標籤: 暫無標籤

海水鹽度是指海水中全部溶解固體與海水重量之比,通常以每千克海水中所含的克數表示。人們用鹽度來表示海水中鹽類物質的質量分數。世界大洋的平均鹽度為3.5%。

1簡介

海水中含鹽量的一個標度。海水含鹽量是海水的重要特性,它與溫度和壓力3者,都是研究海水的物理過程和化學過程的基本參數。海洋中發生的許多現象和過程,常與鹽度的分佈和變化有關,因此海洋中鹽度的分佈及其變化規律的研究,在海洋科學上佔有重要的地位。
世界各大洋表層的海水,受蒸發、降水、結冰、融冰和陸地徑流的影響,鹽度分佈不均:兩極附近、赤道區和受陸地徑流影響的海區,鹽度比較小;在南北緯20度的海區,海水的鹽度則比較大。深層海水的鹽度變化較小,主要受環流和湍流混合等物理過程所控制。根據大洋中鹽度分佈的特徵,可以鑒別水團和了解其運動的情況。在研究海水中離子間的相互作用及平衡關係,探索元素在海水中遷移的規律和測定溶於海水中的某些成分時,都要考慮鹽度的影響。此外,因為實際工作中往往難以在現場直接準確測定海水的密度,所以各國通常測定鹽度、溫度和壓力,再根據海水狀態方程式計算密度。

2鹽度定義

在1902年首次建立了鹽度定義之後,隨著海洋科學的發展,對鹽度值的準確性的要求,越來越高,因此對鹽度的定義,作了幾次修訂。
首次定義 19世紀末期,歐洲一些國家召開了國際海洋會議,為了統一觀測資料,成立了專家小組,研究了海水的鹽度、氯度(見海水氯度)和密度等有關問題。這個小組在M.H.C.克努曾的領導下,提出了一種測定鹽度的方法,即取一定量的海水樣品,加鹽酸酸化后,再加氯水,蒸干後繼續升溫,最後在480°C條件下烘至恆重,稱量剩餘的鹽分。根據這種測定方法,海水鹽度的定義為:「1千克海水中的溴和碘全部被當量的氯置換,而且所有的碳酸鹽都轉換成氧化物之後,其所含的無機鹽的克數。」以符號「S‰」表示之,單位為克/千克。
這種測定方法的操作繁雜,需要較長的時間,不適用于海洋調查。為了應用方便起見,在海水組成恆定的基礎上,自北海、波羅的海、紅海等海區採集了9個表層水樣,測定了它們的鹽度和氯度,從這些數據歸納出鹽度和氯度(Cl)的關係式
S‰=0.030+1.8050Cl‰
這樣就可以通過測定海水樣品的氯度,按上式計算鹽度。此法使用了65年。
重新定義 鹽度與氯度的上述關係式,建立在海水組成恆比規律的基礎上,這是不嚴格的;況且當時所取的水樣,多數為波羅的海表層水,難以代表整個大洋水的規律。實際上,關係式中的常數項 0.030,不符合大洋海水鹽度變化的實際情況。1950年以後,電導鹽度計的研究和發展,使鹽度的測定方法得到簡化,精密度也提高,比測定氯度後計算鹽度的方法,更加準確和方便。因此,聯合國教科文組織(UNESCO)、國際海洋考察理事會(ICES)、海洋研究科學委員會(SCOR)和國際海洋物理科學學會(IAPSO)4個國際組織聯合發起,於1962年5月召開會議,成立了海水狀態方程式聯合小組。此小組於1963年第二次會議上改名為「海洋用表與標準聯合專家小組(JPOTS)」。經過多次討論和研究,為了保持歷史資料的統一性,將鹽度公式改為
S‰=1.80655Cl‰
R.A.考克斯等對采自各大洋和海區的135個水樣(深度在100米以內)的氯度值進行了準確的測定,按上述公式換算成鹽度,並測定了電導比R15,得到S‰與R15關係的多項式
S‰=-0.08996+28.2970R15+12.80832R15-10.67869R15+5.98624R15-1.32311R15
式中R15 為一個標準大氣壓和15°C條件下海水樣品與S=35.000的標準海水電導率的比值。1966年,JPOTS推薦這多項式為海水鹽度定義。同年,聯合國教科文組織和英國國立海洋研究所出版的《國際海洋用表》,其中的鹽度數據,就是採用上述測定電導率后換算成鹽度的方法。

