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第五章世界海洋中的水第一节海水的来源第二节海水的含盐量和化学成分第三节海水中的溶解气体第四节悬浮物质第五节海水温度第六节海水的物理性质第一节海水的来源构成海洋的主要成分是水体,在海洋形成时,海水到底是从哪來的呢?在讲述海洋水分时,我們首先就要讨论這个问题。我国唐朝大诗人李白的《將进酒》的开头是這样一句:“君不见黄河之水天上來,奔流到海不复回。”诗人为我們提供了一个海水來源的线索。我們早已知道,黄河的源头在青海省,它一路上汇聚众河,形成浩浩荡荡的浊流,直向渤海奔去.但是,浩瀚无垠的海洋,包蕴着13亿7千万立方千米的海水,這么多的海水仅靠江河注入是不现实的,那么,海水还有没有其他來源呢?第一节海水的来源目前,关於海水的來源也还是众說纷纭,但比较有代表性的是這样几种观点:有一种观点认为,在地球诞生的初期,大气圈和水圈是密不可分的,当时的水分呈气态(水蒸气)混於原始大气之中.随着地球的不断冷却,地面上的温度逐渐降低,於是,包围着地球的水蒸气开始冷凝成小水滴,小水滴漂浮在空中,集结成云雾,最后形成雨水降了下來。据說,大约在10亿年前,地球上不停地下着倾盆大雨,這种降雨长达若干万年.由於那时还没有生物,地球上连根草也没有,因此,雨水便冲洗着山岭,带走了泥沙和溶解物质,浊流滚滚,奔向地球低洼的地方,从而形成了原始的海洋。第一节海水的来源另一种观点认为,经计算,海水的质量比大气的质量要大282倍,在原始的地球上会有那么多水蒸汽吗?就算有這么多水汽,這些水汽又是从哪里跑出來的?於是人們应当从地球本身去寻找海水的來源。這种观点认为,地球最初的水绝大部分以岩石结晶水的形成存在於地球内。第一节海水的来源在地球诞生后的一段时期里,地球很不安分,处处出现大地龟裂和火山爆发。因此,地球内部的水通过岩浆活动逐渐析出和汇集於地表,或通过火山活动將高温水汽带到大气中,然后凝结成雨落到地表,在洋盆内汇合成海洋。第一节海水的来源人們可以设想這两种情况都同时或先后存在过,经过亿万年的风雨雷电、山崩地陷、烈焰腾空、岩浆奔流,终於形成了海洋.原始的海洋只是略带咸味,后來由於大大小小的水流在汇入海洋的路途上,溶解了一些物质,使海水中氯化物和硫酸盐含量增加,才使海洋变成了一个又咸又苦的“聚宝盆”。第一节海水的来源地球上的水到底从哪里来的呢?许多研究者认为,是从天上来的,来自坠落的冰陨石。美国科学家弗兰克最先发现冰陨石几乎每时每刻都在向地球袭击。他在研究1981至1986年间人造卫星发射回的数千张地球大气层的辐射图时,发现上面总是有一些小黑点,每个小黑点存在时间有两三分钟。他认为这些小黑点便是由一些撞入地球的冰球造成的,是它们融化成水蒸气留下的阴影。第一节海水的来源根据这些小黑点的大小和出现的频率,他推测每分钟大约有20颗冰球坠落在地球上,冰球的平均直径为10米左右,每颗可融化成100吨水。也就是说地球1年可能从这种冰球获得10亿吨水。由于地球至今已有46亿年的历史,所以地球可以从冰球中获得460亿亿吨水。也就是说地球上全部水是145亿亿吨的3倍。据此他断定,现在覆盖地球表面3/4的水,都是由冰球融化而来的。他还推测,千百万年以后,由于冰球的不断坠落,海洋的面积将会扩大,海洋水将会增加。如果在大海中游过泳,一定会有切身的体验。一不小心呛到海水,那又苦、又涩、又咸的感觉真让人难以忍受。一旦上岸,海水很快蒸发,一层白色的粉末布满全身,用手一摸,滑滑的感觉如同抹上了一层爽身粉,与汗液混在一起,让浑身粘糊糊的,十分不自在。这就是海水中的盐在从中捣蛋。第二节海水的含盐量和化学成分第二节海水的含盐量和化学成分海水中的盐,是一种极大的财富,是自然界带给人类一种浩荡的恩赐。