第四章 盐度测量

第四章盐度测量主要内容盐度的定义和演变盐度的测量SYC2-2型实验室海水盐度计测盐度1概述海洋中储存了来自陆地的大量化学溶解物质海水中含量最多的11种化学物质五种阳离子：钠、镁、钙、钾、锶五种阴离子：氯、硫酸根、碳酸氢根、溴、氟硼酸分子用盐度表示海水中化学物质的多寡海水的盐度是海水含盐量的定量量度海水最重要的理化特性之一与沿岸径流量、降水、及海面蒸发密切相关影响和制约其它水文、化学、生物等要素分布变化24.1盐度的定义和演变绝对盐度：海水中溶解物质质量与海水质量比值不能直接测量各种实用盐度定义诞生34.1盐度的定义和演变一、克纽森盐度公式(1902年)原始定义：1kg海水中，碳酸盐全部转换成氧化物，溴和碘全部以当量的氯置换，有机物全部氧化后，所含无机盐的克数，单位是g/kg，符号为‰测量方法：取一定量的海水样品，加盐酸酸化后，再加氯水，蒸干后继续增温，在480˚C的条件下干燥48小时，称量剩余固体物质的质量上述方法操作十分复杂，测一个样品要花费几天时间，不适合于海洋调查4实践中，测定海水的氯度(Cl‰)，基于海水组成恒定性规律，间接计算盐度(克纽森盐度公式)：氯度：1kg海水中以氯置换溴和碘后，氯离子的总克数克纽森盐度公式用统一的硝酸银滴定法和海洋常用表，在实际工作中显示了极大的优越性此公式只是一种近似关系滴定法在船上操作不方便氯度为0时，盐度值大于0海水组成恒定性规律不够严格5海水组成恒定性原理定义：海水的总含盐量或盐度是可变的，但常量成分浓度之间的比值几乎保持恒定发现：1819年Marcet在分析了北冰洋、大西洋、地中海、黑海、波罗的海、中国海和白海等多处海水水样后，提出了“全世界一切海水水样，都含有同样种类的成分，这些成分之间只有盐含量总值不同的区别”Dittmar从“H.M.S.Challenger”号调查船在环球航行所采集的77个水样分析中也证实了Marcet结论的正确性

Marcet原理提出的海水常量成分浓度之间的比值只是几乎保持恒定并非绝对恒定6二、1969年电导盐度定义原理对于粗细均匀的导体，材料和温度一致时，其电阻与长度L成正比、横截面积S成反比：

R=ρL/Sρ：电阻率，倒数称为电导率海水的电导率取决于其温度、盐度和压力测定海水的电导率和温度、压力，即可求得海水的盐度7820世纪60年代初，英国国立海洋研究所Cox等人从各大洋及波罗的海、黑海、地中海和红海采集了200m层以浅的135个海水样品应用标准海水(盐度35.000‰，温度15˚C，天然大洋海水)，准确测定水样的氯度值测定具有不同盐度的水样与标准海水在一个标准大气压下的电导比(R15)得到盐度-氯度的新关系式和盐度-相对电导率关系式91969年电导盐度定义优缺点优点：准确度高，速度快，操作简便，适于海上现场观测缺点：以海水组成恒定性为基础定义中所用水样均为表层，不能反映大洋深处由于海水的成分变化而引起电导值变化的情况国际海洋用表中的温度范围为10˚C~31˚C，温度低于10˚C时，电导值要用其他方法校正，从而带来误差

为克服盐度标准受海水成分影响的问题，建立了实用盐标三、1978年实用盐标(psu:practicalsalinityunit)依然采用电导的方法测定海水的盐度与1969年电导盐度定义不同之处：克服了海水盐度标准受海水成分变化的影响问题采用高纯度的KCl制成一定浓度的溶液，作为盐度的准确参考标准，而与海水样品的氯度值无关10K15：15oC和一个标准大气压下海水样品与标准KCl溶液的电导率比值K15=1：S=35(无量纲量)任意温度下海水样品电导比RT的盐度表达式114.2盐度的测量一、观测时间、标准层次及准确度要求观测时间：与水温同时观测大面或断面站：船到站即观测一次连续站：每2小时观测一次标准层次：与温度相同准确度要求12准确度等级准确度分辨率1±0.020.0052±0.050.013±0.20.05二、盐度的测量方法化学方法和物理方法两大类化学方法(硝酸银滴定法)克纽森盐度定义物理方法比重法折射率法电导法13三、利用现场温盐深仪CTD测量盐度原理从现场调查的CTD获取的相对电导率R、温度、压力数据，须经过处理后才能得到盐度资料现场测定的相对电导率可分为三部分：14压力对电导比的影响15温度对电导比的影响rT：标准海水的温度系数16盐度对电导比的影响RT17注意事项:①观测期间CTD应每天与实验室盐度计进行比测，以确保其准确度，如达不到要求，应重新标定②CTD电导率传感器必须保持清洁，每次观测完毕应用蒸馏水冲洗，不能残留盐粒和污物4.3SYC2-2型实验室海水盐度计测盐度一、仪器参数利用电极电导池测试海水相对电导率的仪器18参数数值测量盐度范围3~43使用环境温度>0˚C被测水样温度0˚C~40˚C仪器准确度±0.003消耗水样体积60mL仪器采用双电导池结构，一个充灌标准海水，用于温度补偿；另一个用于样品海水的测量两电导池同置于一小型的非恒温水浴中，水浴中有一微型电动搅拌器，使两电导池温度一致19SYA2-2型