第三章

海水物理性質(zhì)和海冰第三章

海水物理性質(zhì)和海冰第一節(jié)

海水組成1第二節(jié)

海水的物理性質(zhì)(淡水和海水）2

第三節(jié)溫、鹽、密概念及之間關系3第四節(jié)

海冰4第一節(jié)

海水組成1第二節(jié)

海水的物理性質(zhì)(淡水和海水）2第一節(jié)

海水組成一、海水組成：混合溶液=水+無機鹽+有機物+懸浮物等海水中96.5%以上為水,無機鹽僅占3.5%左右第一節(jié)

海水組成1第一節(jié)

海水組成一、海水組成：第一節(jié)

海水組成1海水中無機鹽海水中的無機鹽僅占3.5%左右目前分離出80余種,其中11種主要無機鹽占99.99%Garrison,2009第一節(jié)

海水組成1海水中無機鹽海水中的無機鹽僅占3.5%左右Garrison,海水組成恒定性原理不同海域海水中無機鹽絕對含量不同海水中主要無機鹽相互間比值基本恒定.元素constituent符號含量g/kg比值含量g/kg比值氯離子ChlorideCl-19.35018.980鈉離子SodiumNa+10.70055.310.55655.62硫酸根sulfateSO42-2.71014.002.64913.95鎂離子magnesiumMg2+1.2906.661.2726.70鈣離子calciumCa2+0.4102.120.4002.11鉀離子potassiumK+0.3902.010.3802.00碳酸氫根bicarbonateHCO3-0.1400.7230.1400.737溴離子bromideBr-0.067鍶離子strontiumSr2+0.008硼離子boronB3+0.004氟離子fluorideF-0.001合計total35.1334.4前六元素含量：34.91/35.13=99.37%；34.237/34.4=99.53%海水組成恒定性原理不同海域海水中無機鹽絕對含量不同元素con鹽的循環(huán)事實1：河流將巖石風化產(chǎn)生的鹽帶到大海每年1015克/年事實2：海洋鹽度在過去15億年中保持不變穩(wěn)定狀態(tài)：鹽的輸入率等于輸出率巖石圈板塊生物的調(diào)節(jié)作用！？鹽的循環(huán)事實1：河流將巖石風化產(chǎn)生的鹽帶到大海每年1015克第二節(jié)

海水的物理性質(zhì)一、純水分子結(jié)構(gòu)特殊分子極性分子締合力第二節(jié)

海水的物理性質(zhì)一、純水H2O:唯一一種能在地球表面以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)同時存在的物質(zhì)。分子締合三種相下的分子狀態(tài)圖地球上水H2O:唯一一種能在地球表面以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)同時存在的物1溶解力強（極性）：水可輕易將鹽分解為離子狀態(tài)水合作用:溶質(zhì)的分子或離子與溶劑的分子相結(jié)合的作用。對于水溶液來講稱為水合作用

SodiumChloride氯化鈉離子鍵CationAnion陽離子

陰離子

純水性質(zhì)1溶解力強（極性）：水可輕易將鹽分解為離子狀態(tài)水合作用:溶水在溫度4oC附近時密度最大高于40C時分子熱運動強低于40C時有利于分子的締合（分子締合力隨溫度降低增強）凍結(jié)為冰時，水分子全部締合成一個巨大的分子締合體，稱為分子晶體。結(jié)構(gòu)排列松散，密度減小2密度變化異常純水性質(zhì)水遵循“熱脹冷縮”規(guī)律嗎？水在溫度4oC附近時密度最大2密度變化異常純水性質(zhì)水遵循“熱3沸點和融點、比熱、蒸發(fā)潛熱等熱性質(zhì)比氧的同族化合物高9其理論上分別為-90℃和-80℃