在食品业、农业上广泛应用,增添了人类生活的美味。食盐,是人类一日三餐的必食品,即便只靠吃酱菜、咸菜、泡菜过日子的农民,也离不开食盐。对此,化学家们深感疑惑,不知道食盐与人体有什么关系。第二节海水的含盐量和化学成分他们研究的结果出乎意料:包括人类在内的动物血液中的化学元素含量与海水中“盐”的化学元素含量几乎没有差别!由于人类在活动过程中排出汗液而带走了盐分,使血液中各盐分的关系失去了平衡,时时需要盐的补充。这样,食盐成为人类的必不可少的一种食物。第二节海水的含盐量和化学成分进入开化时代的先民,就已知道海洋具有“渔盐之利”了。《世本》记载:“夙沙氏始煮海为盐。”据考证,夙沙氏是黄帝时代的一位诸侯,居住于山东沿海地区。这说明早在4000多年前的夏代,人类的生活就离不开美味的海盐了。第二节海水的含盐量和化学成分自有国家以来,盐就成为政府专控与专营的战略物质,成为权力与地位的象征,成为国家财政的源泉。曾几何时,盐就是俸禄,就是年薪,就是奖品。至今仍然使用的英文单词工资“Salary”是由盐“Salt”演化而来,足见盐在日常生活中的地位,足见盐带给生活的甘苦。第二节海水的含盐量和化学成分利用海水制盐的技术,随着历史的发展而进步着。早期的海盐,是支起很大的铁锅,燃起熊熊的柴火,烧干一桶桶的海水而煎熬出来的。汉朝之前史书上多有“煮海为盐”的记载。在低洼的海边,圈起封闭的海湾,或围起一块潮坪,开辟出海水在高潮位可灌入的盐田,利用自然界的太阳热力和风力的蒸发作用,晒海水制盐的工艺,比起“煮海为盐”,进步巨大。浓缩海水制盐和节约整理土地,是北疆电厂循环经济项目的最大亮点。一期工程投产后,天津市长芦汉沽盐场有限责任公司原盐年产量可提高50万吨,同时节省22平方公里的盐田用地。节省的盐田用地相当于8个汉沽区河西老城区。
海水制盐第二节海水的含盐量和化学成分传统上,中国、印度和少数气候条件特别适宜的国家一直大规模地利用海水来晒盐。进入工业化时期,海水制盐增加了机械化的工艺。在澳大利亚和墨西哥一些非常干旱的海岸地区,使用自动化机械进行海水晒盐,生产效率极大地得以提高,一个工人可年产原盐7000吨。第二节海水的含盐量和化学成分海盐作为一种食盐,原始人类已开始直接利用。随着分析化学的发展,在陆地上发现的百多种元素,在海水中易如反掌地找到了80多种。在现代人的眼里,海洋是一个巨大魔箱式的宝库,其中所蕴藏的可资利用的化学元素,就是一种几乎用之不竭的宝藏。长芦盐场的生产线长芦盐场作业区莺歌海盐场莺歌海盐场第二节海水的含盐量和化学成分海水的化学组成:海水是一种非常复杂的多组分水溶液。海水中各种元素都以一定的物理化学形态存在。在海水中铜的存在形式较为复杂,大部分是以有机络合物形式存在的。在自由离子中仅有一小部分以二价正离子形式存在,大部分都是以负离子络合物出现。海水中有含量极为丰富的钠,但其化学行为非常简单,它几乎全部以Na+离子形式存在。第二节海水的含盐量和化学成分海水中的成分可以划分为五类:1.主要成分(大量、常量元素):指海水中浓度大于1×10-6mg/kg的成分。属于此类的有阳离子Na+,K+,Ca2+,Mg2+和Sr2+五种,阴离子有Cl-,SO2-,Br-,HCO-3(CO2-),F-五种,还有以分子形式存在的H3BO3,其总和占海水盐分的99.9%。所以称为主要成分。第二节海水的含盐量和化学成分由于这些成分在海水中的含量较大,各成分的浓度比例近似恒定,生物活动和总盐度变化对其影响都不大,所以称为保守元素。海水中的Si含量有时也大于1mg/kg,但是由于其浓度受生物活动影响较大,性质不稳定,属于非保守元素,因此讨论主要成分时不包括Si。成分含量(g/kg)
成分
含量(g/kg)
Cl-
19.35
HCO3-
0.14
Na+
