Как измеряется соленость моря

Солёность

Солёность — содержание солей в воде.

Содержание

Описание

Измеряется в «‰» («промилле») или единицах PSU (Practical Salinity Units) практической шкалы солености (Practical Salinity Scale).

Солёность в промилле это количество твёрдых веществ в граммах, растворённое в 1 кг морской воды, при условии, что все галогены заменены эквивалентным количеством хлора, все карбонаты переведены в окислы, органическое вещество сожжено.

В 1978 году введена и утверждена всем международными океанографическими организациями шкала практической солености (Practical Salinity Scale 1978, PSS-78) [1] в которой измерение солёности основано на электропроводности (кондуктометрия), а не на выпаривании воды. В 1970-х годах широкое применение в морских исследованиях получили океанографические CTD зонды, и с тех пор солёность воды измеряется в основном электрическим методом. Для поверки работы ячеек электропроводности, которые погружаются в воду используют лабораторные солемеры, такие как Guildline Autosal 8400. В свою очередь, для проверки солемеров используют стандартную морскую воду. Стандартная морская вода, рекомендованная международной организацией IAPSO для поверки солемеров, производится в Великобритании лабораторией Ocean Scientific International Limited (OSIL) из стандартной морской воды. При соблюдении всех стандартов измерения можно получить точность измерения солёности до 0,001 единицы PSU.

Шкала PSS-78 даёт числовые результаты близкие к измерениям массовых долей, и различия заметны либо когда необходимы измерения с точностью выше 0,01 PSU, либо когда солевой состав не соответствует стандартному составу океанской воды.

Средняя солёность мирового океана — 35 ‰ или PSU. Для калибровки приборов в Бискайском заливе добывается так называемая нормальная вода с солёностью близкой к 35 ‰ или PSU.

Показатель преломления воды зависит от солености, на этом основан рефрактометрический метод её измерения. Преимущества этого метода в оперативности и возможности проводить измерения в небольших (несколько капель) пробах воды.

Содержание некоторых элементов в морской воде

Содержание некоторых элементов в морской воде

Элементы	Содержание, мг/л	Элементы	Содержание, мг/л
Хлор	19 500	Углерод	20
Сера	910	Стронций	13
Натрий	10 833	Бор	4.5
Калий	390	Кремний	0.5
Магний	1 311	Фтор	1.0
Кальций	412	Рубидий	0.2
Бром	65	Азот	0.1

Солёность по географическим объектам

Солёность океанов

Cредняя солёность Мирового океана — 35‰

• Атлантический океан -35,4 ‰ Наибольшая солёность поверхностных вод в открытом океане наблюдается в субтропической зоне (до 37,25 ‰), а максимум в Средиземном море — 39 ‰. В экваториальной зоне, где отмечено максимальное количество осадков, солёность снижается до 34 ‰. Резкое опреснение воды происходит в приустьевых районах (например, в устье Ла-Платы 18—19 ‰) [2] .
• Индийский океан -34,8 ‰. Максимальная солёность поверхностных вод наблюдается в Персидском заливе и Красном море, где она достигает 40—41 ‰. Высокая солёность (более 36 ‰) также наблюдается в южном тропическом поясе, особенно в восточных районах, а в северном полушарии также в Аравийском море. В соседнем Бенгальском заливе за счёт опресняющего влияния стока Ганга с Брахмапутрой и Иравади солёность снижается до 30—34 ‰. Повышенная солёность соотносится с зонами максимального испарения и наименьшего количества атмосферных осадков. Пониженная солёность (менее 34 ‰) характерна для приарктических вод, где сказывается сильное опресняющее действие талых ледниковых вод. Сезонное различие солёности значительно только в антарктической и экваториальной зонах. Зимой опресненные воды из северо-восточной части океана переносятся муссонным течением, образуя язык пониженной солёности вдоль 5° с. ш. Летом этот язык исчезает. В арктических водах в зимнее время солёность несколько повышается за счёт осолонения вод в процессе лёдообразования. От поверхности ко дну океана солёность убывает. Придонные воды от экватора до арктических широт имеют солёность 34,7—34,8 ‰ [2] .
• Тихий океан — 34,5 ‰. Максимальную солёность имеют тропические зоны (максимально до 35,5—35,6 ‰), где интенсивность испарений сочетается со сравнительно небольшим количеством осадков. К востоку под влиянием холодных течений солёность понижается. Большое количество осадков также понижает солёность, особенно на экваторе и в зонах западной циркуляции умеренных и субполярных широт [2] .
• Северный Ледовитый океан — 35‰. В Северном Ледовитом океане выделяются несколько слоёв водных масс. Поверхностный слой имеет низкую температуру (ниже 0 °C) и пониженную солёность. Последняя объясняется распресняющим действием речного стока, талых вод и очень слабым испарением. Ниже выделяется подповерхностный слой, более холодный (до −1,8 °C) и более солёный (до 34,3 ‰), образующийся при перемешивании поверхностных вод с подстилающим промежуточным водным слоем. Промежуточный водный слой — это поступающая из Гренландского моря атлантическая вода с положительной температурой и повышенной солёностью (более 37 ‰), распространяющаяся до глубины 750—800 м. Глубже залегает глубинный водный слой, формирующийся в зимнее время также в Гренландском море, медленно ползущий единым потоком от пролива между Гренландией и Шпицбергеном. Температура глубинных вод около −0,9 °C, солёность близка к 35 ‰. [2] .