，而實際上為0℃和100℃3沸點和融點、比熱、蒸發(fā)潛熱等熱性質(zhì)比氧的同族化合物高9其理含3.5%左右無機鹽Garrison,2009海水性質(zhì)溶解力更強海水不遵循熱脹冷縮規(guī)律冰點溫度及比淡水更低冰點/沸點比淡水更低/高含3.5%左右無機鹽Garrison,2009海水性質(zhì)溶解力海水性質(zhì)海水溶解力更強從波羅的海海底打撈上來的二戰(zhàn)炸彈海水性質(zhì)海水溶解力更強從波羅的海海底打撈上來的二戰(zhàn)炸彈海水的最大密度溫度及冰點溫度都與海水鹽度有關海水不遵循熱脹冷縮規(guī)律海水性質(zhì)海水的最大密度溫度及冰點溫度都與海水鹽度有關海水不遵循熱脹冷海水的熱力學性質(zhì)熱容、比熱容熱膨脹蒸發(fā)潛熱和飽和水汽壓絕熱過程和位溫壓縮性熱傳導沸點升高冰點降低海水的熱力學性質(zhì)熱容、比熱容熱容、比熱容熱容：海水溫度升高1K所吸收的熱量。單位：(J/K）比熱容：單位質(zhì)量海水的熱容。單位：J/(Kkg)海水的比熱容較大海水比熱：3890J/kg.K，海水密度：1025kg/m3，空氣比熱：1000J/kg.K；空氣密度：1.29kg/m3。海水和大氣的比熱容相差4倍，而熱容量相差巨大1m3海水降低1oC放出的熱量可使3100m3的空氣升高1oC海水溫度變化滯緩海洋是大氣的空調(diào)器海水熱力學性質(zhì)熱容、比熱容熱容：海水溫度升高1K所吸收的熱量。單位：(J/定壓比熱cp和定容比熱cv比熱容是海水溫度、鹽度和壓力的函數(shù)定壓比熱容（cp）：保持壓力不變的情況下的比熱容定容比熱容（cv）：保持體積不變的情況下的比熱容一般而言，cp/cv=1~1.02常用定壓比熱一般而言，cp隨鹽度的增大而減小，低溫、低鹽時，cp隨溫度升高而減小，高溫、高鹽時，cp隨溫度升高而增大海水熱力學性質(zhì)定壓比熱cp和定容比熱cv比熱容是海水溫度、鹽度和壓力的函數(shù)海水的熱膨脹海水遵循熱脹冷縮規(guī)律？熱膨脹系數(shù)(溫度升高1K單位體積海水的增量)，是T、S、P的函數(shù)。熱膨脹系數(shù)正負轉(zhuǎn)變時對應的密度最大。海水熱力學性質(zhì)海水的熱膨脹海水遵循熱脹冷縮規(guī)律？海水熱力學性質(zhì)海水的壓縮性

壓縮系數(shù)：在研究中通常視為不可壓流體。單位體積海水，壓力增加1Pa體積的負增量。是溫度、鹽度和壓力函數(shù)，隨他們的增大而減小。分為等溫壓縮、絕熱壓縮過程。海水的壓縮性是海水中聲波傳播的關鍵海水熱力學性質(zhì)海水的壓縮性壓縮系數(shù)：在研究中通常視為不可壓流體。海水熱力海水的絕熱變化和位溫什么叫絕熱變化？絕熱變化：與外界沒有熱交換。海水絕熱下沉時，壓力增大使體積縮小，導致溫度升高海水絕熱上升時，壓力減小使體積膨脹，導致溫度降低。海水絕熱溫度變化隨壓力（深度）的變化率稱為絕熱溫度梯度。海洋的絕熱溫度梯度平均為0.11oC/km海水熱力學性質(zhì)海水的絕熱變化和位溫什么叫絕熱變化？海水熱力學性質(zhì)海水的位溫和位密位溫：某一深度海水絕熱上升到海面時溫度稱該深度海水的位溫

