海水的理化性质
第三章海水的物理性质和世界大洋的层化结构
第三章:海水的物理特性和世界大洋的层化结构一、海水的主要热学和力学性质(一)水的密度水结冰时,密度减小,体积增大,所以冰总是浮在水面上,这与一般物质的性质“热胀冷缩”不同,是一种反常膨胀。
水的密度随温度的这种不正常的变化,是由水分子的缔合造成的。
(二)水的热性质特殊水的熔点、沸点、比热、蒸发潜热和表面引力值都比氧的同族氢化物高。
其原因就在于熔化和汽化时,缔合分子的溶解需要消耗较多的能量。
(三)海水的盐度海水是含有多种无机盐类的溶液,盐度是其浓度的一种量度,它是描述海水特征的基本物理量之一。
海洋中发生的许多现象都与盐度的分布和变化密切相关。
长期以来,人们对盐度的定义、计算标准和测量技术进行了广泛的研究和讨论,先后有1902年盐度、氯度定义;1969年的电导盐度定义;1978年的实用盐标。
1、1902年盐度、氯度定义大量海水分析结果表明,不论海水中含盐量的大小如何,各主要成分之间的浓度比基本上是恒定的,这种规律称为“海水组成恒定性”又称为马赛特原则。
海水组成恒定性规律的发现,为测定海水的盐度提供了方便条件。
1902年,克努森(Knudsen)等人建立了盐度、氯度定义。
1)盐度:1千克海水中的碳酸盐全部转换成氯化物,溴和碘以氯当量置换,有机物全部氧化之后所剩固体物质的总克数,单位:克每千克,用符号S‰表示。
2)氯度:1千克海水中的溴和碘以氯当量置换,氯离子的总克数,单位是克每千克。
(氯度量稍大于海水中实际氯含量)用硝酸银滴定法测定海水的氯度时,需要知道硝酸银的浓度,为此,配置一种标准的知道其氯度值的标准海水,作为国际统一标准硝酸银溶液的浓度。
国际上统一使用氯度值精确为19.374‰的大洋水作为标准,称为标准海水,其盐度值对应为35.000‰。
2、1969年的电导盐度定义考克斯等1976年对由大洋和不同海区不深于100米的水层内采集的135个水样,准确的测定其氯度值计算盐度,同时测定水样的电导比R15,得除了盐度S‰与电导比之间的关系式:但此种盐度测定仍然未脱离对氯度测定的依赖,直至1978年实用盐标的建立,才使得盐度测定脱离了对氯度测定的依据。
海水的物理性质和化学性质
海水的物理性质和化学性质
海水的化学性质:1、海水含有盐分,1kg海水中一般含盐分33-38g,以3.3%-3.8%表示,盐分主要是氯化物、硫酸盐、碳酸盐等。
2、还含有Au、Ag、Ni、Co、Mo、Cu等几十种微量元素。
3、海水中还溶解有多种气体。
物理性质:1、海水的密度为1.02-1.03g/cm3,并随温度、压力及含盐度的变化而有所改变。
2、海水的压力由上层海水的重力产生的。
随深度的增加而增加,深度每增加10m,压力就增加1个大气压。
3、海水的颜色又称为海色,通常为蓝色。
4、海水的温度是以摄氏度(℃)表示的,简称水温,海水的温度随海水的深度增加而降低,热传导仅限于一定深度(200-300m)以内,洋底水温在2-3℃之间。
海水的物理化学特性
如何把已经产生的过剩CO2除去就更令人感兴趣。
3、 海水中的营养元素
海水中由N、P、Si等元素组成的某些盐类,是海洋植物生长 必需的营养盐,通常称为“植物营养盐、“微量营养盐”或 “生源要素”。
②降水 为海洋水收入的最重要因子。每年达411~416×103km3。
③大陆径流 大陆径流及地下水入海是海洋水量收入的另一重要因子。 进入各大洋的径流量最大的为大西洋,其次为印度洋。对太 平洋来说,注入最大的河流是中国的长江。
④结冰与融冰 结冰与融冰为海洋水平衡中的可逆过程。 海冰被海水冲击到陆地上使海洋失去水量,相反,冻结在陆 地上冰的融化会使海洋水量增加。 如果被冻结在陆地上的冰全部融化流入海洋,将使海平面上 升66m。 就目前地质年代而言,结冰与融冰的量基本上是平衡的。
食盐:烹调必须的成份,化学工业的重要原料。海水质量 的3.5%是溶解固体物,其中氯化钠占71%。
镁:海水中仅次于氧、氢、氯、钠含量最多的元素。在各 种建筑结构中有广泛用途。
溴:海水中丰度列第九位的元素,是海水制盐或海水提镁 的副产物,它可用作汽油的抗爆化合物,也可用于制药。
铀:在海水中的浓度是溴的1/2000,即使如此,许多国家 仍在开展海水提取铀的研究,以期获得铀的稳定来源。但目前 陆源的铀成本低得多,故海水提铀尚难进入商业化。
(4)水的密度变化有反常 “热胀冷缩”是一般物质的性质。 纯水在大气压力下,温度4℃时密度最大,为1000kg·m3; 4℃以上时,密度随温度的降低而增大; 4℃以下时却随温度的降低而减小,即所谓“反常膨胀”。 水结冰时体积增大,密度减小,可达916.7 kg·m3,所以冰总
