文档介绍：第三章海水的物理化学特性
一. 海水的物理特性
二. 海水的化学特性
三. 海洋环流
四. 海洋中的波浪与潮汐
一、海水的物理特性
1、纯水的独特属性
(1)水的三态
任何物质都能以液态、固态、气态三种状态(相)存在,但水是地球上唯一一种在自然条件下存在三种状态的物质。
(2)水分子的结构特殊
水分子呈不对称结构,正、负极性不能相互抵消,所以水分子是极性分子。从而导致水与其它液体或其它氧族元素的氢化物相比,在性质上产生异常。
(3)水的溶解力很强
水是一种很好的溶剂,溶解能力很强。其原因是水分子有很强的极性,容易吸引溶质表面的分子或离子,使其脱离溶质的表面进入水中,海水正是水溶解了许多物质的一种复杂溶液,所以其性质与纯水有差异。
(4)水的密度变化有反常
“热胀冷缩”是一般物质的性质。
纯水在大气压力下,温度4℃时密度最大,为1000kg·m3;
4℃以上时,密度随温度的降低而增大;
4℃以下时却随温度的降低而减小,即所谓“反常膨胀”。
水结冰时体积增大,密度减小, kg·m3,所以冰总是浮在水面上。
2、海水的温度
对整个世界大洋而言,约75%的水体温度在0~6℃之间,50%~℃之间,℃。其中,℃,℃,℃。
3、海水的盐度
海水中的含盐量是海水浓度的标志,海洋中的许多现象和过程都与其分布和变化息息相关。
盐度是指海水中所溶解的盐的总量,通常用1000克海水完全蒸发后所留存的盐的克数来表示。
盐度平均值以大西洋最高,;印度洋次之,,太平洋最小,。但是其空间分布极不均匀。
4、海水的密度
单位体积海水的质量定义为海水的密度,用符号“ρ”表示,单位是千克每立方米。
温度和盐度决定了海水的密度:盐度越高,温度越低,则密度越大。
小结:
从宏观上看,世界大洋中温、盐、密度场的基本特征是:
在表层大致沿纬向呈带状分布,即东—西方向上量值的差异相对很小,而在经向,即南—北方向上的变化却十分显著。
在垂直方向上,基本呈层化状态,且随深度的增加其水平差异逐渐缩小,至深层其温、盐、密的分布均匀。
在垂直方向上的变化相对水平方向上要大得多,因为大洋的水平尺度比其深度要大几百倍至几千倍。
5、世界大洋的水量平衡
海洋与外界不断地进行水量交换。
海洋中水的来源及支出都是在地球系统自身之内进行循环的,所以又称为水循环。海洋中的水量收支分别影响着水温和盐度的分布与变化。
影响水平衡的因子:
海洋中水的收入主要靠降水、陆地径流和融冰;支出则主要是蒸发和结冰。
①蒸发
蒸发使海洋失去水量。
每年海洋失去的水量为(440~454)×103km3。蒸发将使海洋每年下降124~126cm。
②降水
为海洋水收入的最重要因子。每年达411~416×103km3。
③大陆径流
大陆径流及地下水入海是海洋水量收入的另一重要因子。
进入各大洋的径流量最大的为大西洋,其次为印度洋。对太平洋来说,注入最大的河流是中国的长江。
④结冰与融冰
结冰与融冰为海洋水平衡中的可逆过程。
海冰被海水冲击到陆地上使海洋失去水量,相反,冻结在陆地上冰的融化会使海洋水量增加。
如果被冻结在陆地上的冰全部融化流入海洋,将使海平面上升66m。
就目前地质年代而言,结冰与融冰的量基本上是平衡的。
二、海水的化学特性
1、海水的化学组成
①主要成份(大量、常量元素)
浓度大于1×10-6mg/kg。阳离子有Na+,K+,Ca2+,Mg2+和Sr2+,阴离子有Cl-,SO42-,Br-,HCO3- (CO32-),F-,分子形式存在的H3BO3。
%。
②溶于海水的气体成份
如氧、氮及惰性气体等。
③营养元素(营养盐、生源要素)
主要是与海洋植物生长有关的要素,如N,P及Si等。
④微量元素
在海水中含量很低,但又不属于营养元素者。
⑤海水中的有机物质
如氨基酸、腐植质、叶绿素等。