Источник

Соленость

Существует специальная величина для измерения солености морских вод. Для ее определения используется специальный прибор. Соленость воды в море связана с рядом факторов.

При этом соли на морской поверхности распределяются неравномерно. У различных морей на планете отмечаются разные показатели солености. Они бывают как сильносолеными, так и слабосолеными.

Что это такое?

Под соленостью морской воды понимается конкретный уровень солей в ней. Это означает то, сколько их содержится в 1 литре воды. Поскольку главными компонентами соли выступают натрий и хлор, то под соленостью воды понимается концентрация этих веществ в ее 1 литре.

Как измеряется и в каких единицах?

Для измерения уровня солей используется специальная единица.

Она называется промилле. Это 1/1000 доля. Если брать во внимание процентное соотношение, то промилле составляет 1/10 часть от процента.

Соленость воды, измеряемая в промилле, означает то количество минеральных веществ, которые содержатся в одном ее литре. Обозначается данная единица значком «‰».

Для измерения применяется специальный прибор. Он называется рефрактометром. Этот прибор фиксирует значение преломления солнечного света в водной среде.

Именно по преломлению света в морской воде можно довольно точно узнать концентрацию содержащихся в ней солей. Достаточно налить несколько капель во внутреннее отверстие рефрактометра, закрыть крышкой и зафиксировать показатель, который появится на обратной стороне прибора.

Почему вода в море соленая?

Соленость водоемов объясняется круговоротом воды. Этот процесс имеет место на планете многие миллиарды лет. С морской и океанической поверхности активно испаряется влага.

Она попадает в атмосферу, после чего выпадает в виде осадков. Ее значительная часть попадает на сушу, после чего проникает в грунтовые воды под землей.

Выпавшая в виде осадков вода впитывает в себя минеральные соли, которые содержатся в земле и горных породах. После этого уже соленой она попадает в реки. Те впадают в моря, обеспечивая пополнение их солями.

Реки не являются главным источником наполнения морей солями. В речных водоемах их концентрация значительно ниже. Они пресные.

Моря становятся солеными преимущественно за счет интенсивного испарения влаги с их поверхности.

В ходе этого процесса пресная вода испаряется, а соли остаются.

Как соль распределяется по морской поверхности?

Процент солей на поверхности водоемов разный. Минералы распределены по их поверхности неравномерно. В центральных частях водоемов обычно уровень солей выше. По берегам показатель значительно падает. Это связано с впадением рек. У береговых линий они опресняют морские воды, делая их менее солеными.

В некоторых морях солевой состав разный в зависимости от стороны света, в которой расположены их берега. Это заметно на примере Балтики. В ее восточной прибрежной зоне соленость выше, чем в западной части. То же касается южных и северных берегов. У первых солей больше, чем у вторых.

От чего зависит уровень?

На солоноватость оказывают влияние следующие факторы:

1. Географическое положение. Водоемы, находящиеся в притропических регионах с сухим климатом, отличаются большей солоноватостью, чем моря, расположенные в умеренных и полярных широтах. Сказывается количество осадков, которые снижают концентрацию солей в водах.
2. Количество рек, которые впадают в крупный водоем и опресняют его.
3. Интенсивность испарения с поверхности. Оно тоже зависит от климатической зоны, в которой водоем находится.
4. Наличие внутренних течений и их интенсивность. Эти течения могут быть как солеными, так и пресными. Из-за них в отдельных зонах наблюдаются существенные колебания уровня солей.
5. Близость к океану. Моря, сообщающиеся с океанскими водами, имеют большую соленость, чем те, которые удалены от них и находятся в глубине материков.