3-海水的物理化学特性
5、世界大洋的水量平衡 、 海洋与外界不断地进行水量交换。 海洋与外界不断地进行水量交换。 海洋中水的来源及支出都是在地球系统自身之内 进行循环的,所以又称为水循环。 进行循环的 ,所以又称为水循环。 海洋中的水量收支 分别影响着水温和盐度的分布与变化。 分别影响着水温和盐度的分布与变化。 影响水平衡的因子: 影响水平衡的因子: 海洋中水的收入主要靠降水 陆地径流和融冰; 降水、 海洋中水的收入主要靠 降水 、 陆地径流 和 融冰 ; 支出则主要是蒸发 结冰。 蒸发和 支出则主要是蒸发和结冰。
3、海水的盐度 、
海水中的含盐量是海水浓度的标志, 海水中的含盐量是海水浓度的标志 , 海洋中的许多现象和 过程都与其分布和变化息息相关。 过程都与其分布和变化息息相关。 盐度是指海水中所溶解的盐的总量, 通常用1000克海水完 盐度是指海水中所溶解的盐的总量 , 通常用 克海水完 全蒸发后所留存的盐的克数来表示。 全蒸发后所留存的盐的克数来表示。 盐度平均值以大西洋最高, , 盐度平均值以大西洋最高,为34.90;印度洋次之,为34.76, ;印度洋次之, 太平洋最小, 太平洋最小,为34.62。但是其空间分布极不均匀。 。但是其空间分布极不均匀。
2、海水中的二氧化碳系统 、
海水中溶解有大量碳化合物, 海水中溶解有大量碳化合物,如HCO3-、CO32-、H2CO3和 CO2。 溶解CO2可以与大气中的 可以与大气中的CO2进行交换,这个过程起着调节 进行交换, 溶解 大气CO2浓度的作用。 浓度的作用。 大气 “温室效应”,极大地影响了全球气候变化。 温室效应” 极大地影响了全球气候变化。 大气中CO2含量的增加,已成为全球关注的重大问题。 含量的增加,已成为全球关注的重大问题。 大气中 虽然大气CO2增加的原因已经较为清楚,但是一直没有采取 增加的原因已经较为清楚, 虽然大气 什么切实行动来减少CO2的排放,原因之一就是寻求替代燃料价 的排放, 什么切实行动来减少 格昂贵。 格昂贵。 如何把已经产生的过剩CO2除去就更令人感兴趣。 如何把已经产生的过剩 除去就更令人感兴趣。
海水的性质(第1课时)高一地理必修第一册(中图版2019)
11
海水的温度
读“海洋水温随纬度和深度变化曲线图”,
回答1~2题。 1.影响曲线②的主要因素是(
D)
A.海陆热力性质差异
B.海水比热容
C.大气环流
D.太阳辐射
2.若曲线①表示的是某地海水温度的垂直变
化,则下列说法正确的是( A.该地处于高纬度海区
(2)影响海洋渔业活动
人类的渔业活动要考虑各海域的水温状况 和海洋生物对水温的要求。
11
海水的温度
概念
分布规律 影响因素 主要影响
读资料思考:
北极东北航道与传统航道相比最大的限制因 素是什么?
(3)影响海洋运输
纬度高→海水水温低→海域结冰期长→ 通航时间短→封冻海域航行需破冰船
11
海水的温度
概念
箭头代表海水运动的
方向。
A的温度_高_于_C的温度, 影响因素是_太__阳__辐_射__;
A的温度高__于_D的温度, 影响因素是_季__节_____;
A的温度高__于_B的温度, 影响因素是_海_水__运__动__;
E的温度_较__高____, 影响因素是_海_陆__分__布_和_。大气运动
分布规律 影响因素 主要影响
主题8 海水的性质(第一课时)
高中地理必修一·第三单元 水环境
11
主题8 海水的性质
11
目录
CONTENTS
01 海水的温度 02 海水的盐度 03 海水的密度
11
世界海洋性质
海洋
性质
地球表面越有71%的面积被海洋覆盖。海水的温 度、盐度和密度是海水最重要的理化性质。
高中地理第二节:海水的性质
高中地理第二节:海水的性质
一、海水的性质
1.海水的温度、盐度、密度是海水最重要的理化性质
二、海水的温度
1. 海水温度反应海水的冷热状况,它主要取决于海洋热量的收支情况。
太阳辐射是海
洋的主要热量来源。
海水蒸发消耗热量,是海洋热量主要支出渠道.2. 海水温度分布规律:
3. 海水温度的影响
三、海水的盐度
1. 海水中含有很多盐类物质,其中主要是氯化钠和氯化镁,因此海水的味道既咸又苦、
2. 在外海或大洋,海水的温度越高,盐度越高;蒸发量越大,盐度越高;降水量越大盐度越低。
3. 世界大洋表层海水盐度以副热带海域最高;由副热带海域向赤道和两极,海水盐度逐渐降低。
四、海水的密度
1. 海水密度是指单位体积海水的质量
2. 影响海水密度的因素主要有温度、盐度和深度(压力)。
表层海水密度与温度的关系最为密切。
一般来说,海水的温度越高,密度越低。
3. 海水密度分布规律