。位溫通常比海水現(xiàn)場溫度低，為什么？

位密：位溫

時相應的密度，稱為位密，記為

海水熱力學性質(zhì)海水的位溫和位密位溫：海水熱力學性質(zhì)蒸發(fā)潛熱和飽和水汽壓蒸發(fā)過程：水變成同溫度汽的過程。比蒸發(fā)潛熱L：1Kg水變成同溫度汽所吸收的熱量。L受鹽度影響很小，可只考慮溫度的影響Dietrich(1980)給出如下計算公式（0~300C）海水熱力學性質(zhì)蒸發(fā)潛熱和飽和水汽壓蒸發(fā)過程：水變成同溫度汽的過程。海水熱力飽和水氣壓飽和水氣壓：水變汽和汽變水過程達動態(tài)平衡時具有水汽壓。對純水而言，飽和水汽壓是指水分子有水面逃出和同時回到水中的過程達到平衡時，水面上水汽所具有的壓力。對海水而言，由于鹽度存在，則單位面積海面上平均水分子數(shù)目要少，限制了海水蒸發(fā)，使飽和水汽壓降低飽和水汽壓與溫度有關海水熱力學性質(zhì)飽和水氣壓飽和水氣壓：水變汽和汽變水過程達動態(tài)平衡時具有水汽海面的蒸發(fā)量與海面上水汽壓與飽和水汽壓的差成正比飽和水汽壓小不利于蒸發(fā)蒸發(fā)及蒸發(fā)潛熱、飽和水氣壓蓬萊仙境海面的蒸發(fā)量與海面上水汽壓與飽和水汽壓的差成正比蒸發(fā)及蒸發(fā)潛海水蒸發(fā)與天氣由于海水蒸發(fā)，海洋平均每年失去126cm厚的海水為何不見海面降低？熱帶氣旋、臺風、颶風的生成與蒸發(fā)有密切關系海霧——蒸發(fā)水汽飽和海水蒸發(fā)與天氣由于海水蒸發(fā)，海洋平均每年失去126cm厚的海海水的熱傳導相鄰海水溫度不同時，熱量由高溫向低溫轉(zhuǎn)移。兩種形式：分子熱傳導、湍動熱傳導分子熱傳導：分子的隨機運動引起，量級為10-1與海水性質(zhì)有關海水的熱傳導相鄰海水溫度不同時，熱量由高溫向低溫轉(zhuǎn)移。海水的熱傳導湍動熱傳導：亦稱渦動熱傳導。量級為102~103海水塊體隨機運動所引起（分子量級為10-1）與海水的運動狀況有關波羅的海與北海水相遇分界線及分層（流速慢、密度差異大）海水的熱傳導湍動熱傳導：亦稱渦動熱傳導。量級為102~103海水熱力學性質(zhì)海水鹽量擴散與上述情形類似分為：分子鹽擴散和渦動（湍動）鹽擴散與海水的性質(zhì)和運動狀況有關分子鹽擴散系數(shù)僅為分子熱傳導系數(shù)的0.01左右（為什么？）

海水熱力學性質(zhì)海水鹽量擴散與上述情形類似分為：分子鹽擴散和渦海水沸點升高、冰點降低都與鹽度有關隨鹽度增大沸點升高隨鹽度增大冰點下降冰點溫度最大密度時的溫度海水沸點升高、冰點降低都與鹽度有關冰點溫度最大密度時的溫度海水的其他物理性質(zhì)粘滯性滲透壓表面張力海水的其他物理性質(zhì)粘滯性海水的粘滯性當相鄰兩層海水做相對運動產(chǎn)生切應力由于水分子的不規(guī)則運動或海水塊體的隨機運動（湍流），在兩層海水之間便有動量傳遞

海水的粘滯性當相鄰兩層海水做相對運動產(chǎn)生切應力海水的粘滯性切應力：兩層流體相對運動

單純由分子運動引起的粘性系數(shù)非常小，一般可忽略，而湍流引起的渦動粘性系數(shù)較大海洋中以湍流引起的渦動粘性為主分子粘性對海-氣界面物質(zhì)交換過程非常重要。海水的粘滯性切應力：兩層流體相對運動被半滲透膜（水分子可透過，鹽分子不能透過）分開的海水和淡水，淡水一側(cè)的水慢慢滲向海水一側(cè)，達到平衡狀態(tài)時膜兩邊的壓力差，稱為滲透壓它隨海水鹽度的增高而增大海水滲透壓被半滲透膜（水分子可透過，鹽分子不能透過）分開的海水和淡水，海洋生物的細胞壁就是一種半滲透膜，滲透壓對海洋生物的生存十分重要！海水滲透壓海洋生物的細胞壁就是一種半滲透膜，滲透壓對海洋生物的生存十分液體自由面上，由于分子之間的吸引力所形成的合力使自由表面趨向最小，這就是表面張力小昆蟲因張力存在而可以水面行走液體(0度以上時)表面張力最弱的是酒精。海水的表面張力液體自由面上，由于分子之間的吸引力所形成的合力使自由表面趨向海水的表面張力隨溫度的升高而減小，隨鹽度的增大而增大表面張力對海面毛細波和海浪的生成至關重要！海水的表面張力海水的表面張力隨溫度的升高而減小，隨鹽度的增大而增大海水的表第三節(jié)

溫、鹽、密概念及之間關系溫度描述物質(zhì)分子熱運動的量度。Boltzmann常數(shù)T單位：攝氏、華氏、開爾文（SI）Celsius,FahrenheitandKelvinF=9/5℃+32℃=5/9（F-32）0℃~

273.16K換算關系第三節(jié)

