关于海水的盐度和温度

海水温度、盐度和密度是三个重要的海洋水文要素。它们与航海的关系非常密切。低温海水是造成海难死亡的重要原因；海水盐度的变化直接影响船舶的吃水和某些与海水导电性能有关的器材的使用，某些盐类对船体起腐蚀作用；海水密度的变化影响海流的分布及海冰的形成。因此，这些要素对航海来说也是必须了解的知识。

一、海水温度

1．海水温度的定义

海水温度(Sea-Water Temperature)是度量海水冷热程度的物理量。其单位同气温。

2．表层海水温度的分布

海水不断地从各个方面吸收热量（主要是太阳辐射），同时又以各种形式散发热量（主要是蒸发），海水温度的高低主要取决于海水热量的收支情况。一年中，世界海洋热量的收入和支出，基本上是平衡的。但是，各个海区的热量收支并不平衡。在低纬度的海区，热量收入大于支出，海水温度较高；在较高纬度的海区，热量的收入小于支出，海水的温度较低。因此世界海洋表层海水的温度分布，表现为由低纬向高纬递减的规律。另外，世界海洋表层海水的温度分布状况，还受气象、沿岸地形、洋流等因素的影响。一般来说，同一海区的水温，夏季高些，冬季低些；同纬度的海区相比较，有暖流流过的海区，水温要比有寒流流过的海区的水温高些；沿岸海区水温变化幅度较外海大，冬季水温低于外海，夏季水温高于外海。

海洋中表层水温变化的幅度一般为-2℃～30℃。在海洋深处，温度一般都很低，而且较稳定，大约在-1℃～4℃之间。

在各大洋中，年平均表面水温以太平洋最高，为19.1℃；印度洋次之，为17.0℃；大西洋较低，为16.9℃。三大洋平均水温为17.4℃，比近地面年平均气温（14.4℃）高3℃。

中国海靠近亚洲大陆，受大陆热力性质的影响显著，加上水深较浅、江河径流、近海海流等因素的影响，使得中国海水温分布和变化比大洋复杂。图1.17为中国近海表层水温分布图。由图可见，中国海水温分布的特点是：冬季（2月）南北温差较大（相差达26℃），黄海中部有一个明显向北凸出的高温水舌，同纬度比较，沿岸表层水温低于外海；夏季（8月）南北温差小（仅差4℃～5℃），同纬度比较，沿岸表层水温高于外海。

3．海水温度的垂直分布

从总体上来说，海水温度随海水深度的增加而降低的，在1000米以下深度，水温随深度的变化很缓慢，在3000米以下，水温随深度基本不变，保持在2℃左右。

但由于海水的混合、季节变化和海流等的影响，水温不是随深度简单地递减，而有时会出现同温、水温递增以及水温剧减或剧增的跃变层。

4．海水温度的日、年变化

1）日变化

一般来说，在天气晴朗之时，表层水温的日变化与气温的日变化趋势一致。日最高水温出现在午后13～15时，日最低水温出现在凌晨4～6时。水温极值出现的时间比气温落后2个小时左右。但情况并非都是这样。例如天气突然变化时，气温变化往往较大，而水温却变化较小，从而使水、气温的日变化趋势难以趋于一致。

通常，沿岸浅水区水温日变化较大，海区中央及深水区的水温日变化较小；表层水温日变化较大，深层水温日变化较小；低纬海区水温日变化较大，高纬海区水温日变化较小。

2）年变化

表层水温的年变化，一般比气温年变化落后1～2个月，北半球月平均最高水温出现在8～9月，最低水温出现在2～3月。在赤道、热带海区以及寒带海区年变化较小，一般只有2～3℃，温带海区较大，为5～10℃。

海水温度的日、年变化与气温的日、年变化比较，有以下特点：一是水温的变化幅度较气温小；二是水温的变化位相落后于气温的变化位相；三是冬季水温高于气温，夏季水温低于气温。