4. 海中断崖:海水层中出现海水密度随深度增大而减小的情况。
潜艇如果遭遇“海中断崖”,因海水浮力变小,可能会掉到安全潜水深度以下,造成艇毁人亡。
《海水的性质(第2课时)》教学设计【高中地理人教版必修1(新课标)】
《海水的性质》教学设计教学目标1.理解温度、盐度和密度是海水重要的理化性质。
2.运用图表等资料,说出海水温度、盐度、密度的分布特点及其影响因素。
3.运用图表、实例等资料,说明海水温度、盐度、密度对人类活动的影响。
重点难点【教学重点】说明海水性质对人类活动的影响。
【教学难点】1.海水盐度的分布规律2.海水密度的分布规律第2课时教学过程【课程引入】出示视频:“为什么海水不能直接饮用”出示图片:地球水体的构成师:地球上水的主体是什么?为什么海水不能直接饮用?生:(可能的答案)地球水的主体是海洋,海水中含有大量的盐类物质,因此不能直接饮用。
师:今天我们就来了解海水盐度的相关知识【讲授新课】(板书)第三章地球上的水第二节海水的性质(板书)二、海水的盐度阅读教材:“海水盐度的概念”师:全球不同海域的盐度相同吗?通过刚才的实验视频你认为在自然环境中海水盐度会受什么因素的影响?如果在实验室要降低溶液的浓度可以怎么做?这说明在自然环境中海水的盐度还会受什么因素的影响?生:(可能的答案)不同海区海水的盐度不同,视频中通过加热蒸馏海水,说明海水的盐度受温度的影响。
在实验室中如果想降低溶液的浓度,可以通过增加溶剂的方式。
说明淡水注入或是降水会降低海水的盐度。
出示图片:“世界大洋8月表层海水盐度分布”师:请同学们读图思考,回答问题,总结海水盐度的影响因素师:海洋表面盐度最高的区域,为什么是副热带地区?生:(可能的答案)副热带海域炎热少雨、蒸发量大于降水量,因而盐度最高;师:为什么赤道附近海域温度最高但盐度并不是最高的?生:(可能的答案)赤道海域虽然温度高,蒸发强烈,但降水丰沛,因此盐度并不是最高;师:为什么高纬度海区海水的盐度很低?生:(可能的答案)极地海域,海水温度低,盐度也比比较低;师:为什么很多近岸地区海水的盐度比较低?生:(可能的答案)近岸地区,有河流注入的海域,海水盐度一般较低;师:我们可以总结出影响海水盐度的主要因素有气温、降水、蒸发、淡水注入等。
《人类与海洋》第三章 海水的理化性质
第三章 海水的理化性质
3. 密度ρ
单位体积海水的质量。海水的密度随温度变化而变化。 纯淡水4℃时密度最大,但海水最大密度的温度是变化的。
S‰ Tρ
0 4
5
10
15
20
25
30
35
2.93 1.86 0.77 -0.31 -1.4 -2.47 -3.52
Tρ:海水最大密度时的温度 ℃
第三章 海水的理化性质
第三章 海水的理化性质
“Marcet原则”(海水组成恒定性规律)
尽管大洋海水的盐度是可变的,但其主要组份 的含量比例却几乎是恒定的,不受生物和化学反 应的显著影响,此即所谓“Marcet原则”,或称海 水组成恒定性规律。
第三章 海水的理化性质
世界海洋表面水温和盐度
第三章 海水的理化性质
太平洋不同水深的温度和盐度
1 ml海水完全蒸发带走的蒸发热是586卡,海洋上每年平均 蒸发量是1060毫米,蒸发失热是十分惊人的。 卡:将1 g纯水在1个大气压下升高1℃所需热量。 1卡 = 4.18605焦耳
纬度0°海区,总收入370卡/d.cm²,总支出330卡。 纬度40°海区,收入270卡,支出280卡。 纬度90°海区,收入75卡,支出157卡。 收入与支出不平衡部分靠海流补充。
第三章 海水的理化性质
④垂直分布:冬季上下层水温接近,无温度跃层,夏季上下温差较大, 达10℃以上。在10~20m水深处出现温跃层。 跃层:由于海水混合不充分,水温等理化指标在某一水深发生明显变 化,使得海水分为上下两层,称为跃层。如温跃层、盐跃层等。 渤海海区冬季10月-5月间,上下水温接近,夏季6-8月,表层水25℃左 右,10m以下10~18℃之间。
(1)概念:pH值是氢离子的活度,表示海水的酸碱度,由氢离子的浓 度计算得出。 (2)实际值:海水的pH值一般在7.5~8.2之间,始终呈弱碱性。大洋海 水在8.0~8.1之间,十分稳定。 (3)影响因素:藻类光合作用使CO2减少,碳酸根离子减少,pH值会升 高。反之,海洋动物的呼吸会使pH值下降。 陆地径流会使pH值下降。 光合作用反应式 6CO2+12H2O →C6H12O6+6H2O+6O2 (4)海区差别:水平方向,近岸比外海pH值低。 垂直方向,表层海水 pH值高于深层海水。 (5)季节差别:夏季pH值略高于冬季,年变化幅度小于0.5
新人教版地理必修一第三章第二节海水的性质第一课时—海水的温度
1.你知道海中断崖是怎么回事吗?
