第二节 海水性质

第二节 海水性质

海水密度

单位体积海水的质量称为海水密度,其单位是g/cm³或kg/m³。 海水密度的大小及其变化,主要与海水的盐度、温度、压力及其变化有关。一般来说,盐度越大,密度则越大;压力越大,密度也越大。在冰点温度(35‰盐度的海水冰点温度为-1.91℃)以上,温度越高,海水密度越小。随着深度的增加,压力增大,故深层海水一般比浅层海水密度大。对于表层海水来说,海水密度主要受盐度和温度的影响。波罗的海的海水盐度最低,海水密度也最小;红海海水盐度最高,海水密度也最大。一般来说,在大河的入海口,海水的盐度较低,密度也较小,但密度也可能因为河水裹挟泥沙而增大。 活动读图2-2-7,归纳8月大西洋表层海水密度随纬度的变化规律,说明其成因。 海水密度与人类生产生活有密切的关系。在不同密度的海洋上航行,同一艘船的吃水深度不同。远洋航运中,标准吨位船只的核载重量要考虑不同海区海水密度的差异,以确保航运安全。 海水的密度差异会产生密度流。例如,直布罗陀海峡东侧的地中海海水盐度较高,密度较大,海水下沉,海水从底层流向大西洋,而表层海水则从大西洋流向地中海。 下载PDF

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活动

1.读图2-2-5,沿180°经线作海洋表层平均盐度随纬度变化的剖面图,分析海水盐度随纬度变化的特征,并说明原因。 2.有条件的学校和班级,可以进行海水性质的实验。 (1)取半烧杯海水,利用pH试纸测量其酸碱度。 (2)蘸一点干净的海水,用舌头舔一下,尝尝海水的味道。 (3)设法测量海水密度,并与淡水比较,说明其差异及原因。 下载PDF

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海水盐度

海水中含有较多的盐类物质,主要是氯化钠和氯化镁,所以海水既咸又苦。单位质量海水中所含溶解的盐类物质的质量叫盐度,世界海水的平均盐度为35‰。 表层海水的盐度主要与降水量和蒸发量有关。一般来说,蒸发量大于降水量的海区,海水盐度较高,反之较低。此外,陆地径流、结冰和融冰、洋流等均会对海水盐度产生一定的影响。世界海洋的平均盐度相对稳定,但是某个局部海区的海水盐度可能会随时间发生一定的变化。 海水中含有大量盐类物质,利用海水蒸发可以制取食用盐和工业盐。渤海沿岸的长芦盐场、海南岛的莺歌海盐场、台湾的布袋盐场等都是我国著名的盐场。江苏省盐城市,因自古以来出产海盐而闻名,故名“盐城”。 下载PDF

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海水温度

海水的性质主要可以从温度、盐度、密度等方面进行分析。 海水的热量主要来自太阳辐射,因此表层海水温度一般随着纬度的增加而降低。同一海区表层海水的温度,通常随季节及气候的变化而变化,夏季温度较高,冬季温度较低。 在垂直方向,海水温度一般随深度的增加而降低。一定深度以下,海水温度随深度变化不大。在高纬度地区,海水中往往会存在一个冷中间层,是冬季冷却的海水由于密度增大而下沉形成的。 活动读图2-2-3,沿180°经线作海水表层平均温度随纬度变化的剖面图。 描述海水温度随纬度变化的特征,并思考其原因。 海洋面积辽阔,水量多,热容量大,是地球的热量储存库。地球上来自太阳辐射的能量主要储存于海洋中。 海水的比热容比土壤大2~3倍,比岩石大5~7倍,比空气大3000多倍。因此,海水温度的变化幅度小于陆地,变化的过程滞后于陆地,海洋对大气温度变化具有调节作用。 海水温度增高,体积膨胀会引起海平面一定幅度的上升。局部区域海水温度的异常变化,还会引发气候的异常变化。 下载PDF

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海水的密度

海水密度是指单位体积海水的质量。海水密度的变化比较复杂,与温度、盐度和压力都有关系。在大洋表层,海水密度主要取决于温度和盐度的变化。例如,大西洋赤道附近温度偏高,盐度稍低,表层密度小,由此向两极逐渐增大。在副热带海区,虽然盐度偏大,但因温度下降幅度不大,尽管密度增大,却没有出现极值。 随着纬度增高,虽然盐度剧降,但因温度降低引起的增密效应,比盐度降低引起的减密效应要大,所以密度继续增大。最大密度出现在寒冷的极地海区。在河流入海口,由于盐度低,因而密度较小,但河水挟带的泥沙可使密度变大。 海水在垂向上存在着明显的密度跃层,不同纬度海水密度垂向差异很大。在低纬度海区,由于表层海水温度高,海水密度相对较低。从海面到一定深度,受海水运动的影响,海水混合良好,因此海水温度和密度的变化不大。随着深度的增加,海水密度迅速增大。但到一定深度之下,海水密度基本不变。在高纬度海区,海水密度在垂向上的变化很小。 活动:1.表层海水的密度可以直接进行测量,是否也可以将深层海水直接提升到海面来测量其密度?为什么? 2.读图4-19、图4-20,说出海洋表层海水密度随纬度变化的特点,以及不同纬度海水密度随深度变化的特点,并简要分析成因。 下载PDF