10.76
Br-
0.067
SO42-
2.71
Sr2+
0.008
Mg2+
1.29
B3+
0.004
Ca2+
0.41
F-
0.001
K+
0.39
海水的主要成分
第二节海水的含盐量和化学成分2.溶于海水的气体成分,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,通常是指N,P及Si等。这些要素在海水中的含量经常受到植物活动的影响,其含量很低时,会限制植物的正常生长,所以这些要素对生物有重要意义。海水中盐类与溶解气体的来源第二节海水的含盐量和化学成分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、腐殖质、叶绿素等。各地海水中泳者的感觉有差异吗?这个问题实质上就是海水有咸淡之分吗?一百多年前,人们并不知道各海域的海水有什么区别。直到1872年,英国的科学考察船“挑战者”开始探索海洋的奥秘,在航程近7万海里的水域,采集了大西洋、印度洋、太平洋等海域77件海水的样品,经分析化验,海水中的盐度果然不同。第二节海水的含盐量和化学成分“挑战者”号的航行是第一次对海洋进行全面的研究
1000克海水中含盐量最高的仅有38克,最少的也有33克。平均起来,1000克海水的含盐量为35克,用科学术语说,全球海洋平均盐度可视为35‰。全球海水盐度的变化有没有规律性呢?第二节海水的含盐量和化学成分南、北纬60°海区的海水盐度一样吗?为什么?海洋表面平均盐度和温度按纬线分布的曲线图3635343332
60º40º20º0º20º40º60º
302010010盐度(‰)温度(ºC)南北(纬度)一个海域海水的盐度随深度而发生变化。中低纬度海域表层海水的盐度较高,次表层海水盐度明显减小,此时称盐跃层,盐跃层之下,盐度趋于稳定,深于4000米的海水,盐度变化范围很小,基本趋于平均值。第二节海水的含盐量和化学成分高纬度海域,一般随着深度的增加,盐度随之增大。在局部海域,表层海水的盐度,也存在小于次表层盐度的情况,它在大量降水的海域或有河流注入的海域出现。第二节海水的含盐量和化学成分不同海域盐度自然也不同。大西洋的盐度最高,为34.90‰,印度洋次之,为34.76‰,太平洋最低,为34.62‰。世界含盐度最高的海域是红海,盐度超过40‰;盐度最低的则是波罗的海,平均盐度不超过8‰。海域中盐度的空间分布是极不均匀的。为什么会出现这种情况?第二节海水的含盐量和化学成分从全球海洋盐度分布可窥其端倪。赤道海域,盐度较低,而北纬5°附近海域,海水盐度达到最低值;到中纬度海域,海水盐度达到最高。而向南极或北极海域,海水盐度则趋于降低。海洋中等盐度线几乎平行于纬度线分布,即同一纬度的海水盐度几乎相等,这反映盐度变化受全球气候所控制。海洋赤道无风带多半时间偏向北半球,加上蒸发量少于降水量,所以北纬5°海域海水盐度最低。中纬度地区,蒸发量超过降水量,决定其海水盐度变化大。两极地区,海水温度较低,蒸发量小,加之有冰原淡水的补充,盐度自然较低。第二节海水的含盐量和化学成分大西洋沿岸无高大的山脉,北大西洋蒸发的水汽经东北信风带入北太平洋释放于巴拿马湾一带,因此大西洋把淡水给了太平洋,让太平洋的盐度降低,而本身增加了盐度。印度洋的海水温度较高,蒸发量较大,因而有较高的盐度;但印度洋与太平洋的洋流沟通较好,能够平抑印度洋盐度的上升。这样就决定了这三大洋盐度的差异。第二节海水的含盐量和化学成分红海的盐度最高,其北部高达42.8‰,这是其特殊的地理环境所导致。一方面,红海为印度洋的内海,东南部由狭窄的曼德海峡同印度洋相连,西北部则为深度不大的苏伊士运河与地中海相通,整个海区不易同地中海和印度洋的水体进行交换,较为闭塞。