2.这一现象涉及海水的什么理化 性质?
海水的性质:
海水的温度、海水的盐度、 海水的密度。
海水的温度:
海水的温度反应海水的冷热状 况。
太阳辐射是海洋主要的热量来 源。
海水蒸发消耗热量,是海洋热 量支出的主要渠道。
海水的温度:
垂直:海水温度随深度增 加而变化。
活动: 分析海水温度对游泳活动的影响p52页
1.分别描述三个海域的海水温度季节变化特点。 葫芦岛:夏季海水温度较高,冬季海水温度寒冷,冬夏季节变化显著。 厦门:夏季海水温度较高,冬季海水温度较低,有季节变化。 西沙:冬夏季节海水温度均较高,季节变化不明显。
2.三个海洋站附近的海滨浴场分别有哪些月份适宜人们游泳?
海水温度对地理环境的影响:
海水温度影响大气温度和气象。 ①是地球的热量储存库 ②沿海地区的季节变化和日变化均 比内陆地区小 ③温度增高,体积膨胀,海平面上 升 ④局部区域海水温度的异常变化, 造成气候异常
活动: 分析海水温度对游泳活动的影响p52页
1.分别描述三个海域的海水温度季节变化特点。 2.三个海洋站附近的海滨浴场分别有哪些月份适宜人们游泳? 3.比较三个海域适宜人们游泳时间长短差异,并说明原因。
不同纬度的海洋生物
低纬 罗非鱼
低纬 魔鬼鱼
低纬 蝴蝶鱼
中纬 鲟鱼
中纬 座头鲸
高纬 鳞虾
高纬 海蝶
海水温度对地理环境的影响:
海水温度影响海洋运输。 ①纬度较高的海域,海水有结冰 期,通航时间短,在冰封海域航 行需要装备破冰设施。 ②海上气象异常,威胁海洋运输 的安全。
雪龙号
雪龙号极地考察船简称“雪龙”号 (英文名:Xue Long),中国第三代极 地破冰船和科学考察船,是由乌克兰赫 尔松船厂在1993年3月25日完成建造的 一艘维他斯·白令级破冰船。中国于1993 年从乌克兰进口后按照中国需求进行改 造而成。“雪龙”号是中国最大的极地 考察船,也是中国唯一能在极地破冰前 行的船只。雪龙船耐寒,能以1.5节航速 连续冲破1.2米厚的冰层(含0.2米雪)。 1994年10月首次执行南极科考和物资补 给运输,“雪龙”号已先后31次赴南极, 至2014年7月已6次赴北极执行科学考察 与补给运输任务,足迹遍布五大洋,创 下了中国航海史上多项新纪录。
海水的性质教学设计
海水的性质高一地理必修一教学目标:1、理解温度、盐度和密度是海水重要的理化性质。
2、运用图表资料,描述海水温度的分布规律及其影响因素。
3、说明海水温度的变化对人类活动及地理环境的影响。
重、难点:1、海水温度的分布规律及其影响因素。
2、海水温度的变化对人类活动及地理环境的影响教学过程:一、导入视频:“长尾鲨”号核潜艇遭遇“海水断崖”现象沉没视频中提及了海水的三大主要理化性质——温度、盐度和密度。
二、海水的温度1.热量来源:太阳辐射海水的温度取决于海洋热量的收支情况,即海水温度=热量收入-热量支出2.变化规律:①海水表层温度的空间分布规律:温度随纬度的升高而降低。
原因:受太阳辐射影响,由低纬向高纬递减。
活动:绘制大洋表层温度随纬度变化的曲线图注意:选取同一经线上赤道、南北回归线、南北极圈处的表层水温描点,用平滑的曲线连线。
赤道地区表层水温约25℃—30℃,回归线地区高于20℃,极圈附近约0℃②南北半球等温线特征的差异及影响因素:海陆分布北半球等温线弯曲:北半球下垫面性质不均一,陆地面积较南半球更大。
南半球等温线较为平直并与纬线是平行:南半球下垫面性质较均一,海洋面积广阔。
③同纬度不同海域表层水温差异及影响因素:海水运动(洋流)以北回归线穿过的北美洲东西两岸为例:东岸属于大西洋海域,沿岸洋流由低纬向高纬流(暖流),使表层水温升高。
西岸属于太平洋海域,沿岸洋流由高纬向低纬流(寒流),是表层水温降低。
④海水垂直方向温度的变化规律:随深度的加深海水温度递减低纬度:1000m以上海水受太阳辐射影响较大,水温迅速下降;1000m以下海水几乎不受太阳辐射的影响,也无法和表层海水形成对流交换热量,水温缓慢下降。
中纬度:趋势与低纬地区相似;浅海海域表层海水显示出季节性差异:夏季太阳辐射强,水温高;冬季太阳辐射弱,水温低。
高纬度:迅速降低又在500m处反常增加。
表层海水遇冷收缩,密度变大,冷水体在密度差的作用下下沉,沉到暖水体以下,形成冷水下沉的冷中间层,下部暖水体受压被迫托举抬升。
《海水的性质(第1课时)》教学设计【高中地理人教版必修1(新课标)】
《海水的性质》教学设计教学目标1.理解温度、盐度和密度是海水重要的理化性质。
2.运用图表等资料,说出海水温度、盐度、密度的分布特点及其影响因素。