Показатели в разных морях России

Самые известные моря России имеют следующую концентрацию солей:

В Каспии концентрация солей сильно отличается в области устья Волги и на юго-востоке водоема.

В первом месте она низкая (0,05‰). В юго-восточной части Каспия ее показатель почти достигает 13‰.

Чему равны наибольшие и наименьшие показатели?

На планете можно выделить следующие моря с наибольшими показателями солевого состава:

• Мертвое – максимум 350‰ (хотя официально ученые считают это море озером);
• Красное – 41‰;
• Средиземное – 39‰;
• Лигурийское – 38‰;
• Эгейское – 37‰;
• Адриатическое – 36‰;
• Баренцево – 35‰;
• Японское – 33-34‰;
• Берингово – 33-34‰.

В число морей с наименьшим уровнем солей входят:

• Каспийское – 12,8‰;
• Азовское – 11‰;
• Карское – 10‰;
• Балтийское – 7‰.

Подробнее читайте в нашей статье.

Существует ли абсолютно не соленый водоем?

Полностью пресноводных морей на планете не существует. Это обусловлено круговоротом воды, который длится миллиарды лет.

Неизменно соли и минералы попадают в крупные водоемы через реки. С их поверхности всегда происходит испарение влаги. При этом соли остаются в водоемах.

Это связано с тем, что с его поверхности продолжает активно испаряться влага. За счет испарения концентрация солей поддерживается на определенном уровне.

Морские водоемы не становятся пресными также из-за рельефа своего дна и особенностей их береговой линии. Вода стачивает горные породы на дне водоемов.

Из-за эрозии они разрушаются. В итоге в водную среду попадают минералы и соли. То же касается и береговых линий. В некоторых местах берега выстланы из скал. Вода стачивает их. Из горных пород в воду попадают соли, делая даже пресноводные водоемы солоноватыми.

Заключение

Соленость воды в морях означает концентрацию солей в ее одном литре. Показатель солей в таких водоемах измеряется при помощи рефрактометра. Уровень солей измеряется в промилле, что является 1/10 от процента. Поверхностная соленость морей неравномерна и зависит от ряда факторов.

Имеет значение географическое положение, количество впадающих рек, интенсивность испарения, наличие течений и близость к океану. Есть как сильносоленые, так и слабосоленые моря. Но абсолютно пресных не существует.

Источник

Что такое соленость морской воды, и в каких единицах она измеряется?

Концентрация растворенных в воде веществ характеризуется соленостью, которая измеряется в промилле (%о), т. е. в граммах вещества на 1 кг воды.

Линии на карте, соединяющие точки с одинаковой соленостью, называют изогалинами (изохалинами).

Соленость пресной воды в среднем равна 0,146 %о, а морской — в среднем 35 %о. Растворенные в воде соли придают ей горько-соленый вкус.

Около 27 из 35 граммов составляет хлористый натрий (поваренная соль), поэтому вода соленая. Соли магния придают ей горький вкус.

Поскольку вода в океанах образовалась из горячих соленых растворов земных недр и газов, соленость ее была изначальной. Есть основания предполагать, что на первых этапах формирования океана его воды по солевому составу мало отличались от речных. Различия наметились и стали усиливаться после преобразования горных пород в результате их выветривания, а также развития биосферы. Современный солевой состав океана, как показывают ископаемые остатки, сложился не позже протерозоя.

Помимо хлоридов, сульфитов и карбонатов в морской воде обнаружены почти все известные на Земле химические элементы, в том числе и благородные металлы. Однако содержание большинства элементов в морской воле ничтожно, например, золота в кубометре воды выявлено лишь 0,008 мг, а на наличие олова и кобальта указывает их присутствие в крови морских животных и в донных осадках.

Соленость океанских вод — величина не постоянная. Она зависит от климата (соотношения осадков и испарения с поверхности океана), образования или таяния льдов, морских течений, вблизи материков — от притока пресных речных вод.

В открытом океане соленость колеблется в пределах 32- 38%; в окраинных и средиземных морях колебания ее значительно больше.

Особенно сильно на соленость вод до глубины 200 м влияет количество выпадающих атмосферных осадков и испарение. Исходя из этого, можно говорить, что соленость морской воды подвержена закону зональности.

В экваториальных и субэкваториальных районах соленость составляет 34 %с, потому что количество выпадавших осадков больше воды, затраченной на испарение. В тропических и субтропических широтах — 37 так как осадков мало, а испарение велико. В умеренных широтах — 35 %о. Наименьшая соленость морской воды наблюдается в приполярных и полярных областях — всего 32 так как количество осадков превышает испарение.

