因密度是单位体积中物质的质量。所以一般用1厘米中的质量(克)来表示。4"C时纯水的密度是0.99973克/厘米3。在海洋学上,很多情况下都是采用比重,并以4C的水作为基准。由于密度与比重之差甚微,因此实用上多采用同一数值。
海水的密度PS,O,p是盐度(S),温温度(0)和压力(p)的函数,但用数值表示时,采用下式表示的OS,O,p:
OS,O,p=(PS,O,p-1)×1000 (2.11)
例如密度pS,O,p为1.02575海水的OS,O,P值为25.75。在所采集的环境下海水的密度叫现场密度,在1大气压下,tC时的值用,表示,此外还可以换算成1大气压,0°C时的值,以。来表示。
由于o。仅仅是盐度的函数,根据克努森( Knudsen)的意见,它与氯度有如下关系:
O0=-0.069+1.4708C1-1.57×10-3C12+3.98
×10-C13 (2.12)
此外还有为算出在t℃下的密度的复杂公式。但在实际上可用表来计算。可采用克努森的水文表及日本海洋学会发行的海洋观测指针的附录《海洋观测常用表》。
比容是密度的倒数。温度在0≤T≤45℃,压力在1≤P≤1000巴范围内,纯水的比容可用下式表示:
VoP=V0,1-clog((B+P)/(B+1)) (2.13)
式中:B=2668.0+19.867T-0.311T2+1,778×10-3T3
C=0,315V0,1
另外,海水的比容P,在温度(T)0≤T≤20°C,压力(p)在1≤p≤1000巴,盐度(S)在30-40%0的范围内为:
VP=F1-(1-10-3S)Clog{(B*+P)/(B*+1)} (2.14)
式中:B*=(2670.8+6.89656S)+(19.39-0.0703178S)
T-0.223T2
在表2.1中,为以上各式计算出来的、盐度为35%和30%的海水在各种温度压力下的比容。
表2.1(a)S=30%的海水比容
P巴 | T(℃) | ||||
0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
1 | 0.97260 | 0.9738 | 0.97570 | 0.9784 | 0.9819 |
100 | 0.9681 | 0.9695 | 0.9717 | 0.9745 | 0.9780 |
200 | 0.9638 | 0.9654 | 0.9677 | 0.9706 | 0.9741 |
300 | 0,9596 | 0.9614 | 0.9638 | 0.9688 | 0.9703 |
400 | 0.9556 | 0.9576 | 0.9601 | 0.9631 | 0.9667 |
500 | 0,9517 | 0.9538 | 0.9564 | 0,9595 | 0.9631 |
600 | 0.9479 | 0.9502 | 0.9529 | 0.9560 | 0.9596 |
700 | 0,9412 | 0.9466 | 0.9494 | 0.9526 | 0.9562 |
800 | 0,9406 | 0.9432 | 0.9461 | 0.9493 | 0,9529 |
900 | 0.9371 | 0.9398 | 0.9428 | 0.9461 | 0.9497 |
1000 | 0.9337 | 0.9366 | 0.9396 | 0.9429 | 0.9466 |
表2.1(b)S=35%海水的比容
P(巴) | T(℃) | ||||
0 | 10 | 20 | 30 | 40 | |
1 | 0.9687 | 0.9700 | 0.9720 | 0.9748 | 0.9783 |
100 | 0.9644 | 0.9659 | 0.9680 | 0.9709 | 0.9744 |
200 | 0,9601 | 0.9618 | 0.9641 | 0.9670 | 0.9706 |
300 | 0.9560 | 0.9579 | 0.9603 | 0.9633 | 0.9668 |
400 | 0.9520 | 0.9541 | 0.9566 | 0.9597 | 0.9632 |
500 | 0.9481 | 0,9504 | 0.9530 | 0.9561 | 0.9597 |
600 | 0.9444 | 0.9468 | 0,9495 | 0.9527 | 0.9563 |
700 | 0.9408 | 0.9433 | 0.9461 | 0.9493 | 0.9530 |
800 | 0.9372 | 0.9399 | 0.9428 | 0.9461 | 0.9497 |
900 | 0,9338 | 0.9366 | 0.9396 | 0.9429 | 0.9465 |
1000 | 0.9305 | 0.9334 | 0.9365 | 0.9398 | 0.9434 |
比容随温度的变化,可用下式表示的热膨胀系数α来表示:
(aV/aT)p
a=---------度-1
V
纯水的热膨胀系数,在4C以下为负,但随盐度增加,负的范围则向低温一侧移动。此外,随着温度、盐度、压力增加,热膨胀系数则变大。在图2.3中表示出纯水及海水在各种盐度及压力下的膨胀系数。
比容随压力的变化,用压缩率YT表示。
(av/ap)T
Yr=ー---------
V
纯水的压缩率如1,3.3节所叙,在46℃附近有极小点。另外变为高压,也有同同样的倾向。在图图2.4中,示有0℃下的海水在各种压力、盐度时的压缩率。
补充资料:海水密度一般在1.02~1.07之间,它取决于温度、盐度和压力。同时,也要注意单位,海水密度在1.02~1.07g/cm之间或者在1020~1070kg/m之间,注意后者才是国际单位,前者是常用单位。
海水比重与盐度有关,总之都大于1。海水的盐度各个海区、近海、远海、季节都有差别。例如在珊瑚礁海域,在水温25℃时,测得天然海水的比重介于1.022-1.023间,天然海水的盐度介于3.3-3.5%间。
海水的主要运动形式,按成因有以下几种:1、风海流,即由于风的吹拂,而产生的海流。2、补偿流,即由于海平面高低,海水密度大小不同等原因导致的海水流动。按方向分为以下几种:1、水平洋流,即在水平面上运动的洋流。 2、垂直洋流,即上下运动的洋流。
化学物质:钠、镁、钙、钾、锶等五种阳离子;氯、硫酸根、碳酸氢根(包括碳酸根)、溴和氟等五种阴离子和硼酸分子,其中排在前三位的是钠、氯和镁。有机物质:如氨基酸、腐殖质、叶绿素等。