3.运用图表、实例等资料,说明海水温度、盐度、密度对人类活动的影响。
重点难点【教学重点】说明海水性质对人类活动的影响。
【教学难点】盐度分布和密度分布第1课时教学过程【课程引入】出示视频:“美国‘长尾鲨’号核潜艇遇难事件”此处使用平台资源【课程引入】长尾鲨号核潜艇沉没事件师:“海中断崖”是怎么回事?这一现象涉及海水的什么理化性质?生:(可能的答案)可能和海水的密度变化有关师:地球表面约有71%的面积被海洋覆盖。
海水的温度、盐度和密度是海水最重要的理化性质。
今天我们先来了解海水温度的相关知识。
【讲授新课】(板书)第三章地球上的水第二节海水的性质(板书)一、海水的温度出示图片:“三个地区景观图”2013年1月8日,一艘轮船春节期间的三亚海滩圣诞节澳大利亚的海滩从结冰的渤海湾驶过师:图示三个地区海水的温度有何区别?你觉得海水温度会受哪些因素影响?生:(可能的答案)渤海的水温低,三亚和澳大利亚的水温高,受纬度因素和季节的影响。
师:同学们总结的很好,为什么不同季节海水的温度不同?为什么不同纬度海水温度不同?海水的热量从哪儿来呢?出示图片:“海水热量的收支”师:海水温度收入和支出主要受哪些因素影响?生:(可能的答案)海水温度反应海水的冷热状况,它主要取决于海洋热量的收支状况。
太阳辐射是海洋热量的主要来源。
海水蒸发消耗热量,是海洋热量支出的主要渠道。
(板书)一、海水的温度1、海水温度的影响因素师:除了太阳辐射和蒸发外表层海水的温度状况,还要受到海陆分布、大气运动、海水运动等因素的影响。
你能不能据此推断海水温度的空间分布规律?生:(可能的答案)由低纬向高纬递减。
师:那么垂直方向上水温又会怎么变化呢?生:(可能的答案)由表层向下递减。
师:我们来看看大家的推测对不对,首先来看海洋表层水温的水平分布。
海水的性质2020
相对封闭海域影响更明显
河流和气候影响尤为明显
影响盐度的因素
位于较高纬度,海水温度低,蒸发弱;处于温带海洋性气候和温带大陆性气候区,降水量大于蒸发量;四周陆地河流众多,有大量淡水汇入;海域较为封闭,高盐度的海水流入少。
波罗的海成为世界盐度最低的海原因?
影响盐度的因素
1、降水量和蒸发量之差
正常情况
低密度
高密度
海水跃层
海水密度等参数随深度增加而显著变化的水层
低密度
高密度
密度跃层(液体海底)
知识揭秘
潜艇躲在密度跃层下方时,因下方海水密度较大,好像潜艇自己触摸海底一样,潜艇可以关闭发动机停靠在上面(故而称液体海底),密度跃层对声波具有折射作用,当敌人的军舰发射探测潜艇的声波时,常被跃层挡回,躲在跃层之下的潜艇就能避开敌人的耳目,从而达到完美的“隐身”效果
你知道“海中断崖”是怎么回事吗?这一现象涉及海水的什么理化性质?
海水的理化性质
内容一
海水的温度
海水的温度主要影响因素
海水吸收太阳辐射增温
海水蒸发支出热量
1
2
3
4
深度/KM
0
10
20
30
温度/℃
5
6
水温垂直变化规律:海水的温度随深度增加而递减海深1000米以下的水温变化很小,保持低温
1KMห้องสมุดไป่ตู้
海水温度垂直分布
温度/℃
深度/km
温度/℃
温度/℃
夏季
冬季
冷中间层
低纬度
中纬度
高纬度
海水温度水平分布规律
海水温度水平分布规律
同一季节不同纬度的海水温度: 同一纬度不同季节:一天中不同时段:同一纬度不同海区:
高中地理必修一 第3章第2节 海水的性质教学设计
第三章地球上的水第二节海水性质本节是有关海洋的一些基础知识,有人说21世纪将是海洋开发的世纪,海洋是人类扩大生存空间的理想场所。
海洋被誉为生命的摇篮、风雨的故乡、贸易的通道、国防的前线、资源的宝库,随着人口的增加,人们越来越深刻地认识到解决人类面临的人口、资源、环境问题,拓宽生存空间,开发利用海洋资源势在必行,为此,我们首先需要认识海洋。
海洋水体是大气水和陆地水的主要来源,也是大气的主要热源;海洋与陆地的相互作用,从海洋对陆地的作用这方面来看,一方面是海洋水体运动的影响;因此,研究海洋水体的性质和运动特征及其对人类环境的影响,在海洋环境对人类的发展日益重要的“海洋时代”,具有非常重要的意义。
海洋中的许多自然现象与海水的理化性质有关,其中海水温度和盐度是表示海水性质的重要指标.1.人地协调观:学生通过对海洋的认识,理解人类与海洋的相互关系,合理利用和保护海洋,促进可持续发展。
2.综合思维:运用图表等资料,归纳海水温度、盐度、密度的分布规律及影响因素。
3.区域认知;通过图表分析,认识不同海域海水温度、盐度、密度的差异,找出世界盐度最高和最低的海区,并解释原因。