溫、鹽、密概念及之間關系溫度描述物質(zhì)分子熱運動的海水溫度測量

海水溫度測量海水的鹽度鹽度定義1kg海水中所包含的溶質(zhì)的總質(zhì)量?；诨瘜W方法的鹽度定義“1kg海水中的碳酸鹽全部轉(zhuǎn)換成氧化物，溴和碘以氯當量置換，有機物全部氧化后所剩固體物質(zhì)的總克數(shù)”。單位是g/kg，用符號‰表示(Kundsen,1902)第一次給出鹽度的準確定義。但該方法測定鹽度非常繁瑣，操作復雜，時間長。鹽度是物理海洋學的一個重要參數(shù)。海水的鹽度鹽度定義鹽度是物理海洋學的一個重要參數(shù)。海水的鹽度測量（化學方法）Knudsen公式（化學方法）基于海水組成恒定性規(guī)律，用測定海水氯含量的方法來計算鹽度S‰=0.03+1.805CI‰CI‰為氯度：1kg海水中的溴和碘以氯當量置換，氯離子的總克數(shù)1966年修改為S‰=1.80655CI‰用AgNO3滴定法測定海水的氯度標準海水：氯度值精確為19.374‰的大洋水作為標準，對應的鹽度值為35.000‰。海水的鹽度測量（化學方法）Knudsen公式（化學方法）海水鹽度測量：電導方法通過測定海水的電導率來推算鹽度值（Coxetal.,1967）

R15:一個標準大氣壓（1013hPa）溫度15oC時水樣的電導率C(S,15,0)與標準海水（鹽度精確為35‰）電導率C(35,15,0)之比值。1969年國際“海洋學常用表和標準聯(lián)合專家小組”（JPOTS）推薦使用此新定義海水鹽度測量：電導方法通過測定海水的電導率來推算鹽度值（Co國際標準：實用鹽度標度1978年提出，JPOTS1982年1月開始在國際上推行固定參考點選擇一種精確濃度的氯化鉀（KCI）溶液作為可再制的電導標準，用海水相對于KCI溶液的電導比來確定海水的鹽度其中K15

為一個大氣壓下，溫度150C，海水樣品的電導率與標準KCI溶液的電導率之比國際標準：實用鹽度標度1978年提出，JPOTS1982年1實用鹽度標度實用鹽度不再使用符號‰使鹽度的測定脫離對氯度測定的依賴，克服了海水鹽度標準受海水成分變化的影響問題為保持鹽度歷史資料的一致性仍用原來氯度為19.374‰國際標準海水為實用鹽度35.000‰的參考點。配制精確濃度（32.4356‰）的氯化鉀溶液，與其電導率相等實用鹽度標度實用鹽度不再使用符號‰實用鹽度計算公式Lewis（1980）給出任意溫度的鹽度公式

Kt

為任意溫度下的電導率之比上面公式又進一步推廣到任意壓力（Millero，1996）實用鹽度計算公式Lewis（1980）給出任意溫度的鹽度公式關于標準海水獲取鹽度35的標準海水取自大西洋北部，封裝在275ml的玻璃瓶中，根據(jù)實用鹽度標準標定其電導率比和鹽度。自1989年起，由設在英國的OceanScientificInternational分發(fā)到世界各地由電導率推算鹽度可準確到±0.003測鹽度的儀器事先用標準海水來標定關于標準海水獲取鹽度35的標準海水取自大西洋北部，封裝在27海水鹽度的測定實際利用CTD測量得到的電導率是任意鹽度、溫度和壓力情況下獲得的，需要對壓力進行修正。海水鹽度的測定實際利用CTD測量得到的電導率是任意鹽度、溫度現(xiàn)場密度：一定溫鹽壓下條件密度：密度超量：

海水的密度密度和比容單位體積物體的質(zhì)量是密度；單位質(zhì)量物體的體積是比容；都是溫鹽壓函數(shù)互為倒數(shù)現(xiàn)場密度：一定溫鹽壓下海水的密度密度和比容互為倒數(shù)海水的密度密度測量：表層海水的密度可以直接測量，但海面以下深層的海水密度至今尚無法直接測量。海水的密度密度測量：海水狀態(tài)方程描述海水密度與溫、鹽、壓等理化特征參量之間關系的數(shù)學表達式。1980年國際海水狀態(tài)方程（EOS80），JPOTS推薦從1982年1月1日啟用。（一）“一個大氣壓國際海水狀態(tài)方程”適用范圍是：溫度-2～40℃，實用鹽度0～42。（二）高壓國際海水狀態(tài)方程：適應范圍是：溫度-2～40℃，實用鹽度0～42，海壓0～108Pa，壓力匹配因數(shù)n=10-5海水狀態(tài)方程描述海水密度與溫、鹽、壓等理化特征參量之間關系的現(xiàn)場密度位密現(xiàn)場密度位密第四節(jié)