二、海水盐度

1．海水盐度的定义

海水盐度(Sea-Water Salinity)的通俗定义是1kg海水中所含盐分的总克数。例如，1kg海水中含有35g盐分，记为S=35‰。

由于海水成分的复杂性，不能用直接的化学方法来测定海水中的总盐量。1979年国际海洋组织利用海水电导率随盐度的改变而改变的性质，重新定义了海水盐度，称为实用盐度，符号为S，单位为10-3。

海水实用盐度由如下公式确定：

S=a0+a1k151/2+a2k15+a3k153/2+a4k152+a5k155/2

式中:

a0=0.0080；a1=-0.1692；a2=25.3851；a3=14.0941；a4=-7.0261；a5=2.7081。

k15是温度为15℃时，一个标准大气下，海水样品的电导率与相同温度和压强下质量比为32.4356×10-3氯化钾溶液的电导率比值。当k15精确地等于1时，海水样品的实用盐度恰好等于35，即∑ai=35.0000。

2．大洋中盐度的分布

影响海水盐度分布的因素有很多，主要是降水和蒸发、河川径流、洋流、融冰、结冰等。它们对盐度分布的影响见表1.11。

表1.11 影响盐度分布的因素

因素

盐度变化

盐度增高

盐度降低

降水和蒸发

蒸发量>降水量

降水量>蒸发量

河川径流

无河水、冰雪融水汇入

有河水、冰雪融水汇入

洋流

暖流流经

寒流流经

融冰、结冰

结冰

融冰

一般来说，大洋中海水盐度的高低，主要取决于蒸发量和降水量的对比关系。大洋表面盐度分布的规律是：从南北半球的副热带海区分别向两侧的高纬度和低纬度递减（如图1.18所示）。这是因为：副热带海区，蒸发量大于降水量，海洋表面海水的盐度最大；赤道北区，降水多于蒸发，盐度较低；从副热带向两极，蒸发逐渐减少，盐度也逐渐降低。红海位于副热带，蒸发量大，降水量很少，又由于从陆地流入的淡水也少，因此盐度很高大，达41‰，是世界盐度最高的海域；波罗的海地处高纬度，蒸发量小，又由于陆地上汇入大量的淡水，因此盐度很低，不超过0.1‰，是世界上盐度最低的海域。

各大洋的边缘受大陆径流的影响，盐度较低。

中国海盐度分布的特点是自北向南逐渐增大，从沿岸向外海逐渐增大，冬季比夏季大。渤海，盐度在31‰以下，中央区较高，沿岸由于大量淡水注入，盐度较小，其值低于26‰；黄海，北部盐度为30‰～32‰，南部盐度为32‰～33‰；东海，除长江口一带盐度低于30‰以外，大部分海区盐度为32‰～34‰；南海，盐度较高，为32‰～34‰。

3．海水盐度的垂直分布

海洋中盐度的垂直分布，受海流、降水、蒸发等较多因素的影响。由于主要影响因子随时间和地点而异，因此盐度的垂直分布是多变的。但在1000m的深海中，盐度无大变化，保持在34.7～34.9‰之间。

三、海水密度

1．海水密度的定义

海水密度(Sea-Water Density)是指单位体积海水的质量，单位为g/cm3。

由于海水中含有大量盐分，其密度要比纯水大一些。例如，在一个大气压下，温度是4℃时，纯水的密度是1.00 g/cm3，而海水的密度是1.01～1.01 g/cm3。

由于海水密度都大于1，且密度数值的前两位数字对海洋各处海水密度都相同，因而为简便起见，常把密度减1，再将小数点向后移动3位，这样所得的密度称为条件密度。如海水密度为1.02526 g/cm3，则其条件密度为25.26。

2．大洋海水密度的分布

海水密度是随温度、盐度和压强的改变而改变的。通常是温度低、盐度高、压力大，密度就大。对于固定深度来讲，海水密度只是温度和盐度的函数。在赤道地区，由于温度高，降水大于蒸发，盐度低，因而海水的密度小，约1.0230。由赤道向两极，密度逐渐增大。在南极海区，密度很大，可达1.0270以上。密度受海流影响很大，有海流存在的地方，密度的水平梯度就大。

中国近海表层海水密度的分布和变化主要取决于温度和盐度。在中国海近岸地区，特别是河口地区，海水的盐度变化大，因而那里海水密度主要由盐度决定；在距河口较远的海区，海水密度主要由温度决定。表层海水密度总的分布特点是：冬季密度最大，夏季最小，春季为降密期，而秋季为增密期。由于密度是温度和盐度综合作用的结果，因此其分布不如温度、盐度那样规则，但总的趋势是沿岸密度小，海区中央密度大，河口地区密度最小。

3．海水密度的垂直分布

海水密度在垂直方向上的分布比较稳定，通常密度随深度递增而增大。在海洋上层，密度垂直梯度大；约从15000m开始，密度垂直梯度变小；在深层，密度几乎不随深度而变化。

首先，世界洋流就成因来说有三种：风海流 、密度流、补偿流。其中由风力和密度差异所形成的洋流（风海流 、密度流），使海水流出的海区海水减少，相邻海区的海水便会流来补充，这样形成的洋流叫做补偿流。补偿流有水平的，也有垂直的。垂直补偿流又分为上升流和下降流两种。这样，也就可知道“上升流一般的成因又是什么”的问题了。（可参考《高中地理》上册72页文字）

其次，我们知道，强大洋流经过的地区都是盛行风吹拂的地区，强大洋流也即是风海流。强大风海流带走了流出地的大量海水，要由附近周围的海水来补充，包括海底的海水上升补充。这样，也就不难理解“上升流分布的地区都是强大洋流经过的地区”这个问题了。（可参考《高中地理》上册73页图）

再次，这也是关于风海流的问题。那么，离岸风为什么会造成上升流呢？强大的盛行风从陆地吹向海洋，带动海水表层离岸而去，上层海水缺失，除了周围海水补充，海底海水往往上泛（上升）补充。秘鲁寒流（上升流）就是在东南信风（离岸风）的影响下形成。

最后、这其实是跟密度差异所形成的洋流（密度流）有关。我们知道，海盆边缘海水深度较浅，接受太阳辐射的热量较多，水温较高，海水受热膨胀上升，密度小，海平面高。而海盆中间海水深度较深，接受太阳辐射的热量较少，水温较低，海水受冷收缩下沉，密度大，海平面低。这样，表层海水由海盆四周流向海盆中间，海盆四周流失的海水由海底海水上升补充。所以，“上升流大多分布于海盆边缘”。

由于海水密度的水平方向的不均匀分布引起等压面倾斜而产生的洋流，叫密度流。换句话说，密度流是海水本身的密度在水平方向上分布的差异起的。海水的密度取决于海水的温度、盐度和压力，在水平方向的分布因地而异。例如，其一海区由于接受太阳的热量多而温度升高，体积膨胀，密度变小，海面(等压面)会稍稍升高；在另一海区接受的太阳热量少，密度相对变大，水温变低，体积缩小，从而海面（等压面）相对变低些。两个海区间海面及其以下各层等压面产生不同程度的倾斜，即海水内部任意一个水平面（即等势面）上压力都不相同。在水平压强梯度力的作用下，海水从压力大的地方向压力小的地方流动。一旦海水开始流动，地转偏向力立即发生作用，把本应顺水平压强梯度力方向流动的海水拉向右偏（北半球），直到地转偏向力与水平压强梯度力大小相等、方向相反时，洋流便沿等压面与等势面的交线流动了，洋流以等速前进，这时的洋流，叫做密度流。显然，面对密度流的流向，左边等压面低，右边等压面高；左面密度大，右边密度小。一般说，海水的盐度变化范围不大，而海水的温度差别较大，因此海水的密度主要取决于海水的温度，如果观测者面朝流向，则其左边水温低，右边水温高（在南半球，上述方向则相反）。世界上最强大的洋流，如湾流、黑潮、本格拉海流，都属于与海水密度分布有关的海流。

　　一、气候因素

　　影响海水的气候因素主要考虑“降水量与蒸发量的对比关系”。因为降水使海水稀释，而蒸发使海水浓缩，因此在外海和大洋，影响盐度的最主要的因素是降水量与蒸发量。

　　例1：读全球降水、蒸发、海水盐度变化曲线图（图1），A、B、C、D分别表示四个海区，回答下列问题。

图1

　　（1）简析D海区盐度低的原因。

　　（2）简析A海区盐度比B海区盐度低的原因。

　　解题：此题的难点在于能否准确抓住影响盐度的主导因素，能否全面分析影响盐度的主要因素。因此，在思考时应该应用盐度影响因素的思维方法来进行分析：应考虑影响盐度的因素有哪些？哪一个是主导因素？除了主导因素外还有哪些主要因素？读图1可知，第（1）小题D海区之所以盐度低，是因为D海区分布于中高纬度，气温低，蒸发量小，且降水量大于蒸发量。第（2）小题，由于A海区位于赤道附近，气温高，蒸发量大，但其降水量高于蒸发量，因此其盐度并非最高，而B海区位于副热带海区，盛行下沉气流，降水少，气温高，蒸发量大，蒸发量远远大于降水量，因而盐度高。

　　答案：（1）D海区位于北半球中高纬度海区，由于气温低，蒸发量小，降水量大于蒸发量。（2）A海区位于赤道附近，气温高，蒸发量大，但其降水量高于蒸发量，因此其盐度并非最高，而B海区位于副热带海区，盛行下沉气流，降水少，气温高，蒸发量大，蒸发量远远大于降水量，因而盐度高。

　　二、洋流

　　同一纬度暖流经过的海区盐度偏高，寒流经过的海区盐度偏低。

　　例2. 读图2，盐度由高到低排列正确的是

图2

　　A. ②①④③ B. ①②③④

　　C. ①②④③ D. ③④②①

　　解析：根据海水盐度的分布规律可以推知①、②海区的盐度大于③、④海区的盐度，结合世界洋流的分布规律可知，①处有暖流经过，②处有寒流经过，因此盐度①大于②，而③处有寒流经过，④处有暖流经过，应用“暖流经过的海区盐度偏高，寒流则相反”这一原理可得出答案。

　　答案：C

　　三、入海径流

　　大量来自陆地的淡水汇入，对海水起稀释作用。因此，有无陆地河流淡水汇入也是影响盐度的因素之一。由于许多河流的补给主要是雨水，因此雨水的季节变化会造成河流径流的季节变化，而径流的季节变化也会造成海水盐度的季节变化。

　　例3：读某海域等盐度线图，影响该海域沿海地区盐度季节变化的主要因素是

　　A. 海区封闭程度 B. 蒸发量

　　C. 河流径流量的变化 D. 洋流

二月

八月

　　解析：影响盐度高低的主要因素有降水量和蒸发量、洋流、入海径流量等。降水量和蒸发量是决定不同纬度海水盐度高低的因素，洋流对同纬度海区的海水盐度有显著的影响，入海径流量对大陆沿岸海区的海水影响较大。图示地区为渤海，从等盐度线可以看出，二月近海地区盐度高，八月近海地区盐度低，结合本地区的气候特点和径流状况，可知沿海地区盐度季节变化的主要因素是河流径流量的季节变化。

　　除降水量和蒸发量、洋流、入海径流量三类影响因素外，结冰与融冰、海域的封闭与开敞也影响海水的盐度。高纬度海区由于海水有结冰与融冰现象，因而同一海区会呈现冬夏盐度的季节变化，冬季温度低海水结冰，因而盐度偏高；春季以后海水融冰，盐度偏低。波罗的海是世界上盐度最低的海区，红海是世界上盐度最高的海区，除了受“气候因素和有无陆地河流淡水汇入”这两大因素的影响外，还有一个原因就是波罗的海和红海都是由于“海域比较封闭”，其海水与外海的海水沟通比较少。

　　答案：C

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/4df9965e846fb84ae45c3b3567ec102de2bddf84.html