4.地理实践力:以现实生活的事象为例,走近海洋,利用地图册和新闻影视资料,让学生更直观地理解有关海洋知识,海水的一些物理、化学性质,由浅入深,增强对知识的理解。
重点:海水温度、盐度、密度的分布规律。
难点:海水温度、盐度、密度的分布规律原因分析。
多媒体自制教具(一)引入课题浩瀚的海洋,被誉为生命的摇篮、资源的宝库。
海洋既是人类未来发展的重要空间场所,也是影响地理环境发展演化的重要因素。
海洋水体以及海洋中的各种组成物质,构成了对人类生存和发展有着重要意义的海洋环境。
中国海域辽阔,海洋资源十分丰富,对今后的社会和经济发展必将起着巨大的推动和促进作用。
下面我们学习有关海洋的知识内容。
过渡:介绍美国海军“长尾鲨”号核潜艇事故,过渡到海水的性质一、海洋基本情况介绍(一)海洋是地球的水库人类赖以生存的地球,海洋面积辽阔,水深巨大。
海水的理化性质
海水的理化性质(一)海水的化学性质海洋是地球水圈的主体,是全球水循环的主要起点和归宿,也是各大陆外流区的岩石风化产物最终的聚集场所。
海水的历史可追溯到地壳形成的初期,在漫长的岁月里,由于地壳的变动和广泛的生物活动,改变着海水的某些化学成分。
1.海水的化学组成海水是一种成分复杂的混合溶液。
它所包含的物质可分为三类:①溶解物质,包括各种盐类、有机化合物和溶解气体;②气泡;③固体物质,包括有机固体、无机固体和胶体颗粒。
海洋总体积中,有96%~97%是水,3%~4%是溶解于水中的各种化学元素和其他物质。
目前海水中已发现80多种化学元素,但其含量差别很大。
主要化学元素是氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴、碳、锶、硼、硅、氟等12种(表5.5),含量约占全部海水化学元素总量的99.8%~99.9%,因此,被称为海水的大量元素。
其他元素在海洋中含量极少,都在1mg/L以下,称为海水的微量元素。
海水化学元素最大特点之一,是上述12种主要离子浓度之间的比例几乎不变,因此称为海水组成的恒定性。
它对计算海水盐度具有重要意义。
溶解在海水中的元素绝大部分是以离子形式存在的。
海水中主要的盐类含量差别很大(表5.6)。
由表5.6可知,氯化物含量最高,占88.6%,其次是硫酸盐,占10.8%。
海水中盐分的来源,主要来自两个方面:一是河流从大陆带来。
河流不断地将其所溶解的盐类输送到海洋里,其成分虽与海水不同(表5.7)(海水中以氯化物为最多,河水则以碳酸盐类占优势),但是,因为碳酸盐的溶解度小,流到海洋里以后很容易沉淀。
另一方面,海洋生物大量地吸收碳酸盐构成骨胳、甲壳等,当这些生物死后,它们的外壳、骨胳等就沉积在海底,这么一来,使海水中的碳酸盐大为减少。
硫酸盐的收支近于平衡,而氯化物消耗最少。
由于长年累月生物作用的结果,就使海水中的盐分与河水大不相同。
二是海水中的氯和钠由岩浆活动中分离得来。
这从海洋古地理研究和从古代岩盐的沉积、以及最古老的海洋生物遗体都可证实古海水也是咸的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
海水的理化性质(一)海水的化学性质海洋是地球水圈的主体,是全球水循环的主要起点和归宿,也是各大陆外流区的岩石风化产物最终的聚集场所。
海水的历史可追溯到地壳形成的初期,在漫长的岁月里,由于地壳的变动和广泛的生物活动,改变着海水的某些化学成分。
1.海水的化学组成海水是一种成分复杂的混合溶液。
它所包含的物质可分为三类:①溶解物质,包括各种盐类、有机化合物和溶解气体;②气泡;③固体物质,包括有机固体、无机固体和胶体颗粒。
海洋总体积中,有96%~97%是水,3%~4%是溶解于水中的各种化学元素和其他物质。
目前海水中已发现80多种化学元素,但其含量差别很大。
主要化学元素是氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴、碳、锶、硼、硅、氟等12种(表5.5),含量约占全部海水化学元素总量的99.8%~99.9%,因此,被称为海水的大量元素。
其他元素在海洋中含量极少,都在1mg/L以下,称为海水的微量元素。
海水化学元素最大特点之一,是上述12种主要离子浓度之间的比例几乎不变,因此称为海水组成的恒定性。
它对计算海水盐度具有重要意义。
溶解在海水中的元素绝大部分是以离子形式存在的。
海水中主要的盐类含量差别很大(表5.6)。
由表5.6可知,氯化物含量最高,占88.6%,其次是硫酸盐,占10.8%。
海水中盐分的来源,主要来自两个方面:一是河流从大陆带来。