海冰海冰定義：狹義：由海水凍結(jié)而成的冰稱為海冰。廣義：在海洋中所見到的冰統(tǒng)稱為海冰。包括咸水冰、河冰、冰山等。

海冰是淡水冰晶、“鹵水”和含有鹽分的氣泡混合體。3%-4%海洋面積被海冰覆蓋第四節(jié)

海冰海冰定義：3%-4%海洋面積被海冰覆蓋海冰的危害1．封鎖港口、航道；2．堵塞艦船海底門；3．使錨泊艦船走錨；4．擠壓損壞艦船；5．破壞海洋工程建筑物和各種海上設施；6．使?jié)O民休漁、毀壞近海養(yǎng)殖基地；7．船舶積冰8.海底采礦9.極地海洋考察第四節(jié)海冰4海冰的危害1．封鎖港口、航道；第四節(jié)海冰4532006年1月，萊州灣遭遇20多年來未遇的冰凍海冰的危害532006年1月，萊州灣遭遇20多年來未遇的冰凍海冰的危害海冰的分類第四節(jié)海冰4按運動形態(tài)分為固定冰和流冰兩大類按發(fā)展階段分為初生冰、尼羅冰、餅狀冰、初期冰、一年冰和多年冰等海冰的分類第四節(jié)海冰4按運動形態(tài)分為固定冰：與海岸、島嶼或海底凍結(jié)在一起的冰。冰架：海面以上高于2米的固定冰流冰：自由浮在海面上，能隨風、流漂移的冰。特點：大小不一、厚度各異；例外：冰山界于固定冰和流冰之間冰山：由大陸冰川或冰架斷裂后滑入海洋且高出海面5m以上的巨大冰體——不在流冰其列。流冰的漂移方向主要受風和海流共同制約無風時，漂移方向與速率大致與海流相同單純由風引起的漂移速度約為風速的1/50~1/40，方向偏風矢量之右（北半球）或之左（南半球）（為什么？）固定冰和流冰固定冰：與海岸、島嶼或海底凍結(jié)在一起的冰。固定冰和流冰56漂移的海冰和冰山冰山和流冰會影響船艦航行和危害海上建筑物1912年4月14日，269米長的Titanic游輪在紐芬蘭島南部被冰山撞沉，2224人中1513人遇難。1985年9月，WoodsHole海洋研究所的RobertBallard在3844米水下發(fā)現(xiàn)沉船位置20140103雪龍?zhí)栐谀蠘O浮冰密集區(qū)等待機會救助被困住的俄羅斯科考船56漂移的海冰和冰山冰山和流冰會影響船艦航行和危害海上建筑物初生冰針狀或薄片狀的細小冰晶（Frazilice）；大量冰晶凝結(jié)，聚集形成粘糊狀或海綿狀冰(slush)；在溫度接近冰點的海面上降雪，可不融化而直接形成粘糊狀冰；尼羅冰（Nilas）餅狀冰（Pancakeice）海冰按發(fā)展階段分類在外力的作用下互相碰撞、擠壓，邊緣上升，形成直徑為30cm至3m，厚度在10cm左右的園形冰盤蘇格蘭河10cm左右有彈性的薄冰層，在外力的作用下，易彎曲，易被折碎成長方形冰塊。初生冰海冰按發(fā)展階段分類在外力的作用下互相碰撞、擠壓，邊緣上海水結(jié)冰的過程當海水溫度降至冰點以下時，海水出現(xiàn)過冷狀態(tài)，海水以有機物、無機物懸浮微?；蜓┗ňw作為結(jié)晶核，形成針狀冰(frazilice)，繼而形成海綿狀（雪泥slush），當溫度繼續(xù)下降的情況下，冰片增厚，面積擴大。海冰的發(fā)展過程冰形成初期速度很快，以后漸漸放緩3FraziliceSlushPancakeice海水結(jié)冰的過程當海水溫度降至冰點以下時，海水出現(xiàn)過冷狀態(tài)，海海冰初生階段Frazilice片冰粗糙海面平靜海面Pancakeice餅狀冰Greaseice油脂狀冰Nilas尼羅冰Sheetice片狀冰海冰初生階段Frazilice粗糙海面平靜海面Pancak初期冰由尼羅冰或冰餅直接凍結(jié)一起而形成厚約(10～30)cm的冰層。多呈灰白色。一年冰由初期冰發(fā)展而成的厚冰，厚度為30cm至3m。時間不超過一個冬季。多年冰至少經(jīng)過一個夏季而未融化的冰。其特征是，表面比一年冰平滑。