第二节海水的含盐量和化学成分另一方面,两岸均为千里黄沙,沙漠化伴随着炎热的气候,降雨稀少,河流干涸,淡水的补充极为有限。雪上加霜的是,红海的海底是地球的地热出口处,海水温度高,加剧了海水的蒸发。因此,红海成了一个自然的盐池,每年蒸发掉数米深的水层,导致盐度异常增高。第二节海水的含盐量和化学成分盐度最低的波罗的海,也是由特定的地理环境注定。波罗的海,属北欧的一个内海。曾经发育巨大冰原的斯堪的纳维亚半岛把波罗的海与北冰洋的挪威海隔开。波罗的海仅通过丹麦沿海与北海相连。由于不受温暖的墨西哥湾流的影响,波罗的海的海水温度较低,气温也较低,蒸发量较小。第二节海水的含盐量和化学成分三面环山,众多的湖泊河流源源不断地向波罗的海注入大量的淡水。墨西哥湾流给北欧带来大量的降雨,对波罗的海而言也是强大的淡水补充。所以,降水量远远多于蒸发量,导致波罗的海平均盐度在8‰左右,局部最高的不超过15‰。第二节海水的含盐量和化学成分纵观海洋,世界上75%的海域海水盐度介于34.5‰~35‰之间,世界上海水平均盐度约为34.72‰。本质上,海水的盐度差异不大,偶尔的变化或局部的变化,一定受海域的地理位置、周围的陆地河流、气候条件等因素左右。第二节海水的含盐量和化学成分海水中的盐从何处而来?许多科学家认为,海水中的盐有三个方面的来源:一是地球形成之初,火山爆发,从岩浆岩流体中分异而出的水汽含有大量的盐分,这种水汽在大气中冷凝后形成降雨,雨水汇聚形成含有一定盐分的原始海水。原始海洋中的海底还可能喷发出火山,含盐分的岩浆岩流体溶入海水,导致原始的海洋就存在着盐。第二节海水的含盐量和化学成分另一种来源是陆地上的降雨,形成与岩石、土壤密切相结合的地表水和地下水,汇聚成江河湖泊,大江大河携带整个流域的被溶解的盐分进入海洋,这些盐分日积月累,海水逐渐变咸。第二节海水的含盐量和化学成分第三种来源是海底深大断裂带上源源不断的热液,它是一种从地壳深处上来的岩浆所携带的含盐流体,其浓度是入海河流含盐浓度的数百倍。能给海水带来多少盐,科学家目前尚不能进行全面的评估。第二节海水的含盐量和化学成分从淡水湖、咸水湖至盐湖的演变,就可以看到海水是如何一步步变咸的。所以,现代科学对亚里士多德提出的海水如何变咸的问题的回答,可能是:“开初的海水不怎么咸,也许人的舌头没有咸的感觉。海水是随时间而变咸的,不管它的盐分是从岩石、土壤中来,还是从火山流体中来,海水随蒸发作用的持续,海水将变得越来越咸。”第二节海水的含盐量和化学成分第三节海水中的溶解气体
海水中的氣體主要來自大氣、海底火山活動和海水中的化學作用。
由於光合作用和呼吸作用影響氧氣及二氧化碳的含量,因此生物活動對氧氣和二氧化碳含量分布影響很大。 表層的浮游植物行光合作用,因此海水二氧化碳含量表層最少、深層較多;氧氣含量則是表層最多、深層較少。第三节海水中的溶解气体海水中除含有无机盐和有机物外,还溶解有一些气体。因为海水表面与大气接触,必然会把大气中某些成分溶解在海水中,这些气体在海洋和大气之间不断进行交换,存在着动态平衡。表层海水与大气接触,溶解有充足的氧气,氧气在两相之间存在近似的平衡。由于某种原因(升温、降温、生物活动等)而破坏这一平衡时,表层氧气会逸出或溶入而达到新的平衡。在几千米的深海中也不缺乏氧气,正是深海环流把表层的富氧水带到深层的结果。如果没有深海环流,仅表层水有充足的氧气而深层缺氧则海洋水会变成污水。第三节海水中的溶解气体海水中的溶解氧含量与海洋生物活动有关,海洋植物在光合作用中放出氧气,进行呼吸作用时要消耗水中氧气。光合作用主要发生在深度不大的光合层,所释放的氧气与光照、生物密度和活动情况等有关,因此可以利用表层海水氧气的含量推测生物活动的情况。