河流不断地将其所溶解的盐类输送到海洋里,其成分虽与海水不同(表5.7)(海水中以氯化物为最多,河水则以碳酸盐类占优势),但是,因为碳酸盐的溶解度小,流到海洋里以后很容易沉淀。
另一方面,海洋生物大量地吸收碳酸盐构成骨胳、甲壳等,当这些生物死后,它们的外壳、骨胳等就沉积在海底,这么一来,使海水中的碳酸盐大为减少。
硫酸盐的收支近于平衡,而氯化物消耗最少。
由于长年累月生物作用的结果,就使海水中的盐分与河水大不相同。
二是海水中的氯和钠由岩浆活动中分离得来。
这从海洋古地理研究和从古代岩盐的沉积、以及最古老的海洋生物遗体都可证实古海水也是咸的。
总之,这两种来源是相辅相成的。
2.海水的盐度海水盐度是1000g海水中所含溶解的盐类物质的总量,叫盐度(绝对盐度)。
单位为‰或10-3。
在实际工作中,此量不易直接量测,而常用“实用盐度”。
实用盐度略小于绝对盐度。
近百年来,由于测定盐度的原理和方法不断变革,实用盐度的定义已屡见变更。
20世纪50年代以来,海洋化学家致力于电导率测盐度研究。
因为海水是多种成分的电解质溶液,故海水的电导率取决于盐度、温度和压力。
在温度、压力不变情况下,电导率的差异反映着盐度的变化。
根据这个原理,可以由测定海水的电导率来推算盐度。
即在温度为15℃、压强为一个标准大气压下的海水样品的电导率,与质量比为32.4356×10-3的标准氯化钾(KCl)溶液的电导率的比值(K15)来定义。
实用盐度用下式确定:式中:a0=0.0080;a1=-0.1692;a2=25.3851;a3=14.0941;a4=-7.0261;a5=2.7081;Σai=35.000;2×10-3≤S≤42×10-3。
可见,当K15=1时,海水的实用盐度恰好等于35×10-3,这是世界大洋的平均盐度值。
这种方法仍离不开海水组成的恒定性这一特点。
若测定温度不在15℃,则应进行订正。
现已有实用盐度与电导比查算表及温度订正表供实际应用。
世界大洋盐度的空间分布和时间变化,主要取决于影响海水盐度的各自然环境因素和各种过程(降水、蒸发等)。
这些因素在不同自然地理区所起的作用是不同的。
在低纬区,降水、蒸发、洋流和海水的涡动、对流混合起主要作用。
降水大于蒸发,使海水冲淡、盐度降低;蒸发大于降水,则盐度升高。
盐度较高的洋流流经一海区时,可使盐度增加;反之,可使盐度降低。
在高纬区,除受上述因素影响外,结冰和融冰也能影响盐度。
在大陆沿岸海区,因河流的淡水注入可使盐度降低。
例如,我国长江口附近,在夏季因流量增加,使海水冲淡,盐度值可降低到11.5×10-3左右。
世界大洋绝大部分海域表面盐度变化在33×10-3~37×10-3之间。
海洋表面盐度分布的规律为:①从亚热带海区向高低纬递减,形成马鞍形;②盐度等值线大体与纬线平行,但寒暖流交汇处等值线密集,盐度水平梯度增大;③大洋中的盐度比近岸海区的盐度高;④世界最高盐度(>40×10-3)在红海,最低盐度在波罗的海(3×10-3~10×10-3)。
大洋表层盐度随时间变化的幅度很小,一般日变幅不超过0.05×10-3,年变幅不超过2×10-3。
只有大河河口附近,或有大量海冰融化的海域,盐度的年变幅才比较大。
3.海水中的气体溶解于海水的气体,以氧和二氧化碳较为重要。
海水中的氧主要来自大气与海生植物的光合作用。
海水中的二氧化碳主要也来自大气与海洋生物的呼吸作用及生物残体的分解。
因此,海水中的氧和二氧化碳的含量与大气中的含量和海水生物的多少密切相关。
当海生植物茂盛,光合作用强烈时,水中的溶解氧含量多,二氧化碳少;当生物残体多、植物光合作用弱时,水中二氧化碳多,而氧含量少。
当水温增高时,海水中的氧含量减少;当水温降低时,海水中的氧含量增多。
海水中二氧化碳的溶解度是有限的,但海生植物能消耗相当多的二氧化碳,而且在微碱性环境中,海水中二氧化碳还可与钙离子结合生成碳酸钙沉淀。
这样,大气中的二氧化碳就可以不断地溶于海水中,故在海洋上或海岸边,空气总是十分清新的,海洋是自然界二氧化碳的巨大调节器。
(二)海水的物理性质海水的物理性质主要包括温度、密度、水色、透明度、海冰等。
现简述于下:1.海水温度海水主要是靠吸收太阳光能的辐射热来增高温度的。
因此,海水温度因时、因地而异。
但因水的热容量大,可以透光,又有波浪及流动调节温度,故海陆之间温度的变化和分布有明显的差异。
海面水温的变化比陆地温度的变化要小得多,不论日较差或年较差都很小。
据观察,海洋表面平均日较差一般不超过1℃,年较差则为1~17℃。
陆地上气温的平均较差却大得多,日较差最大可达50℃,年较差最大可达70~80℃。
海水温度由低纬向高纬减低的趋势要较陆地缓慢得多。
据观察,海洋表面最低温度是-2℃,最高温度是36℃,温度的绝对较差只有38℃。
而在陆地上,温度绝对较差可达100℃以上。
世界大洋表面的年均温为17.4℃,其中太平洋最高达19.1℃,印度洋为17.0℃,大西洋为16.9℃。
世界大洋表面水温分布具有如下规律:(1)水温从低纬向高纬递减,等温线大体呈带状分布。
(2)北半球水温(平均为19.2℃)较南半球水温(平均为16℃)高。
(3)水温等温线从低纬向高纬疏密相间,低、高纬等温线较疏,纬度40°~50°地带等温线较密。
(4)大洋东西两侧,水温分布有明显差异,在低纬区,水温西高东低;在高纬区,水温则东高西低;在纬度40°~50°地带,等温线西密东疏。
(5)夏季大洋表面水温普遍高于冬季,可是水温水平梯度冬季大于夏季。
世界大洋水温的垂直分布规律是:从海面向海底呈不均匀递减的趋势;在南北纬40°之间,海水可分为表层暖水对流层和深层冷水平流层(图5.31)。
2.海水密度海水密度是指单位体积内所含海水的质量。
其单位为g/cm3。
但是习惯上使用的密度是指海水的比重,即指在一个大气压力条件下,海水的密度与水温3.98℃时蒸馏水密度之比。
因此在数值上密度和比重是相等的。
海水的密度状况,是决定海流运动的最重要因子之一。
海水的密度,是盐度、水温和压力的函数。
因此,海水密度可用ρs,t,p来表示。
在现场温度、盐度和压力条件下所测定的海水密度,称为现场密度或当场密度。
当大气压等于零时的密度,称为条件密度,用ρs,t,0表示。
因为海水的密度一般都大于1,例如,1.01600,1.02814等,并精确到小数5位,为书写的方便,可将密度数值减去1再乘以1000,并用σs,t,p表示。
即:例如:ρs,t,p为1.02545时,σs,t,p为25.45海水的密度与温度、盐度和压力的关系比较复杂。
凡是影响海水温度和盐度变化的地理因素,都影响密度变化。
虽然各大洋不同季节的密度在数值上有所变化,但其分布规律大体是相同的,即大洋表面密度随纬度的增高而增大,等密度线大致与纬线平行。
赤道地区由于温度很高,降水多,盐度较低,因而表面海水的密度很小,约1.02300。
亚热带海区盐度虽然很高,但那里的温度也很高,所以密度仍然不大,一般在1.02400左右。
极地海区由于温度很低,降水少,所以密度最大。
在三大洋的南极海区,密度均很大,可达1.02700以上。
在垂直方向上,海水的结构总是稳定的,密度向下递增。
在南北纬20°之间100m左右水层内,密度最小,并且在50m以内垂直梯度极小,几乎没有变化;50~100m深度上,密度垂直梯度最大,出现密度的突变层(跃层)。
它对声波有折射作用,潜艇在其下面航行或停留,不易被上部侦测发现,故有液体海底之称。
约从1500m开始,密度垂直梯度很小;在深层大于3000m,密度几乎不随深度而变化。
3.水色所谓水色,是指自海面及海水中发出于海面外的光的颜色。
它并不是太阳光线透入海水中的光的颜色,也不是日常所说的海水的颜色。
它取决于海水的光学性质和光线的强弱,以及海水中悬浮质和浮游生物的颜色,也与天空状况和海底的底质有关。
由于水体对光有选择吸收和散射的作用,即太阳光线中的红、橙、黄等长光波易被水吸收而增温,而蓝、绿、青等短光波散射得最强,故海水多呈蓝、绿色。
水色常用水色计测定。
水色计由21种颜色组成,由深蓝到黄绿直到褐色,并以号码1~21代表水色。
号码越小,水色越高;号码越大,水色越低。
4.海水的透明度海水的透明度,是指海水的能见度。
也是指海水清澈的程度。
它表示水体透光的能力,但不是光线所能达到的绝对深度。
它决定于光线强度和水中的悬浮物和浮游生物的多少。
光线强,透明度大,反之则小。
水色越高,透明度越大;水色越低,透明度越小。
透明度的测定:用一个直径30cm的白色圆盘,垂直放到海水中,直到肉眼隐约可见圆盘为止,这时的深度,则为透明度。
世界以大西洋中部的马尾藻海透明度最大,达66.5m。
我国南海为20~30m,黄海为1~2m。
5.海冰淡水的冰点为0℃,最大密度的温度是4℃;而海水的冰点和最大密度的温度都随盐度的增大而降低,但冰点降低较和缓。
当海水的盐度大于24.695×10-3时,最大密度的温度低于冰点温度;而盐度小于24.695×10-3时,最大密度的温度高于冰点温度;只有盐度在24.695×10-3时,海水的最大密度的温度才与冰点温度相同,为-1.332℃(图5.32)。