分為2年冰和老冰初期冰、一年冰及多年冰第四節(jié)海冰4初期冰初期冰、一年冰及多年冰第四節(jié)海冰4海冰的形成結(jié)冰條件：冰點溫度，結(jié)晶核結(jié)冰過程低鹽海水：低鹽時(S<24.695)與淡水相同，結(jié)冰時海水為穩(wěn)定層結(jié)，從表層開始結(jié)冰高鹽海水：Tf>Tmax當鹽度大于24.695時，海冰冰點高于最大密度溫度，只有當對流混合層內(nèi)水溫都達到冰點時，海水才會結(jié)冰(為什么？)第四節(jié)海冰4海冰的形成第四節(jié)海冰4海水結(jié)冰過程第四節(jié)海冰4海水的結(jié)冰→純水凍結(jié)→鹽分排出→冰下海水密度增大→對流增強→冰點降低，同時冰層阻礙其下海水熱量的散失→減緩冰下海水繼續(xù)凍結(jié)的速度結(jié)冰時，一些海水被困在冰中，結(jié)冰速度越快，俘獲的海水越多海水結(jié)冰過程第四節(jié)海冰4海水的結(jié)冰→海冰的分裂和消融灰塵、雜質(zhì)和鹽包是溶化的中心，形成水坑由于其反射率低，更多的吸收太陽熱量，于是加速融化SurfaceAlbedovalue海水0.05-0.10耕地0.10-0.25無雪海冰0.30-0.40融化的雪0.40-0.50新雪0.80-0.90反射率數(shù)值4海冰的分裂和消融灰塵、雜質(zhì)和鹽包是溶化的中心，形成水坑Sur海冰的特點:鹽度大于24.695海水中結(jié)的冰1結(jié)冰過程難需要混合層均達到冰點，則整層開始結(jié)冰主要是純水凍結(jié)，鹽分大部排出冰外,增大了冰下海水的鹽度加強了冰下海水的對流和進一步降低了冰點；同時冰層阻礙了其下海水熱量的散失，從而大大減緩了冰下海水繼續(xù)凍結(jié)的速度2011年1月3日膠州灣沿岸海冰厚度接近10厘米2012年2月8日北黃海丹東沿岸海冰海冰的特點:鹽度大于24.695海水中結(jié)的冰2011年1月2海冰表面比較粗糙海冰的特點2海冰表面比較粗糙海冰的特點海冰的物理性質(zhì)海冰鹽度小于其海水的鹽度部分來不及流走的鹽分以鹵汁的形式被包圍在冰晶之間的空隙里形成“鹽泡”。海冰鹽度：1kg海冰融化后海水所具有的鹽度。海冰的鹽度：海冰融化后的鹽度。海冰的物理性質(zhì)海冰鹽度小于其海水的鹽度海冰的鹽度：海冰融化后海冰的物理性質(zhì)海冰的鹽度海冰鹽度與結(jié)冰速度、結(jié)冰前海水鹽度、冰齡有關。在結(jié)冰的過程中，氣溫越低，結(jié)冰速度越快，冰層厚度發(fā)展越厚，被包圍在其中的鹵水越多，海冰的鹽分越高；凍結(jié)前海水的鹽度越高，海冰的鹽度可能也高。在南極大陸附近海域測得的海冰鹽度高達22～23。冰的鹽度隨冰齡增大而減小。當海冰經(jīng)過夏季時，冰面融化會使冰中鹵汁流出，導致鹽度降低，在極地的多年老冰中，鹽度幾乎為零。海冰鹽度垂向分布：上層結(jié)冰速度快，針狀軸向混亂，鹽度高；下層結(jié)冰速度慢，針狀軸向垂直排列，鹽度?。缓１奈锢硇再|(zhì)海冰的鹽度海冰鹽度與結(jié)冰速度、結(jié)冰前海水鹽度、海冰的密度小于海水的密度，其大小在很大程度上取決于其中的空氣量和鹽量。海冰中含有氣泡，比純水冰0℃時的密度917kg.m-3要小海冰：新冰：0.915－0.914；夏末：0.86kg.m-3長方體冰會有1/10在水面以上，9/10在水面以下。海冰的密度冰山露出一角一般情況下海冰都浮于海面，形狀規(guī)則的海冰露出水面的高度為總厚度的1/7～1/10，尖頂冰露出的高度達總厚度的1/4～1/3。海冰的物理性質(zhì)海冰的密度小于海水的密度，其大小在很大程度上取決于其中的空氣冰山僅露出一角冰山僅露出一角冰山僅露出一角冰山僅露出一角第四節(jié)海冰4冰山僅露出一角第四節(jié)海冰4冰山僅露出一角第四節(jié)海冰4冰山僅露出一角第四節(jié)海冰4冰山僅露出一角千姿百態(tài)、鬼斧神工。。。。。千姿百態(tài)、鬼斧神工。。。。。海冰的比熱純水冰的比熱隨溫度變化小T=-20CC=2.01×103

