第二节 海水性质

图4-12中甲、乙、丙三个观测站各自的纬度位置不同，表层水温在17℃至27℃之间不等。读图，完成相关任务。 1.按纬度位置由高到低的顺序，对甲、乙、丙三个观测站排序，并说明理由。 2.据图描述海水温度的垂向变化特点。 3.三个观测站的表层水温差别较大，但是深度1000米以下的深层海水，水温随 深度的变化不大，经常保持着低温状态。想一想，这是为什么？ 下载PDF

海水的基本性质主要包括海水的温度、盐度和密度，许多海洋现象都与这些性质有关。 海水温度反映海水的冷热程度。太阳辐射是海水最主要的热源。受太阳辐射的影响，海洋表层水温的高低，随时间和空间而变化。此外，寒暖流经过的海区，水温也受影响。一般来说，同一海区的水温，夏季高些，冬季低些。不同海区的水温，低纬度高些，高纬度低些；暖流水温高于所流经海区的水温，寒流水温低于所流经海区的水温。 活动：读图4-11，完成相关任务。 1.8月份世界海洋表层水温的分布有何特点？形成这些特点的主要原因是什么？ 2.太平洋、印度洋、大西洋表层年平均水温为17.4℃。其中，太平洋最高，为19.1℃；印度洋居中，为17.0℃；大西洋最低，为16.9℃。比较三大洋热带和副热带（南北纬30°附近）海域面积、海洋开敞程度等，讨论导致三大洋表层年平均水温差异的主要原因。 海水热导率低，导致水温自表层向深层大体上呈不均匀递减的趋势。在表层区，水温基本上趋向于均匀分布；在温跃层（水温在垂向上存在显著差异的水层），水温随深度的增加而显著降低；在深水区，水温受外界的影响较小，变化缓慢，温度偏低。 海水温度的变化与我们的生活息息相关。海水能够调节大气温度。夏季海水增温慢于大气，会使沿海地区升温变缓；冬季海水降温慢于大气，会使沿海地区降温变缓。海水温度的变化也可能带来负面影响。据统计，以往100年间，由于表层水温上升，大西洋飓风发生的频率显著上升； 1999—2004年，全球范围内海水温度明显升高，致使浮游生物数量显著下降，直接影响到鱼类、海鸟、海兽的食物供应，甚至威胁到它们的生存。 研究表明，在低纬度海区，表层水温每增加0.5℃，飓风的活动性就会提高40%左右。 下载PDF

2016年，我国“雪龙”号科学考察船进行了第七次北极科学考察。科学考察船航行至北极附近，考察队员们投放温盐仪，观测海水的温度、盐度。 1.你了解海水的温度、盐度吗？“雪龙”号科学考察船为什么要观测海水的温度、盐度？ 2.美国电影《后天》讲述的是全球气候变化导致海水温度和盐度异常，对人类社会造成毁灭性灾害的故事。你认为这种状况有可能发生吗？ 下载PDF

