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海水盐度

2025-09-14 13:33:14历史493

[外文]:salinity of sea water

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。

海水盐度

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,之后在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+12.80832R215-10.67869R315+5.98624R415-1.32311R515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。

1978实用盐度标度

20世纪70年代以后,现场仪器如电导-温度-深度仪(CTD)等的应用,越来越多,而国际海洋用表(1966)中没有包括10°C以下的盐度数据,致使低于10°C的现场测定结果,无法统一。此外,测定了1967~1969年制备的标准海水,还发现用电导法测得的盐度,和从氯度换算得到的不一致,而出现了标准海水作为电导率标准的可靠性问题。因此 JPOTS决定使用标准氯化钾溶液标定标准海水,并推荐1978年实用盐度标度。

本来,绝对盐度(SA)为海水中溶质质量和海水质量的比值,但它实际上不能直接测定,故用K15定义海水的实用盐度(S)来表达海洋观测的结果。

S=a0+a1K1/215+a2K15+a3K3/215+a4K215+a5K5/215

a0=0.0080 a1=-0.1692

a2=25.3851 a3=14.0941

a4=-7.0261 a5=2.7081

Σai=35.0000 2≤S≤42式中K15是在15°C和一个标准大气压的条件下,海水样品电导率和质量比为 32.4356×10-3的氯化钾溶液电导率的比值。当K15准确为1时,S 恰好等于35。

实用盐度值为过去盐度值的1000倍,例如,过去盐度值为 0.03512(即35.12‰),实用盐度值则为35.12。

从定义的实用盐度公式可以看出,氯度被看作是和实用盐?任薰氐囊桓龆懒⒈淞俊?

实用盐度的通用标准仍为标准海水,后者除标有氯度值外,尚标有K15值。

UNESCO、ICES、SCOR和 IAPSO4 个国际组织采纳了JPOTS的推荐,通报建议于1982年1月1日起采用1978实用盐度标度,并出版了《国际海洋用表》,此表中还规定了计算实用盐度的方法。

参考书目

J.P.Riley,G.Skirrow,eds,ChemicalOceanography,2nd ed.,Vol.1,Academic Press,London,1975.

UNESCO, Technical papers in Marine Science,No.30,No.36,1979,1981.

参考文章

太平洋海水盐度分布的特点及其原因是什么?地理学

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