T=-200CC=1.96×103

海冰的比熱當T一定時，C～S成正比當S一定時，C～T成正比海冰的比熱容比純水冰大，且隨鹽度的增高而增大。低鹽時其比熱容小，而高鹽時其比熱容將比純水冰大數(shù)倍。海冰的融解潛熱也比純水冰的大。海冰的抗壓強度約為純水冰的3/4海冰對太陽輻射的反射率遠比海水的大，海水的反射率平均只有0.07，而海冰可高達0.5～0.7。海冰的比熱純水冰的比熱隨溫度變化小

海冰稱之為：“海洋皮襖”海冰的熱傳導海冰的熱傳導系數(shù)小于純水冰的熱傳導系數(shù)。海冰的熱傳導系數(shù)小于海水的熱傳導系數(shù)。因為海冰中含有氣泡，而空氣的熱傳導系數(shù)很小，海冰的熱傳導系數(shù)比純水冰小，略大于海水的分子熱傳導系數(shù)。海冰限制了海洋向大氣的熱量輸送，而且也使海洋的蒸發(fā)失熱大為減少，從而形成了海洋的保護層。

海冰物理性質(zhì)4海冰稱之為：“海洋皮襖”海冰的熱傳導海冰的熱傳導系數(shù)小于純

海冰的時空分布時間分布：大尺度：海冰的分布隨地質(zhì)年代而變化，大體隔2.5億年就有一個大冰期。期間又有小冰期。小尺度：海冰的空間分布隨季節(jié)而變化。空間分布：高緯海區(qū)特有的海洋水文現(xiàn)象。北冰洋和南極洲是地球上海冰最集中的地區(qū)。在北冰洋邊緣的附屬海,以及白令海、鄂霍茨克海、日本海、波羅的海以及中國的渤海和黃海每年冬季都有海冰出現(xiàn)。第四節(jié)海冰4海冰的時空分布時間分布：第四節(jié)海冰海冰的時空分布

海冰具有顯著的季節(jié)和年際變化。北半球：北半球冰界以3～4月最大，8～9月最小，流冰群主要繞洋盆邊緣流動，多為3～4米厚的多年冰。北冰洋幾乎終年被冰覆蓋，冬季約覆蓋洋面的84%。夏季覆蓋率54%

南半球南半球冰區(qū)以9月最大，3月最小，多為2～3米厚的“一冬冰”。南極洲是世界上最大的天然冰庫，占全球冰雪總量的90%以上南極洲附近的冰山，是南極大陸周圍的冰川斷裂入海而成的。出現(xiàn)在南半球水域里的冰山，長寬可達有幾百公里，高幾百米。

