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海洋的“体重仪” |
发布时间:2015-05-11 |
海水的密度是指单位体积海水的质量, 单位为kg/m3或g/m3。给出一定的海水体积,我们就可用海水 密度算出海水重量。所以,我们把海水密度看做海洋的“体重仪”。由于不同海域和不同深度的海水密度略有差异,因此,位 于不同海域和不同深度的相同体积的海水重量也不相同。海水重 量是通过一个叫做“海水密度”的物理量计算出来的。 1.影响海水密度的因素 海水密度是受海水温度、盐度和压力(深度)影响的物理 量。海洋学上采用的密度也可用海水的密度与4‰时蒸馏水的 密度之比即比重来表示,因此,海水密度是个相对概念。 一般情况下,海水的密度主要受温度和盐度的影响,因此, 当不考虑压力因素时,温度降低,海洋中的盐度增加,海水密度 就会增大;温度升高,海洋中的盐度降低,海水密度就减小。 但是,在某些特殊情况下,还必须考虑压力的影响。那么, 密度与压力是什么关系呢?我们知道,海洋的上层空间是空气, 根据推算,同样体积的海水要比空气大约重1 000倍,而且海水每深10米,压力约增加10万帕斯卡。在世界海洋最深处11 034米深的马里亚纳海沟,海水压力达到100兆 帕。深度越深,压力越大,海水自身的体积就缩小,一般每增加10万帕斯卡压力,海水只缩小原来体积的47/100万。对于1万米水深处的海水,压力约为100兆帕,原先体积为1 000m3的海水,被压缩成935m3体积缩小了,密度自然就增大了,密度增加,比重就增大,故深海处海水重量要比浅水层的海水重量 大些。 2.海水密度的分布 海水密度一般在1 020.0 - 1 027.9kg /M3之间。大洋表层海 水的密度总体分布趋势是由赤道向两极逐渐增大。在赤道海区, 由于温度高,降水大于蒸发,盐度低,密度就小,约为 1 020.0kg/M3;亚热带海区,密度一般为1 024.0 kg/M3;在极地海区,温度低,海中多冰,蒸发量少,含盐量高,密度就大,南 极海区海水密度最大可1027.9kg/M3。近岸海域受大陆淡水流 人影响,盐度降低,密度减小,向外海逐渐增大。 在垂直方向上,海水密度白海面向下递增,但变化速度不同,在海洋最上层,密度在垂直方向上变化快;大约从1 500米 水深处,密度变化不再明显;在大洋深层,密度几乎不再随深度变化。海水密度在垂直方向上发生急剧变化会经常出现密度跃 。 由于海水密度一般都在1 000 kg/M3以上,为使用方便,通 常将实际密度值减去1 000 kg/M3,两者差值称为条件密度。 中国近海海水密度的分布和变化符合一般规律。冬季表层海水密度偏高,而夏季普遍偏低。在垂直方向上海水密度自海面向 下逐渐增大,冬季大多数浅海地区密度出现均匀层,夏季常出现密度跃层。 海水密度对军事活动影响较大。如海水密度能影响到舰船的 吃水深度和锚雷的定深,舰船由密度大的海区进入密度小的海区时,吃水深度会增加;另外,还影响到潜艇的上浮与下沉,掌握不准会造成潜艇触礁或擦底,尤其在海水密度变化很大的密度跃层海域,对于潜艇水下活动和水下声速传播影响最大。 |