第三节海水中的溶解气体海气相互作用模式大气海洋能量物质第三节海水中的溶解气体近年来海洋与大气的交换作用受到重视,有的气体可以被海洋吸收,如CO2;而有的气体只能由海洋向大气输送,如CO2。只有充分掌握海气交换的机理、交换速率等才有可能正确了解气体在地球上的循环过程。第三节海水中的溶解气体海水中有些气体参加生物和化学的反应,例如CO2,O2等,有些则不参加反应,叫做保守气体,如惰性气体和氮气等。保守气体在海水的分布仅受海水物理过程的影响,相反,海水中的氧气除了受物理过程影响之外,还受到生物、化学过程的影响。因此,从氮气和氧气的分布差异可以了解海洋中氧气的生物化学过程。第三节海水中的溶解气体气体的溶解度:当气体在大气和海水之间达到平衡时,海水中溶解气体的浓度决定于气体在水面上的分压、海水的温度和盐度,单位为微摩尔每立方分米(μmol/dm3),以往曾用cm3/dm3,cm3/kg或者μmol/kg。第四节悬浮物质海水中包括胶粒在内的、分散度不同的各种悬浮物质。它们的粒径一般在几至几百微米之间。为了研究其化学组成,通常用孔径为0.45微米的过滤膜将其从海水中分离出来。悬浮物包含有机组分和无机组分两类:①有机组分。主要是生物残骸、排泄物和分解物,由纤维素、淀粉等碳水化合物、蛋白质、类脂物质和壳质等所组成。第四节悬浮物质②无机组分。包括石英、长石、碳酸盐和粘土等来自大陆的矿物碎屑,在海水化学过程中所生成的硅酸盐、钙十字石、碳酸盐、硫酸盐和水合氧化物等次生矿物,在生物过程中生成的硅骨架碎屑等生源物质。为细菌和其他微生物的繁殖提供了有利的条件。第四节悬浮物质海洋水体中的悬浮物,悬浮颗粒所携带的这些有机物,大都要沉降到海底,因而常荷负电。其沉降速率主要取决于颗粒的大小和几何形状,例如粒径为2~20微米的球状悬浮物,海水中悬浮物的沉降速度约为0.1~10米/天。在深度达3650米的海域,从表层沉降到洋底要经过1~100年的时间。实际上,在沉降的过程中,它们经历着溶解、沉淀、絮凝、离子交换、吸附和解吸等一系列的物理化学过程。这些过程对海水微量元素的含量分布起着重要的控制作用。第四节悬浮物质
1939年,K.卡勒首次利用丁铎尔效应直接测量海水中悬浮物的含量,组成比较复杂,1953年,N.G.杰尔洛夫应用光学方法测定了太平洋、大西洋、印度洋、红海和地中海的悬浮物的时空分布。结果表明:海水中悬浮物的含量随地理位置和季节而有很大的变化。第四节悬浮物质悬浮物的含量,其组成随深度而变化:在表层的海水中,决定着海水的水色和透明度,主要包含颗粒有机物、无铝无机物和铝硅酸盐3类,还直接影响着海水的声学性质和其他的光学性质。大洋中的悬浮物:大洋中悬浮物含量只有几微克/升,水色多呈浅蓝、绿以至于黄。粒度微小,水色深蓝;近岸和河口海区的悬浮物含量达到100毫克/升左右,而且颗粒较粗,水色多呈浅蓝、绿以至于黄。第四节悬浮物质第四节悬浮物质离岸越远,生物过程和化学过程中形成的成分(次生成分)越多。它们经历着溶解、沉淀、絮凝、离子交换、吸附和解吸等一系列的物理化学过程。虽然在沿岸海水中无机组分和有机组分在深浅不同的水层的含量变化幅度比较大,但是平均起来,前者的含量稍多于后者。从表层沉降到洋底要经过1~100年的时间。例如墨西哥湾的悬浮物中,颗粒有机物的平均含量只占40%左右。第四节悬浮物质海水中悬浮物的表面,能够有选择地吸附有机负离子,因而常荷负电。悬浮颗粒所携带的这些有机物,海洋水体中的悬浮物,为细菌和其他微生物的繁殖提供了有利的条件。第五节海水温度海洋水的温度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。海洋的热几乎全部来自太阳辐射能。有人估计到达海面的太阳总辐射的年总量达12.613.6×1020kJ。其中8%被反射回大气,其余为海水吸收,其中60%为表面1米深的海水所吸收。故此海面温度较高。第五节海水温度(一)水的热力学性质
