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海水的物理性质包括哪些?

发布时间:2019-08-06 16:18 来源:未知 编辑:admin

  海水温度是度量海水热量的一个重要指标,也是海洋热能的一种表现形式。海洋热能不仅驱动大部分的大洋环流,而且还制约着海洋生物系统运转的速率。海洋热量的收入,主要是来自太阳辐射的热量。有研究表明,到达海面的太阳总辐射的年总量达12.6×10^20~13.6×10^20kJ。其中8%的热量被反射回大气,其他的全部被海水所吸收。海洋表面年平均温度在-2℃~30℃,全球海洋年平均水温为17.4℃,相比全球年平均气温,要高出3.1℃。

  在一年四季中,海洋表层的温度并不稳定。一般来说,低纬度海区的水温,要高于高纬度海区的水温。同一海区的水温,在夏季高些,冬季低些。赤道海区的水温是最高的。太平洋西部赤道两侧为最高,形成著名的西太平洋暖流。海洋温度除有水平差异外,还会向深层逐渐降低,但上层降温快,下层降温慢,甚至趋向均匀。温度随深度而迅速降低的大洋水层称为温跃层,它是生物以及海水环流的一个重要分界面,它通常位于海面以下100~200米处。

  所谓海水密度,就是指单位体积内所含海水的质量。海水的密度要大于淡水的密度,约为1.022~1.028g/cm3,之所以比淡水的密度大,原因就是海水中含有许多溶解盐类。此外,海水会随着温度、盐度和气压的变化而变化。温度升高时密度减小,盐度增加时密度增大,气压加大时密度增大。这就是三者对海水密度的影响。

  此时你可以想象一下,假设有一艘轮船从长江口进入大海,会发生什么样的情况呢?很明显,不管是在长江还是在大海,同一艘轮船所需要的浮力都是相同的,都等于它的重量,不同的是需要排开液体的体积不同,由于海水的密度比淡水大,所以,只要排开较少体积的海水,就能获得同样的浮力,也就是说,轮船从长江进入大海时船体会自然而然地向上浮。

  自然世界中,并非所有的海水都是清澈透明的,有些地方的海水清澈透明,阳光可以照射很深,而有些地方的海水则比较混浊,阳光只能照射到很浅的海水。为了表示不同海域的海水能见程度,科学家们引进了透明度的概念,即透明度就是表示海水透明程度的一个量,它是人们衡量海水光学性质的重要参考。

  那么,该如何测量海水的透明度呢?首先要准备一个直径为30厘米的白色圆板,任何材质都可以,但要保证它能沉入水中,这种圆盘被称为透明度盘。其次在圆盘上系一根绳子,并在绳子上做好长度标记。然后把圆盘放入水中,让它缓慢沉下去,不要让圆盘过度倾斜。仔细观察沉入水中的白色圆盘,直至看不见时,记下圆盘在水中的深度,这就是该处海水的透明度,也可以说是能见度深度。

  海水的透明度会受到多种因素的影响,如海水的颜色、水中悬浮物、浮游生物、海水的涡动、入海径流,甚至天空的云量等。

  一般远离海岸的海水透明度较高,靠近大陆的海水透明度较低。世界各大洋的透明度值并不是一样的,平均来说,太平洋的水透明度比大西洋和印度洋的水要高。

  淡水结冰是在0℃,海水因含盐度较高,冰点要低于淡水。随着海水中含盐量的增大,海水的冰点降低,这是海水不易结冰的原因之一。另一个原因是海水密度最大时的温度低于淡水密度最大时的4℃,且随着盐度的增大而降低。所以,海水结冰的过程较为缓慢。

  海冰形成的过程非常复杂。从物理学上讲,寒冷的天气使表层海水散失热量,随之海水温度降低、密度增大,于是海水产生下沉,而底层海水密度偏小,便要上升到表层。这样海水的垂直的对流过程开始进行,对流会使整个水体的密度保持稳定。当海水对流停止时,海水就会逐渐结成冰。

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