第四章盐度测量

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其中ai ,bi ，K是已知常系数。
⊙影响海水电导率的因子 因为现场测定的相对电导率Ｒ可分成三部分，即
C(35,15,0)是一个定标常数,它与定标时实验室的条件有 关,MarkⅢ型CTD系统C(35,15,0)=42.909(ms/cm)。 可用现场观测得到的温度和压力表 示。
其中
R=
S ,t , p 35 ,15 , 0
2. 盐度测量方法
1 化学方法——氯度滴定法
2 物理方法
滴定速度慢，不适应现场测量
1) 光学测定法（折射） 适合精度要求不高，水样量少的场合 2) 比重测定法 3) 声速测定法 可得高精度盐度值，但不适合现场测量 用声速仪测声速，再反算盐度，精确度较低。
4) 电导率法 在温度允许范围，适合现场测量，精度高， 速度快, 计算密度可靠。
与先前盐度标度的连续性，选用标准海水为氯度为19.3740×10－3的北
大西洋海水，其盐度为35.0000，与上述标准氯化钾溶液的电导比为1， 即C (35, 15, 0)/C (KCl, 15, 0)＝1。因此
K15＝C (S, 15, 0)/C (35, 15, 0)
实用盐度标度由K15按以下方程式定义
海水导电率测定
测定方法：感应式、电极式
感应式盐度计以电磁感应为原理，它可在现场和实验室 测量，而得到广泛的应用，在实验室测量中精度可达± 0.003。该仪器对现场测量来说是比较好的，特别对于有机 污染含量较多、不需要高精度测量的近海来说，更是如此。 然而，由于感应式盐度计需要的样品量很大，灵敏度不如电 极式盐度计高，并需要进行温度补偿，操作麻烦，这就导致 感应式盐度计又转向电极式盐度计的发展。 电极式盐度计测量电极直接接触海水，目前广泛 使用的STD、CTD等剖面仪均是电极式结构的。 测定对象：电导率、电导率比
引言
为了表示海水中化学物质的多寡，通常用海水盐度来表示。 海水盐度是海水最重要的理化特性之一，是海洋水文观测的 重要内容 1 海水的盐度，它与沿岸迳流量、降水及海面蒸发密切相 关 2 盐度的分布变化也是影响和制约其它水文要素分布和 变化的重要因素
一、早期盐度概念和氯度
绝对盐度：指海水中溶解物质质量和海水质量的比值，绝 对盐度无法直接测量。 盐度（Knudsen, 1899, 1901; Forch et al., 1902） “1千克海水中溴化物和碘化物被等当量氯化物置换、 所有碳酸盐被等当量氧化物置换后溶解无机盐的重量 （克）” 方法：水样用HCl酸化，加入氯水，在水浴上蒸发至干 后，于150℃（24 h）、380℃（48 h）、480℃（48 h）烘干 恒重称量。
绝对盐度（absolute salinity）
符号SA，定义为海水中溶解物质的质量与溶液质量的比。 实际上该参量无法直接测量，应使用实用盐度，符号S，用于报告海
洋学观测。二者关系为
SA＝a＋bS 参数a和b取决于离子比。标准海水a＝0，b＝1.0049±0.0003。
实用盐度标度 实用盐度标度是基于海水样品在15℃、一个标准大气压下与1千克溶 液中含有32.4356克KCl的氯化钾溶液的电导比（K15）来确定。为保持
从内插表Ⅰb( S
= 3 10
3
)里
因为:δR=0.95427-0.95420= 7 10 5
查对应的盐度修正值 S = 2 10 3
5
S = ∑ ai Ki/215
i =0
适用范围是2≤S≤42。∑ai＝35.0000。
温度校正 电导比受温度影响，当测量温度不是15℃时，需进行温度校正，公
式为
S = i Ri / 2 S a
5
T
i =0
其中RT为在温度T时测得的电导比，RT＝C (S, T, 0)/C (35, T, 0)，
二 盐度测量 1.观测时间、标准层次和准确度的要求
和温度同时测量，观测时间为：大面或断面站， 船到站就观测一次，连续观测站每2小时观调一次， 根据需要，有时每小时观测一次。 测量标准层次及其他有关规定于温度相同。 准确度如下
准确度 级别 准确度
3
一级
二级
三级
0 . 02
0 . 05
0 .2
⊙海水电导率与压力的关系：
R( p) = 1 =
S ,t , p
=
S ,t , p S ,t , 0
1 =
s ,t , 0 S ,t , p s ,t , 0

s ,t , 0
海水压力增加引起的电导率增加值与一个大气压下的 海水电导率的比值。 1. 随着压力的增大，海水电导率增大的百分率也增大。即在 一般情况下压力对电导率的影响比温度对电导率的影响小 很多，但在深海大压力下，影响也相当可观。 2. 随着温度的升高，压力对海水电导率的影响减弱。
－盐度－氯度关系式（1902，使用了70年）存在什么问题？ S‰＝1.805 Cl‰＋0.030 ●“海水组成恒定性”的相对性：相同氯度的海水盐度 值可相差0.04。 ●仅使用9个水样建立公式，数量过少、代表性不好。9 个水样全部取自表层，不能代表大洋深层水。 ●受近岸水影响导致公式中有常数项（实际上随海区而
不同），不符合大洋水实际情况；稀释－浓缩（降水－蒸
发）时引入偏差不合逻辑。
1950年以后，电导盐度计的研究和发展，使盐度的测定方法 得到简化，精密度也提高，比测定氯度后计算盐度的方法，更
加准确和方便。将盐度公式改为
－盐度－氯度关系式（1962）
S‰＝1.80655 Cl‰
●对于盐度为35‰的海水，二关系式均成立。
盐度－氯度关系式： 由于按照盐度原始定义的操作方法测量海水盐度步骤繁
琐耗时，根据海水组成恒定性原理，建议现场观测与研究中
通过测量海水氯度来计算盐度。盐度定义建立的同时给出了 盐度－氯度关系式（Forch et al., 1902） S‰＝1.805 Cl‰＋0.030
氯度 Sø rensen（1902）给出“氯度为与1千克海水中卤化物总量相当的氯 的重量”的最初定义。 氯度测量采用AgNO3沉淀滴定法（Mohr-Knudsen法）。
2. 测定方法
使用前的准备 参考海水准备
加蒸馏水入水浴中
使仪器的电导池进水系统具有自动抽吸能力 接地 准备记录本
操作步骤
校准
测量样品海水盐度 仪器的维护及使用注意事项 (P64)
五 海水样品测定结果的整理
海水盐度可用公式计算或《国际海洋学常用表》求得。
查R15算盐度方法如下： 1．当t=15℃时，用Rt值接由表Ⅰa和表Ⅰb查出海水盐度。 例如：海水样品温度t=15℃时，测得电导率比为0.95427 从表Ⅰa中得 3 R14 = 0.95420 S=33.214 S = 3 10 R15 = 0.95430 S=33.217
●盐度为32‰或38‰的海水，二式有0.0026‰的差异 （Lyman,1969）。
§3-2 海水盐度和氯度 盐度（1969） 20世纪60年代初期随着高精密度电导比测量技术的发展，国际海洋 学表专家组基于对世界海洋135个水样（≥10℃）的测定，提出了盐 度－氯度－密度－电导关系式（Cox, 1967）。基于该结果，UNESCO 出版了“国际海洋学表（International Oceanographic Table）” （Wooster, 1969），其中包含的盐度定义为: S‰＝－0.08996＋28.29720 R15＋12.80823 R215－ 10.67869 R315＋5.98624 R415－1.32311R515 其中R15为15℃时相对于盐度为35.00‰标准海水（氯度为19.374‰）的 电导比。 当测量温度不是15℃时，需对其进行温度校正， R15＝Rt＋∆15（∆15为温度和Rt的函数。）
四 SYC2-2型实验室海水盐度计测盐度
1. 测盐度原理 SYC2-2 型实验室海水盐度计是利用电极电导池在实验室 测试海水相对电导率的一种仪器。其测量海水电导率为 0.1～1.19999，即相当于盐度3～34，使用环境温度条件在 0℃以上，室温与通常温度条件下均可，被测水样温度范
围在0℃以上，40℃以下，精确度为± 0.003，耗水样数量
⊙海水电导率与温度的关系：
r (t ) =
35 , t , 0 35 ,15 , 0
1. 对于同一种盐度，海水电导率的温度系数是不同的，低 温时系数大，高温时系数小。 2. 同一个温度下，高盐的海水电导率温度系数小，低盐的 海水电导率系数大。 3. 海水电导率与温度的关系是复杂的，使用电导率法必须 作温度订正。
(包括洗涤)共计60ml。水样采集后可立即测定，用可换海 水作温度补偿，因此无需定期校正温度补偿电路，而且
适合在陆上或船上的实验室使用。
电导池(1)内充灌标准海水或其它洁净海水(其盐度接近 35者为佳)，用于温度补偿，电导池(2)用于样品海水的测量， 电导池用硬质玻璃制成，每只内装有两支镀有铂黑的片状白 金电极，两电导池同置于一小型的非恒温水浴之中，水浴中 有一微型电动搅拌器，使两电导池的温度一致。
5 T 15 ∑ bi Ri / 2T S = 1 A(T 15） i =0
－2℃≤T≤35℃。
●用标准KCl溶液作标准，有利于盐度标准的统一。 ●建立的实用盐度公式摆脱了海水组成恒定比关系，使盐度和氯度之间
不再有关系。氯度成为一个独立表征海水性质的参数。而盐度只与
海水电导比有关。 关系式S＝1.80655Cl不再有任何意义。
电导测盐度的方法准确度高，速度快，操作简便，适
于海上现场观测。但在实际运用中，仍存在着一些问题。
●盐度定义根本上仍建立在海水组成恒定比关系基础 上（盐度由氯度求得）。当标准海在发生某些变化时， 氯 度值可能保持不变. 但电导值将发生变化。 ●取样水域有所扩大，但在100 m以浅，不适于200 m 以深水 ●温度范围为10－31℃，不适于低温深水。
Rt =
R R ( p ) r (t )
R( p) = 1 =
4

S ,t , p s ,t , 0
Rt =
S ,t , 0
35 , t , 0
=盐/（压、温）
r (t ) =
Dt
i i=0
i
=
35 , t , 0 35 ,15 , 0
(

海水电导率）
公式适用范围（t: -2---35℃; P: 0---1000bar; S: 2---42 )
三 利用现场温盐深仪测量盐度原理 ⊙电导率 海水的电导率取决于其温度、压力和盐度 通过测定其电导率、温度、压力就可以求得海水的盐度。 提取海水 测海水电导率 温度、压力修正 算出海水盐度 3
⊙影响海水电导率的因子 海水电导率是盐度、温度、压力的函数。 有许多描述海水电导率与海水盐度、温度和压力关系的经验公式 由实用盐标给出的关系式是：
S = a 0 a1 R t ( t 15 )wk.baidu.com1 K ( t 15 )
1/ 2
a 2 Rt a3 Rt
1/ 2
3/2
a 4 Rt a5 Rt
2 3/2
5/2
[ b 0 b1 R t
b 2 R t b3 R t
b4 R t b5 R t
2
5/2
⊙海水电导率与盐度的关系：
R =
S ,t , p 35 ,15 , 0
1. 固定温度，海水的盐度与电导率的关系曲线是非线性的。 2. 不同温度时，海水的盐度与电导率的关系曲线斜率不同。
通过RT就可算出海水的盐度
盐度测量规则
利用温盐深仪测盐度时，每天至少应选择一个比 较均匀的水层，与利用实验室盐度计对海水样品的 测量结果对比一次，如发现温盐深仪的测量结果达 不到所要求的准确度，应调整仪器零点或更换仪器 探头。对比结果应记入观测日志。 温盐深的电导率传感器必须保持清洁，每次观测 完毕都须用蒸馏水(或去离子水)冲洗干净，不能残 留盐粒或污物。
实用盐度标度（PSS78）
1978年UNESCO公布了JPOTS（the Joint Panel of Oceanographic
Tables and Standards）采用的实用盐度标度（the Practical Salinity
Scale, PSS78），并出版了新的海洋学表（UNESCO, 1981）。实用 盐度标度的内容有8条，其要点有：