水的热力学性质决定着海水温度状况。水具有很大的热容量①它比土壤大2~3倍,比岩石大5~
7倍,比空气大3000多倍。地表热能主要来自太阳辐射。海洋面积辽阔、水量多、热容量大,所以海水温度变化缓慢、变化幅度很小。来自太阳辐射的能量主要储于海洋中,它对全球气候有着显著的调节作用。美研究发现海水温度变化可预测亚马孙雨林火灾新华网华盛顿2011年11月11日电(记者任海军)巴西一只蝴蝶扇动翅膀改变空气流动,最后可能在美国引发龙卷风……这就是人们所说的“蝴蝶效应”。美国研究人员报告说,大西洋和太平洋海面水温的微小变化也与南美亚马孙热带雨林的火灾具有密切联系,这种变化可以用来预测来年的火灾情况。美国加利福尼亚大学欧文分校的研究人员利用美国航天局获得的南美地区火灾活动卫星数据,建立了过去10年大西洋和太平洋海水表面温度变化、亚马孙雨林野火存续期及强度的模型。他们发现,如果大西洋海水温度升高0.25摄氏度、太平洋海水温度升高1摄氏度以上,亚马孙雨林在下一年度通常会出现更多大面积野火。美研究发现海水温度变化可预测亚马孙雨林火灾研究人员说:“海水温度变化很微小,但足以对热带雨林生态系统造成重要影响。”他们认为,大西洋和太平洋海水温度变化会影响到亚马孙地区的降水。海水温度升高会使降水减少,从而使这一地区变得更加干旱,森林火灾更易发生。美研究发现海水温度变化可预测亚马孙雨林火灾海水温度的水平变化规律01234561020300102001020深度(km)温度(℃)海水温度的垂直变化规律第五节海水温度(二)海水温度的变化
这里海水温度指海洋表面的水温,具有日变化与季节变化。海水温度的日变化,在热带为0.5~
1℃,在温带为0.4℃左右,在寒带只有0.1℃,内海因受大陆影响可达2~
4℃。第五节海水温度日变化所及深度,一般不超过30米。海水温度季节变化,在大洋中心部分很少超过1~
2℃,在热带与寒带一般不超过2~
3℃,温带海水温度受大气温度变化影响较大,可达5℃左右。在洋流流经的海域,水温季节变化可达5~
10℃;内海、边缘海超过15°,例如我国渤海深入内陆,又处于温带,水温季节变化大于20℃。季节变化所及深度,可达300~
400米。这一层以下水温几乎常年不变,称为常温层。第五节海水温度常温层以下,海水温度随深度增加而降低,至3000~
4000米深海,水温大致在2~
3℃或更低,无论在热带或寒带,都是如此。这是因为,海水温度在2~
1℃时,海水密度最大,以至两极冷水下沉到底部并缓慢地流向赤道,而赤道表层暖水流向两极,以补充极地大洋底部流出的冷水。第五节海水温度(三)海水温度的分布
海水表层温度的水平分布,主要受地理纬度的制约。大洋表层年平均温度,在赤道为27℃左右,南北纬30°~
40°为18℃左右,两极水域低于0℃。由于南半球海洋面积更广,北半球大陆相对集中,以致相同纬度,北半球的海水表层温度比南半球高,但底层差别不大。2月份海水温度分布与8月份的差异在哪?2月份海水温度分布第五节海水温度大洋与海的表层水温状况有所不同。大洋中心部分不受大陆影响,表层水温稳定,而内海、边缘海受大陆或所在地区气候影响显著,表层水温差异很大。例如,波斯湾、红海、既处于热带干燥气候区域,又深入大陆内部,深受大陆影响,其表层水温可达35℃,反比赤道带海洋表层水温高。海水温度垂直分布相当简单,在常温层以下,大致深度每增加1000米,温度降低1~
2℃。世界上水温最高的海第五节海水温度
WWF的简报指出,海水温度升高导致珊瑚白化,正威胁着澳大利亚的大堡礁;冰川不断退化,加重了中国长江水资源短缺的危险。在长江流域,WWF正在评估当地情况,并将与政府和地方社区共同建立示范点,探索如何更好地应对气候变化带来的影响。海水温度升高导致珊瑚白化世界最大的珊瑚礁白化的珊瑚第五节海水温度海水温度异常将引起旱灾
