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海水的主要热学和力学性质(4)

时间:2010-01-29  归属:海洋科学导论
3.1.4海水的密度和海水状态方程

一、海水密度的定义及其表示法

单位体积海水的质量定义为海水的密度,用符号“ρ”表示,单位是千克每立方米,记为kg·m-3。它的倒数称为海水的比容,即单位质量海水的体积,单位是立方米每千克,记为m3·kg-1,其关系为

由于海水密度是盐度、温度和压力的函数,因此,海洋学中常用ρ(S,t,p)的形式书写。它表示盐度为S,温度为t,压力为p条件下的海水密度。同样,比容的书写形式相应为α(S,t,p)。

海水密度一般有6~7位有效数字,且其前两位数字通常是相同的。为便于书写起见,历史上在密度单位为克每立方厘米的情况下,曾采用Knudsen参量σ与υ分别表示海水的密度与比容。即

σ=(ρ-1)×103 (3-15)

υ=(α-0.9)×103 (3-16)

例如,当ρ=1.02768时,对应比容α=0.97307,则

σ=(1.02768-1)×103=27.68

υ=(0.97307-0.9)×103=73.07

在海面(p=0)海水密度仅为盐度和温度的函数,此时记为

σt=[ρ(S,t,0)-1]×103 (3-17)

称为“条件密度”。当温度为0℃时,记为

σ0=[ρ(S,0,0)-1]×103 (3-18)

它仅是盐度的函数。

依海洋学国际单位制(SI),已不再推荐使用参量σ、σt,而σt属极力劝阻使用的符号。

二、密度超量

由于密度单位采用千克每立方米,所以提出另一参量,称为密度超量(γ),其定义为

γ=ρ-1000kg·m-3 (3-19)

它与密度具有同样的单位。它与σ之间的量值相等,因此,也保持了海洋资料使用的连续性。

三、比容偏差(异常,距常)和热比容偏差

海洋学中经常用到的不是现场比容α(S,t,p),而常使用

δ=α(S,t,p)-α(35,0,p) (3-20)

的差值。δ称为比容偏差,也可将其记为δ(S,t,p)。式中α(35,0,p)是海水盐度为35,温度0℃,海压为p时的比容。

海洋学中还常使用热比容偏差,有人也称为热盐比容偏差,用符号△或△(S,t)表示

△(S,t)=α(S,t,0)-α(3,0,0)

(3—21)

它表示在海面上(海压为0)的比容与盐度为35,温度为0℃时的比容偏差。

因为在浅海或1000m以浅的海洋上层,海水的密度或比容主要取决于海水的温度和盐度的变化,因此常用△(S,t)作为描述海洋上层密度特征的一种参数。已知α(35,0,0)=0.97266204×10-3m3.kg-1,由式(3-19)与(3-21)可得

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  • 关键词:海水性质力学热学
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