%。

简介

海水中含盐量的一个标度。海水含盐量是海水的重要特性,它与温度和压力3者,都是研究海水的物理过程和化学过程的基本参数。海洋中发生的许多现象和过程,常与盐度的分布和变化有关,因此海洋中盐度的分布及其变化规律的研究,在海洋科学上占有重要的地位。

世界各大洋表层的海水,受蒸发、降水、结冰、融冰和陆地径流的影响,盐度分布不均:两极附近、赤道区和受陆地径流影响的海区,盐度比较小;在南北纬20度的海区,海水的盐度则比较大。深层海水的盐度变化较小,主要受环流和湍流混合等物理过程所控制。根据大洋中盐度分布的特征,可以鉴别水团和了解其运动的情况。在研究海水中离子间的相互作用及平衡关系,探索元素在海水中迁移的规律和测定溶于海水中的某些成分时,都要考虑盐度的影响。此外,因为实际工作中往往难以在现场直接准确测定海水的密度,所以各国通常测定盐度、温度和压力,再根据海水状态方程式计算密度。

盐度定义

在1902年首次建立了盐度定义之后,随着海洋科学的发展,对盐度值的准确性的要求,越来越高,因此对盐度的定义,作了几次修订。

首次定义 19世纪末期,欧洲一些国家召开了国际海洋会议,为了统一观测资料,成立了专家小组,研究了海水的盐度、氯度(见海水氯度)和密度等有关问题。这个小组在M.H.C.克努曾的领导下,提出了一种测定盐度的方法,即取一定量的海水样品,加盐酸酸化后,再加氯水,蒸干后继续升温,最后在480°C条件下烘至恒重,称量剩余的盐分。根据这种测定方法,海水盐度的定义为:“1千克海水中的溴和碘全部被当量的氯置换,而且所有的碳酸盐都转换成氧化物之后,其所含的无机盐的克数。”以符号“S‰”表示之,单位为克/千克。

这种测定方法的操作繁杂,需要较长的时间,不适用于海洋调查。为了应用方便起见,在海水组成恒定的基础上,自北海、波罗的海、红海等海区采集了9个表层水样,测定了它们的盐度和氯度,从这些数据归纳出盐度和氯度(Cl)的关系式

S‰=0.030+1.8050Cl‰

这样就可以通过测定海水样品的氯度,按上式计算盐度。此法使用了65年。

重新定义 盐度与氯度的上述关系式,建立在海水组成恒比规律的基础上,这是不严格的;况且当时所取的水样,多数为波罗的海表层水,难以代表整个大洋水的规律。实际上,关系式中的常数项 0.030,不符合大洋海水盐度变化的实际情况。1950年以后,电导盐度计的研究和发展,使盐度的测定方法得到简化,精密度也提高,比测定氯度后计算盐度的方法,更加准确和方便。因此,联合国教科文组织(UNESCO)、国际海洋考察理事会(ICES)、海洋研究科学委员会(SCOR)和国际海洋物理科学学会(IAPSO)4个国际组织联合发起,于1962年5月召开会议,成立了海水状态方程式联合小组。此小组于1963年第二次会议上改名为“海洋用表与标准联合专家小组(JPOTS)”。经过多次讨论和研究,为了保持历史资料的统一性,将盐度公式改为

S‰=1.80655Cl‰

R.A.考克斯等对采自各大洋和海区的135个水样(深度在100米以内)的氯度值进行了准确的测定,按上述公式换算成盐度,并测定了电导比R15,得到S‰与R15关系的多项式

S‰=-0.08996+28.2970R15+12.80832R15-10.67869R15+5.98624R15-1.32311R15

式中R15 为一个标准大气压和15°C条件下海水样品与S=35.000的标准海水电导率的比值。1966年,JPOTS推荐这多项式为海水盐度定义。同年,联合国教科文组织和英国国立海洋研究所出版的《国际海洋用表》,其中的盐度数据,就是采用上述测定电导率后换算成盐度的方法。

影响因素

海水盐度因海域所处位置不同而有差异,主要受气候与大陆的影响。

在外海或大洋,影响盐度的因素主要有降水,蒸发等;在近岸地区,盐度则主要受河川径流的影响。

从低纬度到高纬度,海水盐度的高低,主要取决与蒸发量和降水量之差。蒸发量使海水浓缩,降水使海水稀释。有河流注入的海区,海水盐度一般比较低。

分布

Water salinity based on percentage of dissolved salts

淡水 微咸水/半淡咸水/汽水域 咸水 卤水

< 0.05 % 0.05 - 3 % 3 - 5 % > 5 %在海洋,赤道一带降雨量大,盐度较低。在高纬度地区,溶解的冰降低了盐度。盐度最高的地区是蒸发量高而降雨相对较低的中纬地区。

大西洋盐度略高于太平洋。

海洋平均盐度是34.7。

生态因素

能生存于较大的盐度范围的生物称为“广盐性”(euryhaline),反之为“狭盐性”(stenohaline)。

盐度大幅改变时,因为渗透作用的关系,细胞可能涨破或萎缩。有些生物的体液的浓度随盐度而改变,称为变渗压性生物(poikilosmotic / osmoconformers);亦有生物以各样方法维持身体渗透压,称为恒渗压性的(homoiosmotic / osmoregulators)。这类方法有:

储存盐份

排出盐份

吸收大量水

脱落充满盐的身体部分

盐度也会影响浮力,这可能影响某些生物觅食或散布幼卵。

计算

盐度的基本定义为每一千克的水内的溶解物质的克数。1902年ICES提出的定义为:“每一千克的水内,将溴和碘化物计算为氯化物,将碳酸盐计算为氧化物,将所有有机化合物计算为完全氧化的状态,溶解物质的克数。”由于盐度和氯度(海洋内的氯的含量,约为55.3%)相关,加上氯度很易测得,因此有了一条经验公式:S = 0.03 + 1.805Cl。其中氯度的定义为“令海水样本中所有卤素沈淀的所需银的质量”。联合国教科文组织和其他国际团体设立的专家小组JPOTS,在1966年提出此式应是S = 1.80655 Cl,同时又推荐海洋学家提出使用海水的导电性来定义盐度。1978年JPOTS提出实用盐度(Practical Salinity Scale)为现时最广泛采用的专业定义:

S = 0.0080 - 0.1692 Rt0.5 + 25.3851 Rt + 14.0941 Rt1.5 - 7.0261 Rt2 + 2.7081 Rt2.5 + ΔS

ΔS = [(t - 15) / (1 + 0.0162(t - 15))] + 0.005 - 0.0056 Rt0.5 - 0.0066 Rt - 0.0375 Rt1.5 + 0.636 Rt2 - 0.0144 Rt2.5

t是摄氏度

C (S, t, 0)表示海水在t度和标准大气压力下的导电性

C (KCl, t, 0)表示32.4356克的KCl溶于1千克的水的溶液,在t度和标准大气压力下的导电性

此公式的准确度为± 0.003。

量度

导电性(±0.005)

滴定(±0.02)

折射

重量

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更新时间:2024/12/23 18:28:30