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海水鹽度 |
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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%。 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，可以鑑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。 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MHC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，加鹽酸酸化後，再加氯水，蒸乾後繼續升溫，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，不適用於海洋調查。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‰ RA考克斯等對採自各大洋和海區的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後換算成鹽度的方法。 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，主要取決於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。 分佈 Water salinity based on percentage of dissolved salts 淡水 微鹹水/半淡鹹水/汽水域 鹹水 鹵水 < 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。 |
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