3影響因素

海水鹽度因海域所處位置不同而有差異,主要受氣候與大陸的影響。
在外海或大洋,影響鹽度的因素主要有降水,蒸發等;在近岸地區,鹽度則主要受河川徑流的影響。
從低緯度到高緯度,海水鹽度的高低,主要取決與蒸發量和降水量之差。蒸發量使海水濃縮,降水使海水稀釋。有河流注入的海區,海水鹽度一般比較低。

4分佈

Water salinity based on percentage of dissolved salts



淡水
微鹹水/半淡鹹水/汽水域
鹹水
滷水
< 0.05 %
0.05 - 3 %
3 - 5 %
> 5 %
在海洋,赤道一帶降雨量大,鹽度較低。在高緯度地區,溶解的冰降低了鹽度。鹽度最高的地區是蒸發量高而降雨相對較低的中緯地區。
大西洋鹽度略高於太平洋。
海洋平均鹽度是34.7。

5生態因素

能生存於較大的鹽度範圍的生物稱為「廣鹽性」(euryhaline),反之為「狹鹽性」(stenohaline)。
鹽度大幅改變時,因為滲透作用的關係,細胞可能漲破或萎縮。有些生物的體液的濃度隨鹽度而改變,稱為變滲壓性生物(poikilosmotic / osmoconformers);亦有生物以各樣方法維持身體滲透壓,稱為恆滲壓性的(homoiosmotic / osmoregulators)。這類方法有:
儲存鹽份
排出鹽份
吸收大量水
脫落充滿鹽的身體部分
鹽度也會影響浮力,這可能影響某些生物覓食或散布幼卵。

6計算

鹽度的基本定義為每一千克的水內的溶解物質的克數。1902年ICES提出的定義為:「每一千克的水內,將溴和碘化物計算為氯化物,將碳酸鹽計算為氧化物,將所有有機化合物計算為完全氧化的狀態,溶解物質的克數。」由於鹽度和氯度(海洋內的氯的含量,約為55.3%)相關,加上氯度很易測得,因此有了一條經驗公式:S = 0.03 + 1.805Cl。其中氯度的定義為「令海水樣本中所有鹵素沈澱的所需銀的質量」。聯合國教科文組織和其他國際團體設立的專家小組JPOTS,在1966年提出此式應是S = 1.80655 Cl,同時又推薦海洋學家提出使用海水的導電性來定義鹽度。1978年JPOTS提出實用鹽度(Practical Salinity Scale)為現時最廣泛採用的專業定義:
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是攝氏度
C (S, t, 0)表示海水在t度和標準大氣壓力下的導電性
C (KCl, t, 0)表示32.4356克的KCl溶於1千克的水的溶液,在t度和標準大氣壓力下的導電性
此公式的準確度為± 0.003。

7量度

導電性(±0.005)
滴定(±0.02)
折射
重量

8海水鹽度

海水的平均鹽度是35‰,即每千克大洋水中的含鹽量為35克。一般來說,大洋水中鹽度的變化很小,近海水域的鹽度變化較大。 在大洋水中,鹽度的變化主要與海水的蒸發、降雨、洋流、海水混合等因素有關。
  近岸海水的鹽度主要受陸地河流向海洋輸入淡水(入海徑流)有關,所以鹽度的變化範圍較大。中國長江口海域,在冬季的枯水期可以測到海水的鹽度為12‰;但是,夏季洪水季節,同一地點測得得鹽度僅有2.5‰。此外,在地球的高緯度地區,冰層的結冰和融化對這些海區海水的鹽度影響很大。不過,從整個世界大洋看,海水的鹽度呈「M」狀變化:
  (1)赤道附近,降雨量大於蒸發量,這一海區的年凈得雨水約22厘米,雨水使海水的鹽度降低。
  (2)在南緯20度和北緯20度附近使地球的信風帶,天氣乾燥、降雨量小,蒸發量大大高於降雨量,海水的鹽度自然增加。
  (3)位於南極和北極附近的高緯度地區,氣溫較低,蒸發量小,降雨量增加,鹽度相對小一些。
  世界的個別海域鹽度差別很大。地中海東部海域鹽度達到39.58‰,西部受到大西洋影響,鹽度下降,只有37‰。紅海海水鹽度達到40‰,局部地區高達42.8‰。波羅的海有眾多入海徑流,海水鹽度只有10‰,為世界各大海眾最低。
  世界上鹽度最高的水體是死海(內陸鹹水湖泊),表面的鹽度為227‰~275‰,深度40米處,湖水鹽度達到281‰。
  
上一篇[反流性食管炎]    下一篇 [光柵]

相關評論

同義詞:暫無同義詞