盐度：定义和演变-海洋调查技术及应用

2023-11-29 理论教育版权反馈

【摘要】：绝对盐度的局限性和所依据的海水组成恒定性理论并不十分可靠，所以氯度滴定测定海水盐度的方法不准确，现场测量也不方便，不能满足现代海洋调查和测量的要求。

7.1　盐度的定义和演变

盐度即海水中所含盐量的标度，是关系到海水的物理、化学性质的一个重要参数，是研究海水运动、划分水团、确定声速的重要因素之一。

将盐酸和氯水加入海水中并加热烘干，然后在480℃的恒温下干燥，则会发生一系列化学反应:海水中的一些盐类发生氧化和置换反应，而且其中的有机物也全部被分解和氧化。用这种方法直接测定海水盐度操作十分复杂，相当费事，且难以得到精确的结果，不适用于海洋调查。因此，1902年将海水的盐度首次定义为:在1千克海水中，所有碳酸盐转化为氧化物，溴、碘-氯置换，而且有机物全部氧化后所含有固体物质的克数，单位是克/千克，符号是S‰，与氯度(Cl‰)的关系式(Knudsen盐度公式)如下:

　　　　　　　　　　S‰= 0.030+ 1.8050×Cl‰　　　　　　　　(7-1)

以千分比来表示的盐度又称绝对盐度。绝对盐度的局限性和所依据的海水组成恒定性理论并不十分可靠，所以氯度滴定测定海水盐度的方法不准确，现场测量也不方便，不能满足现代海洋调查和测量的要求。1966年海洋学常用表和标准专家联合小组(JPOTS)基于海水的导电这一物理特性，又根据一些海洋工作者的测定与研究结果，在上述氯度定义的基础上，重新定义了海水的盐度，并于1969年开始正式使用此定义。该定义根据海水电导与盐度为35.000‰标准海水的电导比值R₁₅(在15℃时)，以下列关系式作为盐度新定义:

S‰=-0.08996+ 28.29720R₁₅+ 12.80832R²₁5-10.67869R³₁5+ 5.98624R⁴₁5-1.32311R⁵₁5　　　(7-2)

盐度和氯度的关系式采用下式:

　　　　　　　　　　　　S‰=1.80655Cl‰　　　　　(7-3)

1969年的盐度定义存在如下问题:(www.chuimin.cn)

①缺乏严格的35‰盐度标准。1969年电导盐度定义实际上是以哥本哈根标准海水的氯度盐度作为相对标准的，但是，实验研究已经表明哥本哈根的标准氯度盐度不能为电导盐度提供可靠的35‰的盐度标准，其误差可能超过电导测盐仪器本身的误差。

②1969年电导盐度定义是利用世界各地自然海水样品氯度与相对电导率资料求得的大洋海水的一种平均关系，因此，按此定义只能确定具有大洋海水平均离子组成的海水样品电导盐度，当待测海水样品离子组成与大洋海水平均离子组成有明显差异时，根据此定义确定的电导盐度及其计算密度的结果将产生不可忽视的偏差。

③1969年电导盐度定义的适用温度范围为10～31℃，当测得的现场实际温度超出此范围时，计算的结果就会产生偏差。

由于上述原因，经过国际海洋学常用表和标准联合专家小组及其所属电导小组的努力，提出了1976年实用盐度标度的定义，于1978年9月在法国巴黎召开的JPOTS第九次会议上获得了通过。实用盐度标度“PSS78”不再依赖于“海水组成恒定性”和Knudsen盐度公式，而是选定一种浓度为精确值的氯化钾(KCl)溶液，用海水水样相对于KCl溶液的电导比来确定盐度值。为保持盐度历史资料与实用盐度标度的连贯性，规定KCl溶液的浓度精确值为32.4356‰，该溶液在一个标准大气压下，15℃时电导率C(32.4356，15，0)与同温同压下标准海水电导率C(35，15，0)相同。

式中:K₁₅是在一个标准大气压下，15°C时水样的电导率C(S，15，0)与同温同压下标准KCl溶液电导率C(32.4356，15，0)之比值，即

式中:系数a_i为

实用盐度公式适用范围为2≤S≤42。实用盐度不再使用符号‰，因而其值是旧盐度值的1000倍。显然，K₁₅=1时，水样的实用盐度S精确值为35。海水的绝对盐度(S _A)单位质量(千克)海水中所有溶质的总质量是无法直接测量的，它与实用盐度值略有差异。

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