[科普中國]-海水密度

釋義

海水密度是單位體積海水所含有的質(zhì)量。符號為ρ，單位為kg/m。它是海水溫度、鹽度和壓力的函數(shù)。2

相對密度是指在給定的物理條件下海水的密度與在4℃和1個大氣壓下沒有溶進空氣的蒸餾水密度之比，又稱比重，符號為α。因為4℃蒸餾水的密度可取為1，所以密度與比重有相同的量值。

現(xiàn)場密度是根據(jù)現(xiàn)場溫度t、實用鹽度s和壓力p計算出的海水密度，用符號ρs,t,p。表示。在海表面取P=0時的現(xiàn)場密度，以符號ρs,t,p表示。若水溫t=0℃，則現(xiàn)場密度僅為鹽度的函數(shù)，以符號ρs,0,0表示。

條件密度是在大氣壓力下，在海表面取P=0時，為簡便密度計算和書寫而引入的參量，用符號δ0和δs表示，即

δ0（δs,0,0）=(ρs,0,0-1) ×10

δt（δs,t,0）=(ts,t,0-1) ×1)

條件現(xiàn)場密度是在海區(qū)某一深度上p件0時的密度，簡化為

δt（δs,t,p）=(ts,t,p-1) ×1)

海水比容海水比容是單位質(zhì)量海水所具有的體積，是海水密度的倒數(shù)，單位為立方米/千克(m/kg)，它也是海水溫度、鹽度和壓力的函數(shù)。

現(xiàn)場比容是根據(jù)現(xiàn)場海水溫度t、實用鹽度S和壓力P計算出的海水比容，用符號αs,t,p表示。為簡便比容計算和書寫，同樣可引入條件現(xiàn)場比容Vs,t,p、P=0時的條件比容Vt(Vs,t,0)、p和t均為0時的條件比容V0(Vs,0,0)，它們分別為：

Vs,t,p=（αs,t,p-0.9）××.

Vt(Vs,t,0)= （αs,t,0-0.9）×10

Vt(Vs,t,0)= （αs,t,0-0.9）×10

物理海洋學中經(jīng)常使用比容偏差和熱比容偏差。比容偏差是海水現(xiàn)場比容αs,t,p與相同壓力下鹽度為35、溫度為0℃的海水比容α35,0,p之差，用符號占表示，即δ=αs,t,p-α35,0,p；熱比容偏差是海洋表面海水的比容偏差。用符號?s,t表示，即

?s,t =αs,t,0-α35,0,0

密度分布和變化在大洋上層，特別是表層，海水密度主要取決于海水的溫度和鹽度分布情況3。赤道區(qū)溫度最高，鹽度較低，因而表層海水密度最小，約為1.0230 g/cm。由赤道向兩極，密度逐漸增大。在副熱帶海域，雖然鹽度最大，但因溫度下降不大，仍然很高，所以密度雖有增大，但沒有相應(yīng)地出現(xiàn)極大值。海水最大密度出現(xiàn)在寒冷的極地海區(qū)，如在南極海區(qū)，密度可達1.0270g/cm以上。對于固定深度來講，海水密度只是溫度和鹽度的函數(shù)。因此，隨著深度的增加，密度的水平差異與溫度和鹽度的水平分布相似，在不斷減小，至大洋底層則已相當均勻。

大洋中，平均而言，溫度變化對密度變化的影響要比鹽度的大。因此，密度隨深度的變化主要取決于溫度。海水溫度隨著深度的分布是不均勻地遞降，因而海水的密度即隨深度的增加而不均勻地增大。約從1500 m開始，密度垂直梯度變??；在深層，密度幾乎不隨深度而變化。在赤道至副熱帶的低中緯海域，與溫度的上均勻?qū)酉鄳?yīng)的一層內(nèi)，密度基本上是均勻的。向下，與大洋主溫躍層相對應(yīng)，密度的鉛直梯度也很大，被稱為密度躍層。

凡是能影響海洋溫度、鹽度變化的因素都會影響海水密度的變化。大洋密度的日變化，由于影響因素的變化小，因此微不足道。在深層有密度躍層存在時，由于內(nèi)波作用，可能引起一些波動，但無明顯規(guī)律可循。其年變化規(guī)律，由于受溫度、鹽度年變化的影響，其綜合作用也導致了密度年變化的復雜性。

中國近海表層海水密度的分布和變化主要取決于溫度和鹽度。在中國海近岸地區(qū)，特別是河口地區(qū)，海水的鹽度變化大，因而那里海水密度主要由鹽度決定；在距河口較遠的海區(qū)，海水密度主要由溫度決定。表層海水密度總的分布特點是：冬季密度最大，夏季最?。淮杭緸榻得芷?，而秋季為增密期。由于海水密度是溫度和鹽度綜合作用的結(jié)果，因此其分布不如溫度、鹽度那樣規(guī)則，但總的趨勢是沿岸密度小，海區(qū)中央密度大，河口地區(qū)密度最小。