海冰的時空分布海冰具有顯著的季節(jié)和年際變化。北冰洋格陵蘭是北半球主要的冰山發(fā)源地，每年約有7500座冰山由此進入海洋，僅隨拉布拉多寒流進入大西洋的就有388座/年，其中約5%到達48°N，0.5%可達42°N。冰山的平均界限為40°N。個別冰山曾穿過灣流抵31°N海域。第四節(jié)海冰4北冰洋第四節(jié)海冰4南極洲世界上最大的天然冰庫占全球冰雪總量的90%以上周圍海域終年被冰覆蓋；南大洋海域經(jīng)常有較大冰山在海上游弋，曾觀測到長335km，寬97km的大冰山；南大洋中冰山的平均壽命為13年，是北半球冰山平均壽命的4倍多；第四節(jié)海冰4南極洲第四節(jié)海冰4我國海冰冰情渤海、北黃海北部結(jié)冰，渤海最甚，歷史最厚120cm從11月中旬－12月下旬，由北向南，由岸邊向深水開始結(jié)冰。2月下旬－三月中旬，由南向北消失冰期為3－4個月，可分為初冰期、盛冰期、終冰期。寬度：在0.2-2km，河口淺灘達5－10km厚度：北部：多為20－40cm,最大60cm.南部：多為10－30cm,最大40cm異常冰情重冰年：1936，1947，1969輕冰年：1935，1941，1954，1973第四節(jié)海冰4我國海冰冰情渤海、北黃海北部結(jié)冰，渤海最甚，歷史最厚120c2010年萊州灣和渤海灣浮冰最大外緣線均在30海里左右2010年遼東灣海冰面積增至今冬最大2010-1-23遼東灣最大島嶼——菊花島附近海域由于潮水推擁形成的堆積冰大連黃渤海海冰融化形成海面浮冰2010年萊州灣和渤海灣浮冰最大外緣線均在30海里左右2012010年年初發(fā)生的渤海海冰災害造成部分港口封凍、航道停航級大量養(yǎng)殖水產(chǎn)品死亡，直接經(jīng)濟損失64億元。2010年年初發(fā)生的渤海海冰災害造成部分港口封凍、航道停航級2012年冰情較往年偏重，2月初是海冰冰情最為嚴重的階段。遼東灣黃海北部冰情接近常年。遼東灣浮冰范圍50-60海里，最大外緣線為71海里，一般冰厚10-20厘米，最大冰厚30厘米；黃海北部最大浮冰范圍10-20海里，一般冰厚5-15厘米，最大冰厚25厘米2012年對水文要素垂直分布的影響水文要素垂直分布（S.T.等）比較均勻。表層高溶解氧的海水向下輸送。底層富營養(yǎng)鹽類海水向上輸送。融冰時，表面出現(xiàn)低鹽水，出現(xiàn)鹽度躍層和由于表層增溫及淡化，出現(xiàn)密度躍層；航海中稱之死水現(xiàn)象形成大洋底層水：冬季，在南極因為大量結(jié)冰，使其冰下的海水有低溫高鹽高密的性質(zhì)，沉降到深層，沿大陸架向下滑動，形成南極底層水。減小溫度年變幅：夏季冰反射和融冰消耗熔解熱冬季釋放結(jié)晶熱海冰與海況第四節(jié)海冰4對水文要素垂直分布的影響海冰與海況第四節(jié)減慢流速降低波高阻尼了潮汐和潮流海冰對海水運動的影響

第四節(jié)海冰4減慢流速海冰對海水運動的影響

第四節(jié)86海冰對氣候的影響海冰對太陽輻射的高反射率，使得被海冰覆蓋的地區(qū)更加寒冷（正反饋效應）如果海冰開始融化，由于反射率的降低加劇該過程（正反饋效應）浮在海面上的海冰，其熱容量較海水或純水要大得多海冰的熱擴散系數(shù)比水小2-3個量級，阻礙了大氣與海水之間的交換86海冰對氣候的影響海冰對太陽輻射的高反射率，使得被海冰覆蓋87海冰對氣候的影響海冰在凍結(jié)和融化時的潛熱使其起著儲熱庫作用，推遲了高緯地區(qū)溫度的季節(jié)變化87海冰對氣候的影響海冰在凍結(jié)和融化時的潛熱使其起著儲熱庫作海冰與氣候調(diào)節(jié)季節(jié)氣候結(jié)冰季節(jié)，結(jié)冰過程釋放結(jié)晶熱，平抑季節(jié)氣溫的降低；融冰季節(jié)，融冰過程吸收熱，平抑季節(jié)氣溫的升高調(diào)節(jié)冰期氣候冰期來臨，結(jié)冰過程釋放結(jié)晶熱，平抑冰期氣溫的降低；冰期過去，融冰過程吸收熱，平抑冰期氣溫的升高第四節(jié)海冰4海冰與氣候調(diào)節(jié)季節(jié)氣候第四節(jié)海冰4全球變暖與海冰有人預測，2020至2025年北極海冰、2100年南極海冰都將完全消失。研究表明，北冰洋的多年冰覆蓋大約每10年減少10%。以往北極夏天的平均冰層厚度為4.88米，到20世紀末只有2.75米左右，減少了43%。阿拉斯加州小鎮(zhèn)巴羅位于波弗特海海岸

全球變暖與海冰有人預測，2020至2025年北極海冰、210全球變暖增加極端天氣全球氣候變暖使得地表氣溫升高較高的溫度會引起水面的蒸發(fā)加大更多的降水在更短的時間內(nèi)發(fā)生強暴雨、強暴雪等極端降水事件以及局部洪澇出現(xiàn)的頻率可能增加，個別地區(qū)龍卷風、強雷暴以及狂風和冰雹等強對流天氣也會增多。另外，植物、土壤、湖泊和水庫中的水分蒸發(fā)加快，一些地區(qū)會遭受更頻繁、更持久或更嚴重的干旱聯(lián)合國公布的氣象研究資料指出，由于全球大氣的能量、質(zhì)量是守恒的，全球變暖使得某個地區(qū)溫度持續(xù)異常偏高，在周圍某個地方氣溫就會下降，在這種情況下，就會出現(xiàn)極端天氣。2012年8月（下圖）北極海冰面積