环渤海地区人口众多、城市密集、产业发达，需水量极大，而淡水资源严重不足。南水北调只能缓解部分城市的缺水状况。淡化海水成本较高，目前推广利用较少。我国渤海每年冬季有较长的结冰期，能形成大面积的海冰。能否采用简单技术淡化海冰，缓解环渤海地区淡水短缺问题？ 对这一课题的探究，建议采用以下思路。 资料1渤海海冰资源量 渤海海水盐度为28‰—31‰。海水在结冰过程中会析出盐分，渤海海冰融水盐度平均为4‰—13‰。据估算，在气温低于或等于–4℃条件下（图3.28），渤海海冰每天生成1.86厘米厚。以此海冰生成速度计算，辽东湾每年冬季可采海冰7.4—13次，渤海湾可开采3.7—7.4次，莱州湾可开采1.9—3.7次。 在寒冷年份，渤海海冰作为淡水资源的潜在可利用储量可达1000亿立方米，正常年份可达410亿立方米。渤海海冰多生成于岸边，离岸10千米范围内资源量最大。 资料分析 1.渤海海冰资源是否可开采利用？为什么？ 2.为什么渤海海冰可开采次数由北向南递减？ 资料2渤海海冰淡化研究 海水在低温环境中发生冻结时，一部分来不及排出冰体的高浓度盐水被包裹在冰块内部。海冰淡化就是通过各种方法，将高浓度盐水从海冰中分离出来（图3.29）。 方法1：将采集的海冰堆放在一起，控制温度，经过两三个月，海冰中的高浓度盐水会在重力作用下，沿着冰体内部的缝隙自然排出。 方法2：在低温环境下，将海冰破碎，利用离心机将破碎海冰中的高浓度盐水脱离出来。研究表明，经过上述方法处理的海冰，融水盐度可低至1‰，符合淡水标准，而且成本低于直接淡化海水。 资料分析 1.采取上述方法淡化海冰，产生的高浓度盐水如何处理？ 2.从供需角度看，淡化海冰生产淡水是否可行？ 问题探讨 虽然渤海海冰资源丰富，淡化海冰技术的应用前景广阔，但是，淡化海冰也需要考虑其他问题。例如，海冰资源的季节性很强；大量开采海冰会导致海水盐度升高，影响海域生态环境；海冰淡化产生大量高浓度盐水，如处理不当，会对沿海的生态环境产生不良影响。 请综合考虑上述问题，对“能否淡化海冰缓解环渤海地区淡水短缺问题”给出自己的观点，并阐述理由。 下载PDF

新加坡是一个岛屿国家，虽然年平均降水量在2000毫米以上，但由于地域狭小，地势低平，无法在陆地上找到蓄水量较大的蓄水区，淡水资源极度匮乏。 如何把丰沛的雨水收集起来？新加坡人将眼光转向海湾——何不把海湾变成蓄积雨水的水库呢？经过约20年的论证、规划、建设，2008年，新加坡建成滨海堤坝（图3.17—图3.18），将滨海湾和外海隔开防止海水倒灌，形成滨海水库。降雨时，雨水汇入水库，水量过多时，可通过闸门泄洪。这样，水库里的海水逐渐被淡水替换。滨海水库于2010年11月开始稳定地提供饮用水，每年的供水量占全国总用水量的10%。御咸蓄淡，变海湾为水库，新加坡找到了一条解决淡水资源危机的新方法。有些面临淡水危机且降水丰沛的岛屿国家也在借鉴新加坡的做法。 下载PDF

海水密度是指单位体积海水的质量。影响海水密度的因素主要有温度、盐度和深度（压力）。其中，表层海水密度与温度的关系最为密切。一般来说，海水的温度越高，密度越低。从水平分布看，大洋表层海水密度随纬度的增高而增大（图3.16），同纬度海域的海水密度大致相同。 思考：大洋表层海水温度、盐度、密度随纬度变化有什么特点？ 在垂直方向上，海水密度随深度的变化因纬度而异。通常情况下，在中低纬度海区，一定深度内海水密度基本均匀，往下（一般至1000米深）海水密度随深度增大而迅速增加，再往下则海水密度随深度的变化很小；在高纬度海区，海水密度随深度的变化较小。海水密度随深度增大而迅速增加的海水层，因浮力较大，有利于潜艇的航行。有时候，该海水层中出现海水密度随深度增大而减小的情况，称为“海中断崖”。潜艇如果遭遇“海中断崖”，因海水浮力突然变小，可能会掉到安全潜水深度以下，造成艇毁人亡。 下载PDF

红海位于非洲东北部与阿拉伯半岛之间，盐度超过40‰，是世界上盐度最高的海域。波罗的海位于斯堪的纳维亚半岛与欧洲大陆之间，盐度不到10‰，是世界上盐度最低的海域。 1. 归纳红海、波罗的海地区的气候特征。 2. 结合河流分布和流域气候特征，推测河流对两海域盐度的影响。 3. 分析红海、波罗的海与外海连通状况对盐度的影响。 4. 分别总结红海盐度高、波罗的海盐度低的原因。 下载PDF

海水中含有很多盐类物质，其中主要是氯化钠和氯化镁，因此海水的味道既咸又苦。人们用盐度来表示海水中盐类物质的质量分数。盐度通常用千分比表示，指1000克海水所含盐类物质的多少， 世界大洋的平均盐度约为35‰。海洋中的总盐量基本稳定，但不同海域的盐度是不同的。在外海或大洋，海水的温度越高，盐度越高；蒸发量越大，盐度越高；降水量越大，盐度越低。世界大洋表层海水盐度以副热带①海域最高；由副热带海域向赤道和两极，海水盐度逐渐降低（图3.12）。副热带海域炎热少雨，蒸发量大于降水量，因而盐度最高；赤道海域虽然温度最高，蒸发强烈，但降水丰沛，因此盐度并不是最高；从副热带海域向极地海域，海水温度渐低，盐度也渐低。 脚注：副热带一般是指温带靠近热带的地区（大致位于南北纬23.5°附近），其夏季气温与热带相似，但冬季气温明显比热带低。 与外海或大洋不同，近岸地区的海水盐度受到入海径流等因素的影响。有河流注入的海域，海水盐度一般较低。有些海域相对封闭，海水盐度受河流和气候的影响尤为明显。 海水中含有许多对人类有利用价值的化学物质。人类利用海水晒盐具有悠久的历史，日照充足、降水较少的沿海地区适宜建造晒盐场（图3.13）。此外，还可以利用海水制碱，从海水提取镁、溴等资源。对海水养殖而言，盐度的稳定性极其重要。例如，暴雨会引发养殖场的海水盐度降低，如应对不当，会造成养殖的鱼虾等大量死亡。 随着科技的发展和观念的改变，海水也成为淡水资源的重要补充（图3.14）。例如，许多沿海国家和地区将海水淡化，以缓解当地的缺水状况。此外，人们也直接用海水冲厕，将海水作为工业冷却水。 下载PDF

海滨浴场是当地居民和游客喜爱的去处。我国海岸线绵长，拥有众多海滨浴场。图3.11为2016年6月—2017年6月葫芦岛、厦门、西沙3个海洋站的表层海水月平均温度。通常表层海水温度在20℃以上时适宜游泳。 1. 分别描述3个海域的海水温度季节变化特点。 2. 3个海洋站附近的海滨浴场分别有哪些月份适宜人们游泳？ 3. 比较3个海域适宜人们游泳的时间长短差异，并说明原因。 下载PDF

地球表面约有71%的面积被海洋覆盖。海水的温度、盐度和密度是海水最重要的理化性质。 海水温度反映海水的冷热状况，它主要取决于海洋热量的收支情况。太阳辐射是海洋的主要热量来源。海水蒸发消耗热量，是海洋热量支出的主要渠道。 从垂直分布看，海水温度随深度增加而变化。通常情况下，表层水温最高。1000米以内的海水温度随深度变化幅度较大，而1000米以下的深层海水温度变化幅度较小（图3.8）。 从水平分布看，全球海洋表层的水温由低纬向高纬递减（图3.9），相同纬度海洋表层的水温大致相同。从季节分布看，同一海区的表层水温，夏季普遍高于冬季。海洋表层海水的温度状况，还受到海陆分布、大气运动、海水运动等因素的影响。 思考：中高纬度1000米以上的海水温度随深度如何变化？ 海水温度影响海洋生物的分布。海洋表层是海洋生物的主要聚集地，深度越深，海洋生物的数量和种类越少。不同纬度的海洋表层生活着不同类型的海洋生物，例如，石斑鱼主要生活在低纬度海域，鳕鱼主要分布在中高纬度海域。海水温度的季节变化，还会导致有些海洋生物发生季节性游动，以追逐更适宜的温度。人类的渔业活动要考虑各海域的水温状况和海洋生物对水温的要求。无论是远洋捕捞还是近海养殖，都受到海水温度的影响。 海水温度影响海洋运输。纬度较高的海域，海水有结冰期，通航时间较短，在冰封海域航行需要装备破冰设施（图3.10）。 与同纬度的陆地相比，海水温度的变化幅度比陆地的小，海洋上空的气温比陆地上空的气温变化慢。从全球尺度来说，海水对大气温度起着调节作用。从区域尺度来说，沿海地区气温的季节变化和日变化均比内陆地区小。 下载PDF