海洋基础知识：水和海水的物理性质
物理海洋--整理
....... 第四章 水团分析
第一节 水团的基本概念和术语 水团：是在一定的时期中形成于同一源地的、一定体积的水体，在同一水团内，主要海 洋学特征（温度、盐度等）在空间上具有相对的均一性，在时间上具有大体一致的变化 趋势，与其周围海水的物理、化学性质及其变化规律存在明显差异。 核心，边界，强度，形成和变性，运动和海流
可从纬向，经向，区域，垂向各个方面讨论。 大洋密度的时间变化 密度跃层（温度跃层）：春季形成，夏季强盛，秋冬衰亡。
第六节 海洋温度、盐度、密度的细微结构 双扩散对流：当高温高盐水和低温低盐水重叠且呈稳定层结时，若上下密度差异小，由 于分子热传导效应比盐度扩散效应强得多，则上层海水因失热较快而冷却下沉，下层则 因受热较快而增温上升，于是形成双扩散对流。 盐指：由于双扩散对流，而在界面上出现的簇状小长柱结构。 多层阶梯状结构：界面上下的水层，因升降盐指的搅拌而趋于均匀，逐渐形成多层阶梯 状结构。
小。 渗透压：渗透作用达到平衡状态时，膜两侧的压力之差。 粘度：相邻水层之间存在相对运动，由于分子不规则运动，产生动量传递，从而形成切 应力。
第一节 海洋热平衡分量
第三章 海洋表面热平衡和水平衡
穿过海表面热交换的四个过程：
来自太阳的短波辐射 ——太阳辐射能
大气与海洋之间的长波（红外光部分）辐射热交换 ——有效回辐射
混合层（从海面向下到几十米水层）， 风使该层海水充分混合，维持同温度
温跃层（混合层下温度骤变区），因季节 而异
位温：海水微团从海洋某一深处（压强为 p）绝热上升到海面（压强为一个标准大气压） 时所具有的温度。（为了便于大洋环流研究，需用某些保守量来标记水块，即其特性不 涉及能量交换，因此引入位温。） 第四节 盐度 绝对盐度：海水中溶解物质质量与海水质量的比值。 1978 年实用盐标：在 1 标准大气压下，15℃的环境温度下，海水样品与标准 KCL 溶液
海洋基础知识
海洋基础知识笔试大纲根据对海洋基础知识认知和掌握程度的不同要求，将知识点划分为“了解、熟悉、掌握”三个层次：[了解]——对相关知识点有一定的认识和记忆，明白并理解具体概念、作用、意义等。
[熟悉]——清楚地知道相关知识点，认知的程度比较深刻。
[掌握]——理解相关知识点的内涵和意义，包括具体分类、区别、流程、误区等的认知和学习，能够深刻领会相关知识并加以运用：①转换：用自己的话或用与原先表达方式不同的方式表达对某一知识点的认识；②解释：对某一知识点进行说明或概述；③推断：估计将来的趋势，即预期的结果。
第一部分：海洋基本知识（一）海、洋概观1.[掌握]：洋、海、海湾、海峡的概念[熟悉]：海和洋的主要特征[了解]：海湾潮差、海峡流速的主要特征地球上互相连通的广阔水域构成统一的世界海洋。
根据海洋要素特点及形态特征，可将其分为主要部分和附属部分。
主要部分为洋，附属部分为海、海湾和海峡(图2—7)。
洋或称大洋，是海洋的主体部分，一般远离大陆，面积广阔，约占海洋总面积的90.3％；深度大，一般大于2000m；海洋要素如盐度、温度等不受大陆影响，盐度平均为35，且年变化小；具有独立的潮汐系统和强大的洋流系统。
海是海洋的边缘部分，据国际水道测量局的材料，全世界共有54个海，其面积只占世界海洋总面积的9.7％。
海的深度较浅，平均深度一般在2000m以内。
其温度和盐度等海洋水文要素受大陆影响很大，并有明显的季节变化。
水色低，透明度小，没有独立的潮汐和洋流系统，潮波多系由大洋传入，但潮汐涨落往往比大洋显著，海流有自己的环流形式。
按照海所处的位置可将其分为陆间海、内海和边缘海。
陆间海是指位于大陆之间的海，面积和深度都较大，如地中海和加勒比海。
内海是伸入大陆内部的海，面积较小，其水文特征受周围大陆的强烈影响，如渤海和波罗的海等。
陆间海和内海一般只有狭窄的水道与大洋相通，其物理性质和化学成分与大洋有明显差别。
边缘海位于大陆边缘，以半岛、岛屿或群岛与大洋分隔，但水流交换通畅，如东海、日本海等。
