鹽度
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幾十億年來,來自陸地的大量化學(xué)物質(zhì)溶解并貯存于海洋中。如果全部海洋都蒸發(fā)干,剩余的鹽將會(huì)覆蓋整個(gè)地球達(dá)70m厚。根據(jù)測(cè)定，海水中含量最多的化學(xué)物質(zhì)有11種：即鈉、鎂、鈣、鉀、鍶等五種陽離子；氯、硫酸根、碳酸氫根（包括碳酸根）、溴和氟等五種陰離子和硼酸分子。其中排在前三位的是鈉、氯和鎂。為了表示海水中化學(xué)物質(zhì)的多寡，通常用海水鹽度來表示。海水的鹽度是海水含鹽量的定量量度，是海水最重要的理化特性之一，它與沿岸徑流量、降水及海面蒸發(fā)密切相關(guān)。鹽度的分布變化也是影響和制約其它水文要素分布和變化的重要因素，所以海水鹽度的測(cè)量是海洋水文觀測(cè)的重要內(nèi)容。
目錄 |
分布
地球上鹽度最高的海域：紅海，鹽度在3.6 ~ 3.8%之間；鹽度最低的海域：波羅的海，鹽度只有7 ~ 8‰。
南北緯30~40度為全球最高，赤道較低。因?yàn)橹芯暥鹊貐^(qū)蒸發(fā)量大于降水量，而赤道地區(qū)，雖然受赤道低壓影響，氣溫較高，但降水量大，所以鹽度低。
極地地區(qū)全年封凍，水分不易蒸發(fā)，也沒有多少降水，所以鹽度也高。
鹽度的定義和演變
定義
絕對(duì)鹽度是指海水中溶解物質(zhì)質(zhì)量與海水質(zhì)量的比值。因絕對(duì)鹽度不能直接測(cè)量，所以，隨著鹽度的測(cè)定方法的變化和改進(jìn)，在實(shí)際應(yīng)用中引入了相應(yīng)的鹽度定義。
克紐森鹽度公式
在本世紀(jì)初，克紐森(Knudsen)等人建立了鹽度定義，當(dāng)時(shí)的鹽度定義是指在 1000g海水中，當(dāng)碳酸鹽全部變?yōu)檠趸铩搴偷庖月却妫械挠袡C(jī)物質(zhì)全部氧化之后所含固體物質(zhì)的總數(shù)。其測(cè)量方法是取一定量的海水，加鹽酸和氯水，蒸發(fā)至干，然后在380℃和480℃的恒溫下干燥48h，最后稱所剩余固體物質(zhì)的重量。
用上述的稱量方法測(cè)量海水鹽度，操作十分復(fù)雜，測(cè)一個(gè)樣品要花費(fèi)幾天的時(shí)間，不適用于海洋調(diào)查，因此，在實(shí)踐中都是測(cè)定海水的氯度，根據(jù)海水的組成恒定性規(guī)律，來間接計(jì)算鹽度，氯度與鹽度的關(guān)系式(克紐森鹽度公式)如下：
S‰=0.030+1.8050Cl‰
克紐森的鹽度公式使用時(shí)，用統(tǒng)一的硝酸銀滴定法和海洋常用表，在實(shí)際工作中顯示了極大的優(yōu)越性，一直使用了70年久。但是，在長(zhǎng)期使用中也發(fā)現(xiàn)，克紐森的鹽度公式只是一種近似的關(guān)系，而且代表性較差；滴定法在船上操作也不方便。于是人們尋求更精確更快速的方法。
我們知道當(dāng)導(dǎo)體的兩端有電勢(shì)差時(shí),導(dǎo)體中就有電流通過,而一段導(dǎo)體中的電流I與其兩端的電勢(shì)差()成正比，這就是著名的歐姆定律，即 I= G()，式中G為比例系數(shù), 又叫電導(dǎo)。令G=，則，常數(shù)R稱為這段導(dǎo)體的電阻，它與導(dǎo)體的性質(zhì)和幾何形狀有關(guān)。電阻的單位名稱是歐姆(W )。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于粗細(xì)均勻的導(dǎo)體，當(dāng)導(dǎo)體的材料與溫度一致時(shí)，導(dǎo)體的電阻與它的長(zhǎng)度L成正比，與它的橫截面積S成反比，即，式中比例系數(shù)r 叫做電阻率，單位是W .m，它與材料的性質(zhì)有關(guān)，不同的材料的電阻率也不同。電阻率的倒數(shù)叫做電導(dǎo)率，單位為S／m。根據(jù)海水的電導(dǎo)率取決于其溫度和鹽度的性質(zhì)，通過測(cè)定其電導(dǎo)率和溫度就可以求得海水的鹽度。
1969年電導(dǎo)鹽度定義
在60年代初期，英國國立海洋研究所考克思(Cox)等人從各大洋及波羅的海、黑海、地中海和紅海，采集了200m層以淺的135個(gè)水樣品，首先應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)海水，準(zhǔn)確地測(cè)定了水樣的氯度值，然后測(cè)定具有不同鹽度的水樣與鹽度為35.000‰、溫度為15℃的標(biāo)準(zhǔn)海水、在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的電導(dǎo)比()，從而得到了鹽度椔榷鵲男碌墓叵凳膠脫味葪相對(duì)電導(dǎo)率的關(guān)系式，又稱為1969年電導(dǎo)鹽度定義：
S‰=1.80655Cl‰
電導(dǎo)測(cè)鹽的方法精度高，速度快，操作簡(jiǎn)便，適于海上現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)。但在實(shí)際運(yùn)用中，仍存在著一些問題：首先，電導(dǎo)鹽度定義的上兩鹽度公式仍然是建立在海水組成恒定性的基礎(chǔ)上的，它是近似的。在電導(dǎo)測(cè)鹽中校正鹽度計(jì)使用的標(biāo)準(zhǔn)海水標(biāo)有的氯度值，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)海水發(fā)生某些變化時(shí)，氯度值可能保持不變，但電導(dǎo)值將會(huì)發(fā)生變化。其次，電導(dǎo)鹽度定義中所用的水樣均為表層(200m以淺)，不能反映大洋深處由于海水的成份變化而引起電導(dǎo)值變化的情況。最后，國際海洋用表中的溫度范圍為10～31℃，而當(dāng)溫度低于10℃時(shí)，電導(dǎo)值要用其它的方法校正，從而造成了資料的誤差和混亂。
為了克服鹽度標(biāo)準(zhǔn)受海水成分影響的問題，進(jìn)而建立了1978年的實(shí)用鹽標(biāo)（PSS78）。
1978年實(shí)用鹽標(biāo)
實(shí)用鹽標(biāo)依然是用電導(dǎo)的方法測(cè)定海水的鹽度，與1969年電導(dǎo)鹽度定義不同之處是，它克服了海水鹽度標(biāo)準(zhǔn)受海水成分變化的影響問題。在實(shí)用鹽標(biāo)中采用了高純度的KCl，用標(biāo)準(zhǔn)的稱量法制備成一定濃度(32.4357‰)的溶液，作為鹽度的準(zhǔn)確參考標(biāo)準(zhǔn)，而與海水樣品的氯度無關(guān)，并且定義鹽度：在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，15℃的環(huán)境溫度中，海水樣品與標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液的電導(dǎo)比:
(C,表示電導(dǎo)值),則該樣品的實(shí)用鹽度值精確地等于35，若，則實(shí)用鹽度的表達(dá)式為
(1-1)
S為實(shí)用鹽度符號(hào)，是無量綱的量，如海水的鹽度值為35‰，實(shí)用鹽度記為35，式(1-1)中可用代替，是在大氣壓力下，溫度為15℃時(shí)，海水樣品與鹽度為35‰的標(biāo)準(zhǔn)海水的電導(dǎo)比。
式中，， 當(dāng)有效。
對(duì)于任意溫度下海水樣品的電導(dǎo)比的鹽度表達(dá)式為：
(1-2)
式中第二項(xiàng)為溫度修正項(xiàng)，系數(shù)a與公式(1-1)中的相同,系數(shù)分別為：
K=0.0162， (-2℃ ￡ T ￡ 35℃)
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