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活动

阅读下列材料,完成相关任务。以前,主要通过测定出海船只带回的海水样本,来了解某个海域的盐度。后来,在海洋调查中逐步使用了浮标技术。1998—2015年,科学家建立了Argo全球海洋观测网。Argo由3000多个受卫星跟踪的自动探测浮标组成,其中我国有170多个。该观测网能够广泛收集世界海洋温度和盐度的信息,观测范围自海面到水深2000米。2011年发射的“水瓶座”卫星,对世界海洋盐度每周扫描一次,并分析大洋环流等信息。“水瓶座”卫星两个月所获得的观测数据,相当于调查船和浮标125年所能获得的信息量。 1.读图4-12、图4-17思考,Argo全球海洋观测网将观测范围设定为自海面到水深2000米,其主要原因是什么? 2.与传统方式相比,应用卫星遥感技术观测海水盐度有哪些优势? 下载PDF

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阅读

海水的主要成分 海水是一种混合水溶液,主要由水、无机盐、有机物和悬浮物组成。海水中溶解有各种盐类物质,一般认为,海水中的盐类物质主要来源于地壳岩石风化产物及火山喷出物。此外,全球河流每年向海洋输送大量溶解盐,这也是海水盐类物质的来源之一。目前,海水中可以测到的元素有80多种,阳离子主要有Na+,K+,Ca2+,Mg2+,Sr2+五种,阴离子主要有Cl-,SO42-,Br-,HCO3-(CO32-),F-五种,还有以分子形式存在的硼酸,它们共占海水盐类物质的99.9%。 海盐 海水是盐的“故乡”。海水中所含的盐类物质数量巨大,如果把世界上海水中 的盐都分离出来,平铺在陆地上,可使全世界陆地平均高度增加 153 米。利用海水 晒盐,是人类利用海洋资源的重要方式。海盐主要是海水经自然蒸发而晒制出来的。 我国东部沿海的一些地方,海滩宽广,风力强劲,晴天多,日照充足,蒸发旺盛, 适合晒盐。我国海盐产量长期居于世界首位。 下载PDF

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活动

1.读图4-13、图4-14,完成相关任务。 (1)说出世界海洋表层盐度随纬度变化的特点,并分析其成因。 (2)红海是世界上盐度最高的海区,盐度超过40‰;波罗的海是世界上盐度最低的海区,盐度低于10‰。试从纬度位置、气候特点、淡水汇入情况、海区形状等角度,分析两者盐度差异显著的原因。 2.径流量大的河流,淡水可扩展到河口外很远的海域。例如,长江在洪水期小潮时,淡水向东北扩散,一直影响到朝鲜半岛以南的济州岛,向南进入杭州湾海域。读图4-15、图4-16,描述夏季长江口海域盐度等值线的分布特点,并分析其成因。 下载PDF

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海水的盐度

海水盐度是指溶解于海水中的盐类物质与海水质量的比值,用单位质量海水中所含盐类物质的质量来量度。世界海洋的平均盐度约为35‰。海水的味道之所以既咸又苦,是因为氯化钠(味咸)和氯化镁(味苦)是海水中主要的溶解盐类。 在海洋表层,盐度因海区所处位置不同而有差异。盐度的高低主要取决于蒸发量和降水量的对比。赤道附近降水丰沛,降水量大于蒸发量,盐度稍低;副热带海区降水少,蒸发量大于降水量,盐度较高;高纬度海区温度低,蒸发量小,加之反复结冰、融冰,盐度偏低。 此外,寒暖流对盐度的影响也很明显。暖流的盐度较高,寒流的盐度较低。在同纬度地带,暖流经过的海区,盐度偏高;寒流经过的海区,盐度偏低。在大陆沿海地区,因河流等淡水注入,盐度降低。 海水盐度在垂向上存在着分层:浅表层盐度比较均匀;随着深度增加,盐度会发生显著变化(这一水层称为盐跃层);到一定深度,盐度又近似均匀分布。在中低纬度海区,表层盐度较高,随深度的增加,盐度降低;在高纬度海区,表层盐度较低,随深度的增加,盐度升高。 海水盐度的变化,会对渔业和生态产生重大影响。例如,2003年监测结果表明,由于黄河入海径流量减少,河口区表层的最高盐度达34.2‰,与1959年同期相比,增加了约1/4。黄河河口区表层盐度的增加,以及海洋污染、入海径流量减少等方面的原因,导致海洋生物数量减少、种群退化,河口区生态结构发生较大改变。 下载PDF

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阅读:海水温差能发电

海水温差能又称海洋热能。海水垂向温差高达20℃甚至更多,蕴藏着丰富的热能资源。海水温差能发电是指将海水温差能转换成电能的水力发电方式。1870年, 法国作家儒勒·凡尔纳在其科幻小说《海底两万里》中,就提出了利用海水温差能发电的设想。1926年,海水温差能发电试验获得成功。如今,耐压、绝热、防腐等技术难题正被逐步攻克,美国、日本、中国皆已掌握海水温差能发电技术。 下载PDF

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