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。
海水的物理性质复习讲义
海水的比热在3.89×103 J·Kg-1℃-1 左右；而 空气比热1×103 J·Kg-1℃-1 。
即海水的热容量约为空气的3100倍，这就是 说，1m3的海水降低1℃所放出的热量，可使 3100m3的空气增高1℃。
二、海水的蒸发热
定 义：使1克海水化为同温度的蒸汽时所需的热量， 单位为焦耳∕克。 海水平均每年蒸发掉126cm厚的海水，伴随蒸发中 的失去海水，海洋同时失去巨额热量，这些热量通 过水汽带入大气，对大气温度产生极大的影响。 热带海洋洋面形成的热带气旋就与海水蒸发及其有 关。
密度跃层与内波的形成 密度的梯状分布与海底潜艇
巴士海峡的海水密度跃层可以为潜艇产生"液体海底"效果，便于潜艇 的设伏和隐蔽攻击。海水密度跃层通常较为稳定，能有效地阻止海水的 水下对流。在上层密度小、下层密度大的正密度梯度跃变层中，海水的 浮力增大，俗称"液体海底"；在上层密度大，下层密度小的负密度梯度 跃变层中，海水浮力减小，称为" 海中断崖"。较为稳定的正海水密度梯 度跃层可以使潜艇相对静止地旋浮在跃层水中，可以通过调节自身的浮 力，在"液体海底"中慢速"静音"巡航，而不易被发现，象雄狮慢慢接近羚 羊一样，在对方全无知觉的情况下，搜索并接近目标，确定截击方位， 对水面舰只实施快速的攻击，然后隐蔽潜航，迅速脱离攻击战位。
热带气旋相关图片
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热带气旋过去统称为台风，现在根中心附近最大风 力的大小，分为四个等级。 热带低压：6-7级风力 热带风暴： 8-9级风力
强热带风暴： 10-11级风力
台风： 大雨或等于12级风力
三、海洋温度的分布变化
① 水平分布：大洋表层的海水水温主要与太阳 辐射变化和大洋环流、海陆分布有关系。等 温线大致表现为平行于纬度线的带状分布。 ② 铅直分布：混合层，温跃层，冷水区。
高一地理海水性质知识点
高一地理海水性质知识点海水是地球表面上最为广泛的水体，它不仅是人类生活的重要水源，还对地球气候与生物生态等发挥着重要的影响。
了解海水的性质对于我们深入了解海洋科学至关重要。
本文将介绍高一地理中与海水性质相关的知识点。
一、海水的起源海水的起源主要与地球内部活动和外部因素有关。
地球内部活动包括火山喷发和地震等，这些活动释放出大量热能和物质，其中包括溶解在地下水中的化学元素。
外部因素包括降水、河流冲刷和台风等，这些因素带来了大量的淡水和溶解在其中的物质。
当这些物质进入海洋后，经过了长时间的混合作用，最终形成了咸味的海水。
二、海水的成分海水主要由水和其他物质组成。
其中，水是海水的主要成分，占据了海水总质量的大部分。
海水中还含有大量的溶解物质，主要包括盐类、气体和悬浮颗粒物等。
这些溶解物质的组成和含量因地理位置、季节和深度等因素而有所不同。
海水中的盐类主要由氯化钠、硫酸镁和硫酸钙等组成。
其中，氯化钠是最主要的盐类，在海水中的含量约占盐类总量的85%以上。
除了氯化钠，其他盐类的含量相对较低。
2. 气体海水中溶解的气体主要是氧气、氮气和二氧化碳等。
其中，氧气对于海洋生物的生存至关重要。
氮气主要来自大气层，而二氧化碳则是大气中的主要温室气体，其溶解和释放过程对海洋的酸碱性和气候变化有重要影响。
3. 悬浮颗粒物海水中的悬浮颗粒物主要是沉积物和有机物等微小颗粒。
它们对海水的浑浊度和透明度有影响，并通过吸附作用影响海洋中的生物和生态系统。
三、海水的物理特性除了成分的差异外，海水还具有一些特殊的物理性质。
海水的密度比淡水要大，这是由于海水中含有盐类等溶解物质。
密度的大小会受温度和盐度的影响，通常情况下，深海水密度较大，而河口和近海的海水密度较小。
2. 透明度海水的透明度取决于其中的悬浮物和溶解物质的含量。
透明度较高的海水通常清澈见底，而透明度较低的海水则呈现混浊的状态。
3. 热容量和导热性由于海水的密度较大，因此它的热容量也较高。
