鹽度定義和演變

克紐森鹽度公式

在20世紀(jì)初，克紐森(Knudsen)等人建立了鹽度定義，當(dāng)時(shí)的鹽度定義是指在 1000g海水中，當(dāng)碳酸鹽全部變?yōu)檠趸铩搴偷庖月却?，所有的有機(jī)物質(zhì)全部氧化之后所含固體物質(zhì)的總數(shù)。其測量方法是取一定量的海水，加鹽酸和氯水，蒸發(fā)至干，然后在380℃和480℃的恒溫下干燥48h，最后稱所剩余固體物質(zhì)的重量。

用上述的稱量方法測量海水鹽度，操作十分復(fù)雜，測一個(gè)樣品要花費(fèi)幾天的時(shí)間，不適用于海洋調(diào)查，因此，在實(shí)踐中都是測定海水的氯度，根據(jù)海水的組成恒定性規(guī)律，來間接計(jì)算鹽度，氯度與鹽度的關(guān)系式(克紐森鹽度公式)如下：

S‰=0.030 1.8050Cl‰

克紐森的鹽度公式使用時(shí)，用統(tǒng)一的硝酸銀滴定法和海洋常用表，在實(shí)際工作中顯示了極大的優(yōu)越性，一直使用了70年之久。但是，在長期使用中也發(fā)現(xiàn)，克紐森的鹽度公式只是一種近似的關(guān)系，而且代表性較差；滴定法在船上操作也不方便。

1969年電導(dǎo)鹽度定義

在60年代初期，英國國立海洋研究所考克思(Cox)等人從各大洋及波羅的海、黑海、地中海和紅海，采集了200m層以淺的135個(gè)海水樣品，首先應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)海水，準(zhǔn)確地測定了水樣的氯度值，然后測定具有不同鹽度的水樣與鹽度為35.000‰、溫度為15℃的標(biāo)準(zhǔn)海水、在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的電導(dǎo)比，從而得到了鹽度相對(duì)電導(dǎo)率的關(guān)系式，又稱為1969年電導(dǎo)鹽度定義：

S‰=1.80655Cl‰

電導(dǎo)測鹽的方法精度高，速度快，操作簡便，適于海上現(xiàn)場觀測。但在實(shí)際運(yùn)用中，仍存在著一些問題：首先，電導(dǎo)鹽度定義的上兩鹽度公式仍然是建立在海水組成恒定性的基礎(chǔ)上的，它是近似的。在電導(dǎo)測鹽中校正鹽度計(jì)使用的標(biāo)準(zhǔn)海水標(biāo)有的氯度值，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)海水發(fā)生某些變化時(shí)，氯度值可能保持不變，但電導(dǎo)值將會(huì)發(fā)生變化。其次，電導(dǎo)鹽度定義中所用的水樣均為表層(200m以淺)，不能反映大洋深處由于海水的成份變化而引起電導(dǎo)值變化的情況。最后，國際海洋用表中的溫度范圍為10～31℃，而當(dāng)溫度低于10℃時(shí)，電導(dǎo)值要用其它的方法校正，從而造成了資料的誤差和混亂。

為了克服鹽度標(biāo)準(zhǔn)受海水成分影響的問題，進(jìn)而建立了1978年的實(shí)用鹽標(biāo)（PSS78）。

1978年實(shí)用鹽標(biāo)

實(shí)用鹽標(biāo)依然是用電導(dǎo)的方法測定海水的鹽度，與1969年電導(dǎo)鹽度定義不同之處是，它克服了海水鹽度標(biāo)準(zhǔn)受海水成分變化的影響問題。在實(shí)用鹽標(biāo)中采用了高純度的KCl，用標(biāo)準(zhǔn)的稱量法制備成一定濃度(32.4357‰)的溶液，作為鹽度的準(zhǔn)確參考標(biāo)準(zhǔn)，而與海水樣品的氯度無關(guān)，并且定義鹽度：在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，15℃的環(huán)境溫度中，海水樣品與標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液的電導(dǎo)比:

(C,表示電導(dǎo)值),則該樣品的實(shí)用鹽度值精確地等于35，若，則實(shí)用鹽度的表達(dá)式為

(1-1)