Морские течения, сток речных вод и айсберги нарушают зональную закономерность солености. Например, в умеренных широтах Северного полушария соленость вод больше около западных берегов материков, куда с помощью течений приносятся более соленые субтропические воды, меньшая соленость воды — у восточных берегов, куда холодные течения приносят менее соленую воду.

Сезонное изменение солености воды происходит в приполярных широтах: осенью за счет образования льда и уменьшения силы речного стока соленость увеличивается, а весной-летом за счет таяния льда и усиления речного стока соленость уменьшается. Вокруг Гренландии и Антарктиды в летний период соленость становится меньше в результате таяния близлежащих айсбергов и ледников.

Самый соленый из всех океанов — Атлантический океан, наименьшую соленость имеют воды Северного Ледовитого океана (особенно у азиатского побережья, близ устьев сибирских рек — менее 10 %о).

Среди частей океана — морей и заливов — максимальная соленость наблюдается в областях, ограниченных пустынями, например, в Красном море — 42 %с, в Персидском заливе — 39 %с.

От солености воды зависят ее плотность, электропроводность, образование льда и многие другие свойства.

Что такое плотность морской воды?Как влияет изменение плотности морской воды (солености, температура) на осадку судна?

Плотность воды. Температура и соленость — главные факторы, обусловливающие плотность воды.

Для морской воды, чем ниже температура и выше соленость, тем больше плотность воды. Так, при солености 35 %о и температуре 0 °С плотность морской воды составляет 1,02813 г/см3 (масса каждого кубометра такой морской воды на 28,13 кг больше, чем соответствующего объема дистиллированной воды). Температура морской воды наибольшей плотности не +4 °С, как у пресной, а отрицательная (-2,47 °С при солености 30 %с и -3,52 °С при солености 35 %о.

Благодаря нарастанию солености плотность воды увеличивается от экватора к тропикам, а в результате понижения температуры — от умеренных широт к Полярным кругам. Зимой происходит опускание полярных вод и их движение в придонных слоях к экватору, поэтому глубинные воды Мирового океана в целом холодные, но обогащенные кислородом.

При переходе судна из одного водного бассейна в другой изменяется соленость (плотность) забортной воды. При плавании в воде плотностью ρ и ρ1водоизмещение судна соответешенно будет:

D = ρ×V и D = ρ1×V1,

где V — объемное водоизмещение судна до перехода в воду другой плотности;
V1 — объемное водоизмещение судна после перехода.
приравнивая правые части равенств, получим:

ρ×V = ρ1×V1или V/V1= ρ1/ρ

Объемное водоизмещение можно выразить через главныеразмерення L, В, Т и коэффициент общей полноты:

V = δ×L×B×T и V1 = δ1×L1×B1×T1

При малых изменениях объемного водоизмещения, например при изменении солености воды, длина, ширина и коэффициент общей полноты практически не изменяются. В этом случае изменение водоизмещения происходит за счет изменения осадки. Таким образом:

ρ×T = ρ1×T1или T/T1= ρ1/ρ

Следовательно, при переходе судна из воды одной солености в воду другой солености осадка его изменяется примерно обратно пропорционально плотности воды.
Изменение объемного водоизмещения определяется с помощью выражения:

ΔV = V1 — V = D/ ρ1 — D/ ρ = D(ρ — ρ1)/(ρ×ρ1) или ΔV = V×(ρ — ρ1)/ρ1

Изменение объемного водоизмещения ΔV можно также рассчитать как объем слоя с основанием, равным площади действующей ватерлинии S (практически неизменной в пределах малых изменений осадки), и высотой, равной изменению средней осадки ΔТ, т.е. V = S×ΔT. Тогда:

ΔТ = V/S × (ρ — ρ1)/ρ1или ΔТ = D/(S×ρ) × (ρ — ρ1)/ρ1

При переходе судна из пресной воды (ρ = 1,0 т/м3 ) в морскую (ρ = 1,025 т/м3):

ΔT = D/(S×1,0) × (1,0 — 1,025)/1,025

Так как числитель второго сомножителя — величина отрицательная, изменение осадки ΔТ также будет отрицательным, и судно всплывет, т.е. осадка судна уменьшится.
При переходе судна из морской воды в пресную:

ΔT = D/(S×1,025) × (1,025 — 1,0)/1,0.

В этом случае изменение осадки будет положительным, судно погрузится в воду, т.е. его осадка увеличится.

Дата добавления: 2018-06-01 ; просмотров: 986 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник