海水的性质:海水密度

作者:孙湘平    文章来源:《中国的海洋》    点击数:    更新时间:2004-10-26

三、海水的性质

(三)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。所以海水密度是属于第二缘摹?/FONT>

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。因此,凡是影响水温和盐度的因子,都对海水的密度有影响。由于海水的密度均大于1,且密度数值的前二位数字对所有的海水密度都是相同的,因而为简便起见,常把密度减1,再将小数点向后移动三位,所得的密度值称为条件密度,即σs,t,p=(ρs,t,p1)×103。若ρs,t,p1.02526,则σs,t,p=25.26。

由于中国近海多为浅海,除某些深度较大的海域需进行压力订正外,多数海域的海水密度分布与变化,可不考虑压力的影响。近岸地区特别是河口附近,海水盐度变化较大,密度主要取决于海水盐度;在外海,尤其是盐度分布比较均匀的下层,密度值主要取决于海水温度。

中国近海的表层密度以冬季最大,夏季最小,春季为降密期,而秋季为增密期。由于密度是海水温度和盐度综合作用的结果,所以密度的分布不如温度和盐度分布那样规则,但总的趋势仍是沿岸低,海区中央密度大,河口地区密度最小(图7)。

冬季的海水由于温度最低,盐度升至最高,所以密度也最大。渤海中央及渤海海峡表层密度为25.0左右,辽东湾为24.5,渤海湾及莱州湾分别为23.5及21.5。黄海的表层密度值与渤海差不多,黄海中央为25.0~25.5,鸭绿江口及西朝鲜湾分别为23.0及22.0,成山角附近为24.0。朝鲜半岛西岸表层密度大于中国的鲁、苏沿岸,前者为25.0~25.5,后者为24.5左右。东海的表层密度呈东高西低分布形式,西部沿岸表层密度为24.0以下,尤以长江口—杭州湾一带为中国沿海的最低密度区,表层最低密度在15.0以下;黑潮及对马暖流区为24.5~25.5。台湾海峡地区表层密度为23.5~24.0。南海的表层等密度线几乎呈纬向分布,密度值由北往南随着纬度的递减而降低。北部陆架区的密度为23.5~24.0,南海中部为21.5~23.0,北部湾为23.0~23.5。

夏季海水表层密度分布的总趋势与冬季有些相似,但由于此时盐度降至最低,水温升至最高,所以夏季的表层密度普遍降低,为一年中密度最低的季节。渤海中央海域表层密度为19.0~20.0,沿岸地区为16.0~18.0,河口地区在15.0以下。黄海东部仍为高密区,表层密度为20.0~20.5,西部相对低密,表层密度为19.0。鸭绿江口和西朝鲜湾为18.0。东海大部分海域的表层密度分布为东北—西南向,黑潮区及对马暖流区表层密度为21.0~21.5;而长江口—杭州湾一带有一明显的低密水舌伸向济州岛方向,低密水舌的伸展范围远比冬季要大,中心值小于10.0,从而在那里出现很强的水平梯度。台湾海峡地区表层密度为21.0~21.5。南海北部表层密度为18.0~21.0,珠江口附近也有一支低密度水舌向外伸展,但向外伸展的势力比长江口—杭州湾那支要小,仅限于沿岸的狭窄地带。海南岛东部也有一个范围很小的相对高密区,可能是由于那里有深层冷水涌升的缘故。南海中部表层密度为21.0,北部湾为18.0~20.0。

温度和盐度的垂直分布类型,相应地决定了海水密度的垂直分布类型。由于温度、盐度在表层变化最大,因而海水密度的变化也以海洋表层为最大。海水密度通常随深度变化的趋势,是和盐度随深度变化的趋势相一致,而和温度随深度变化的趋势相反。冬季,由于对流混合和涡动混合增强,使浅海地区的密度垂直分布趋于上下均匀一致的状态。夏季,在温、盐度出现跃层的附近,也相应地出现了密度的跃层现象,密跃层的位置大体与温跃层和盐跃层的位置相当。

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。



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