S為實(shí)用鹽度符號(hào)，是無量綱的量，如海水的鹽度值為35‰，實(shí)用鹽度記為35，式(1-1)中可用代替，是在大氣壓力下，溫度為15℃時(shí)，海水樣品與鹽度為35‰的標(biāo)準(zhǔn)海水的電導(dǎo)比 。

影響海水鹽度的主要因素：

1.降水量與蒸發(fā)量的對(duì)比關(guān)系。降水量大于蒸發(fā)量，則鹽度較低；

2.有暖流經(jīng)過的海區(qū)鹽度較高，有寒流經(jīng)過的海區(qū)鹽度較低；

3.有大量淡水注入的海區(qū)鹽度偏低；

4海區(qū)形狀越封閉，鹽度就會(huì)越趨向于更高或更低。

地球上鹽度最高的海域：紅海，鹽度在3.6 ~ 3.8%之間；鹽度最低的海域：波羅的海，鹽度只有0.7 ~ 0.8%。

南北緯30~40度為全球最高，赤道較低。因?yàn)橹芯暥鹊貐^(qū)常年受副熱帶高氣壓帶控制，不易成云致雨，而溫度又高，蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，而赤道地區(qū)，雖然受赤道低壓影響，氣溫較高，但降水量大，所以鹽度低。

極地地區(qū)全年封凍，水分不易蒸發(fā)，也沒有多少降水，所以鹽度也高。

對(duì)鹽度的適應(yīng)是海洋生物最基本的生理特點(diǎn)，污損生物也不例外。外海和大洋的鹽度高（34‰左右）且恒定，沿岸和港灣、河口鹽度低，鹽度變化大。河口、港灣和沿岸帶是人類活動(dòng)最頻繁、港上建設(shè)最多的區(qū)域，污損生物在這一帶的浮標(biāo)、碼頭、養(yǎng)殖設(shè)施和船底呈現(xiàn)出很大的適鹽差異 。

幾十億年來，來自陸地的大量化學(xué)物質(zhì)溶解并貯存于海洋中。如果全部海洋都蒸發(fā)干，剩余的鹽將會(huì)覆蓋整個(gè)地球達(dá)70米厚。根據(jù)測定，海水中含量最多的化學(xué)物質(zhì)有11種：即鈉、鎂、鈣、鉀、鍶等五種陽離子；氯、硫酸根、碳酸氫根（包括碳酸根）、溴和氟等五種陰離子和硼酸分子。其中排在前三位的是鈉、氯和鎂。為了表示海水中化學(xué)物質(zhì)的多寡，通常用海水鹽度來表示。海水的鹽度是海水含鹽量的定量量度，是海水最重要的理化特性之一，它與沿岸徑流量、降水及海面蒸發(fā)密切相關(guān)。鹽度的分布變化也是影響和制約其它水文要素分布和變化的重要因素，所以海水鹽度的測量是海洋水文觀測的重要內(nèi)容 。

鹽度與水溫同時(shí)觀測。大面或斷面測站，船到站觀測一次，連續(xù)測站，一般每2小時(shí)觀測一次。根據(jù)需要，有時(shí)每小時(shí)觀測一次。鹽度測量的標(biāo)準(zhǔn)層次及其他有關(guān)規(guī)定與溫度相同 。2100433B

電導(dǎo)法利用不同鹽度具有不同導(dǎo)電特性來確定海水鹽度；海水電導(dǎo)率是鹽度、溫度和壓力的函數(shù)，因此，通過電導(dǎo)法測量鹽度必須給予溫度和壓力對(duì)電導(dǎo)率的影響進(jìn)行補(bǔ)償；采用電路自動(dòng)補(bǔ)償?shù)倪@種鹽度計(jì)為感應(yīng)式鹽度計(jì)。采用恒溫控制設(shè)備，免除電路自動(dòng)補(bǔ)償?shù)柠}度計(jì)為電極式鹽度計(jì)。

感應(yīng)式鹽度計(jì)可在現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室測量，應(yīng)用廣；實(shí)驗(yàn)室精度可達(dá)±0.003。適宜現(xiàn)場測量，特別是近海（有機(jī)污染含量較多、不需高精度測量）。然而，由于感應(yīng)式鹽度計(jì)需要的樣品量很大，靈敏度不如電極式鹽度計(jì)高，并需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償，操作麻煩，這就導(dǎo)致感應(yīng)式鹽度計(jì)又轉(zhuǎn)向電極式鹽度計(jì)的發(fā)展。