海洋给大地带来湿润的风和雨,这是人们的普遍印象。但美国气象研究人员发现,海洋还与旱灾有关,而这其中的关键是洋面温度的异常变化。新研究成果将有助于预测旱灾。据最新一期美国《科学》杂志报道,上世纪30年代,美国曾发生大干旱,期间太平洋洋面温度比正常值平均低零点几摄氏度,大西洋的温度则略高于正常水平。美国宇航局一个气象研究小组设计了一种计算模型,准确地再现了当时的情景。第五节海水温度多达50次的反复模拟发现,这场大干旱的直接原因就是海水温度的异常变化。只要存在这种状况,不管当时的其他气候条件如何,大干旱都会出现。目前,美国宇航局研究人员设计的计算机气候模型能提前半年至一年预告干旱天气。研究人员相信,加入深海水温数据分析能提高模型的预测能力。第五节海水温度海水温度曾高达80℃:海水曾经滚烫,这一说法并不新鲜,很久前就有科学家推断海水曾经高达80摄氏度,但一直无法予以证明。经过7年努力,两名法国科学家终于证实了这一说法。第五节海水温度过去7年间,两位研究人员借助离子仪对大量古老的沉积硅质岩进行研究,测定这些岩石中硅的各种同位素比例。第五节海水温度研究人员表示,两种测试结果同时证明海水温度从20亿年前开始加速下降,直至8亿年前下降到20摄氏度左右。他们指出,科学界发现的地球上最早的生命是35亿年前的细菌,但真正的多细胞生物只有到近6亿年才出现,这可能是因为海水温度更适合生命的繁殖和进化。第五节海水温度地球早在45亿年前就已形成,但人类至今尚未发现比35亿年前更早的沉积岩。他们推算,45亿年前的海水温度应该超过100摄氏度,也就是说所有的水分子都含在空气中,因此不可能产生沉积岩,这也是人类无法找到更早的沉积岩的原因。第五节海水温度综上所述海水温度可用三个字概括:一是“变”,世界上哪有不变的道理?已名垂千古的古希腊哲学家赫拉克里特说“一切皆流,无物常住”,“人不能两次踏入同一条河流”,早就道破世界永远处于变化之中的道理,海水温度的变化,只是一个实际的例子而已。第五节海水温度二是“换”,世界有两极,或者说世界可以二分,风水轮流转,河东三十年,河西三十年,正如宋代朱熹一针见血所指出的“物极必反”,暖期过后是冷期,冷期之后必是暖期。第五节海水温度三是“制”,海水不可能永远热上去,也不可能永远冷下来,冥冥之中,海水温度的变化只在一定范围内出现,变化的过程,总有神不知鬼不觉的因素在左右着,制约着。海水的温度随时随地而变,这倒是符合自然界可变、应变、善变的脾气。第六节海水的物理性质海水密度海水透明度及水色海冰海水的热力学性质第六节海水的物理性质海水密度海水密度是指单位体积中所含的海水质量。它不同于海水温度和盐度,除表层可用比重计外,不能直接测定,需根据海水温度和盐度计算求得。海水密度是温度、盐度和压力的函数,可以Ps=∫(t,p),表示温度t、盐度s和压力p时的海水密度。对于固定深度来讲,海水密度只是温度和盐度的函数,它随盐度的增加而增大,随温度的增高而减少。第六节海水的物理性质引起密度日变化的因子也主要是太阳辐射、内波和潮流。当盐度变化大时,密度的日变曲线与盐度的日变曲线一致;当温度变化剧烈时,密度的日变化与温度的日变曲线相近。在河口地区,密度的年变化主要取决于盐度的年变化;而在外海,温度变化要比盐度剧烈,所以密度的年变化又主要取决于温度的年变化。第六节海水的物理性质海水透明度及水色透明度及水色是水光学因子的两种不同表达方式。前者表示海水能见程度的一个量度,后者是由海水的光学性质及海洋中悬浮物质所决定的
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