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
海洋中的水体垂直混合与物理特性分析
海洋中的水体垂直混合与物理特性分析海洋作为地球上最广阔的水域，拥有丰富的物理特性和复杂的生态系统。
其中，水体的垂直混合是海洋动力学和生物地球化学过程中的重要环节。
本文将对海洋中水体的垂直混合以及相关的物理特性进行分析和探讨。
一、垂直混合的机制水体的垂直混合是指不同温度、盐度和密度的水体在垂直方向上发生的混合过程。
这一混合过程由于受到多种驱动力的影响，如风、潮汐和地球自转等，因此具有复杂性和多样性。
1.1 风的影响风是垂直混合的主要驱动力之一。
风通过表面摩擦破坏了水体的垂直层次结构，引起了上层水体的下沉和底层水体的上升，从而促进了水体的垂直混合。
此外，风还能增加水体中的湍动，加速混合的速度。
1.2 潮汐的影响潮汐也是水体垂直混合的重要驱动力。
潮汐引起的涨落潮位差使得水体在垂直方向上发生周期性的上升和下降运动，从而实现了水体的垂直混合。
尤其是在浅水区域，潮汐对垂直混合的贡献更为显著。
1.3 地球自转的影响地球自转产生的科氏力对垂直混合也具有影响。
科氏力使得水体在水平方向上发生偏转，从而引起水体的旋转和湍动，促进了水体的垂直混合。
二、垂直混合的效应垂直混合对海洋中的物理特性和生物过程具有重要的影响。
下面我们将探讨垂直混合对海洋中温度、盐度和营养盐等物理特性的影响。
2.1 温度的影响垂直混合使得上层暖水和底层冷水发生混合，导致水体的垂直温度分布发生变化。
垂直混合还可以将温暖的水体带到较深层次，使得整个水体温度变得均匀，减小了温度梯度。
2.2 盐度的影响垂直混合还影响海洋中的盐度分布。
上层水体和底层水体的混合会导致盐度的均匀化，减小盐度的梯度。
此外，垂直混合还可以将富含盐分的底层水体带到表层，使得表层水体的盐度增加。
2.3 营养盐的影响垂直混合对海洋中的营养盐分布和生物生产力具有重要影响。
通过垂直混合，底层富含营养盐的水体得以输送至表层，为浮游植物的生长提供了充足的养分，从而促进了生物生产力的增加。
三、垂直混合与海洋研究垂直混合的研究对于深入了解海洋的动力学和生物地球化学过程具有重要意义。
海洋科学的基本知识和研究方向
海洋科学的基本知识和研究方向海洋科学是研究地球海洋的自然现象、性质、结构、分布及其与环境相互作用的科学。
它是一门综合性学科，涉及物理学、化学、生物学、地质学等多个领域。
以下是海洋科学的基本知识和研究方向的概述：1.海洋的基本概念：–海洋是地球上最广阔的水体，包括海水、海底及其上空的空间。
–海洋覆盖地球表面的约70%，对地球的气候、生态系统和人类生活具有重要意义。
2.海洋的物理特性：–海水的温度、盐度、密度、透明度等参数及其变化规律。
–海流、潮汐、波浪等海洋动力学现象及其对海洋环境的影响。
3.海洋的化学成分：–海水中溶解的盐类、气体、有机物质等化学成分及其分布规律。
–海洋生物在物质循环中的作用，如碳循环、氮循环等。
4.海洋生物与生态：–海洋生物的分类、生理、行为、繁殖等基本特征。
–海洋生态系统的基本概念，如珊瑚礁、深海生物群落等。
–海洋生物多样性及其保护。
5.海洋地质与地形：–海底地形的分类，如大陆架、大陆坡、海山、海沟等。
–海洋地质构造，如板块构造理论在海洋中的应用。
–海底资源的分布与开发。
6.海洋环境与气候变化：–海洋对全球气候变化的影响，如海洋对二氧化碳的吸收和释放。
–海洋环境问题，如海洋污染、过度捕捞、海洋酸化等。
–海洋环境保护与可持续发展。
7.海洋科学研究方法和技术：–海洋观测技术，如卫星遥感、深海潜器、海洋浮标等。
–海洋数据收集与处理方法。
–海洋模型模拟与数值分析。
8.海洋科学研究领域的前沿问题：–深海未知生物的研究。
–海洋生物资源的开发与利用。
–海洋新能源的探索与开发。
–海洋灾害的预测与防范。
9.海洋科学在国家战略中的应用：–海洋权益与海洋法。
–海洋资源的合理开发与利用。
–海洋科技人才的培养与交流。
海洋科学是一门不断发展的学科，涉及众多领域的研究。
通过对海洋的深入研究，我们可以更好地了解海洋的奥秘，为人类的可持续发展做出贡献。
习题及方法：1.习题：海洋覆盖地球表面的百分比是多少？解答：海洋覆盖地球表面的约70%。
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海洋基础知识：水和海水的物理性质
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1.[熟悉]：水分子结构的特殊性;水的溶解性、密度变化异常现象
水分子是由一个氧原子和两个氢原子组成的。
假如两个氢原子和氧原子简单地结合在一起，那么，正、负电荷的极性可恰好抵消。
水分子的结构却呈不对称结构，正、负极性不能相互抵消，所以水分子是极性分子。
各水分子之间因极性又互相结合，形成比较复杂的水分子，但水的化学性质并未改变，这种现象称为水分子的缔合。
缔合分子与温度有关，温度升高时促使缔合分子离解，温度降低时有利于分子缔合，从而导致水与其它液体或其它氧族元素的氢化物相比，在性质上产生异常。
水是一种很好的溶剂，溶解能力很强。
其原因是水分子有很强的极性，容易吸引溶质表面的分子或离子，使其脱离溶质的表面进入水中，海水正是水溶解了许多物质的一种复杂溶液，所以其性质与纯水有差异。
“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，等于1000kg·m3;在4℃以上时，密度随温度的降低而增大，但在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，所以冰总是浮在水面上。
2.[掌握]：绝对盐度定义：
绝对盐度是指海水中溶解物质质量与海水质量的比值。
[熟悉]：标准海水的定义：
用AgNO3滴定法测定海水的氯度时，需要知道AgNO3的浓度，国际上统一使用一种其氯度值精确为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‰。
3.[了解]：海水热容、热膨胀、蒸发、压缩性等的热力学定义;海水温度相对大气温度变化缓慢、海水不遵循热胀冷缩规律等特性
海水温度升高1K(或1℃)时所吸收的热量称为热容。
在海水温度高于最大密度温度时，若再吸收热量，除增加其内能使温度升高外，还会发生体积膨胀，其相对变化率称为海水的热膨胀系数。
单位体积的海水，当压力增加1Pa时，其体积的负增量称为压缩系数。
使单位质量海水化为同温度的蒸汽所需的热量，称为海水的比蒸发潜热，
也正因为海水的比热容远大于大气的比热容，因此海水的温度变化缓慢，而大气的温度则变化剧烈。
在大气压力下，低温、低盐海水的热膨胀系数为负值，说明当温度升高时海水收缩。
4.[熟悉]：海水的盐度对海水冰点温度、最大密度对应的温度的影响
海水的沸点和冰点与盐度有关，即随着盐度的增大，沸点升高而冰点下降。
含有盐分的海水，其冰点和最大密度温度都随盐度的增加而降低，但降低的数值不同。
5.[掌握]：海水密度定义
单位体积海水的质量定义为海水的密度
[熟悉]：密度与海水温度、盐度和压力的关系
海水密度是盐度、温度和压力的函数，因此，海洋学中常用ρ(S，t，p)。
海水的密度与温度、盐度和压力的关系比较复杂。
一般来说，海水因温度升高体积膨胀，并随温度升高而密度减小，一般情况下，热膨胀系数为正值，所以海水密度随温度升高而减小;但当温度低于某一数值时，热膨胀系数为负值，这时，海水密度随温度升高而增大。
这一温度便是海水最大密度时的温度，这时的密度，叫条件密度，它不是常数，而是盐度的函数。
海水密度与盐度的关系是近似线性关系，当盐度增加时，海水密度增大。
海水密度随压力的增加而增大。
6.[熟悉]：海水状态方程的定义
海水状态方程是海水状态参数温度、盐度、压力与密度或比容之间相互关系的数学表达式(因此有人称之为p-V-t关系)
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