《海洋科学导论》第三章 海水的物理性质

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,D.Zhao,OUC,*,1,第三章 海水的物理性质,海水是含有少量盐溶质的水溶液，平均而言，海水密度为,1025kg/m,3,含盐量为,3.5%,D.Zhao,OUC,2,海水的组成,海水中水大约占,96.5%,，溶解有多种无机盐、有机物质和气体和悬浮物质等，有机盐的含量约为,3.5%,。,迄今已测定海水中含有,80,余种元素,D.Zhao,OUC,3,纯水的特性,尽管水分子的化学构成非常简单，但非常独特，具有非常特殊的物理性质,，是地球上最普遍的液体和生命必须品。,水分子结构特殊,: H,2,O,极性分子,(,偶极子,),易发生分子缔合,D.Zhao,OUC,4,纯水的特性,由于水分子的偶极子结构，使其溶点和沸点大幅提高，否则只能以气体形式存在，不能形成海洋和生命！,水是地球上唯一可同时存在固、液、气三态的物质,水的溶解力很强,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,水可轻易将盐分解为离子状态,海水的溶解性和腐蚀性更强,D.Zhao,OUC,5,纯水的特性,水在温度,4,C,时密度最大？,温度低于,4,0,C,时，有利于分子的缔合,冻结为冰时，水分子全部缔合成一个巨大的分子缔合体，称为分子晶体。结构排列松散，密度减小,水温从,0,0,C,到,4,0,C,时，主要过程是较大缔合分子离解成较小的缔合分子,温度进一步升高时，分子热运动增强，导致体积膨胀，密度减小,水密度随温度的变化,D.Zhao,OUC,6,海水中的溶质,海水的溶解性非常强，可将大部分物质溶解为极小颗粒,从化学上可将这些溶质分为,5,类：主要成份，营养盐、气体、痕量元素和有机化合物。,主要成份,即海水中的阳离子和阴离子，占所有溶质的,99.99%,，是不随时间变化的保守量,D.Zhao,OUC,7,尽管不同样品的主要成分绝对量不同，但它们的比值不变。即任何两种溶于海水中的主要成分比值不变，如,CI-1/SO42-,，,Na+/K+,元素,constituent,符号,含量,g/kg,百分比,氯离子,Chloride,Cl,-,19.350,55.07,钠离子,Sodium,Na,+,10.760,30.62,硫酸根,sulfate,SO,4,2-,2.710,7.72,镁离子,magnesium,Mg,2+,1.290,3.68,钙离子,calcium,Ca,2+,0.410,1.17,钾离子,potassium,K,+,0.390,1.10,碳酸氢根,bicarbonate,HCO,3,-,0.140,0.40,溴离子,bromide,Br,-,0.067,0.19,锶离子,strontium,Sr,2+,0.008,0.02,硼离子,boron,B,3+,0.004,0.01,氟离子,fluoride,F,-,0.001,0.01,合计,total,99.99,海水组成恒定性,D.Zhao,OUC,8,海水中的溶质,营养盐：对植物生长至关重要，主要包括氮（,N,）、磷（,P,）和硅（,Si,）的化合物,三者在海水中的含量分别为,0.5ppm,、,0.07ppm,和,3ppm,。,（,ppm = parts per million,）,由于生物吸收和释放，海水中的营养盐随地点和时间而变，是非保守量,植物不能直接吸收,N,和,P,元素，而是吸收可溶解的,PO,4,3-,和,NO,3,-,。,虽然,Si,不直接参与细胞植物生长，但它对,SiO,2,沉降至关重要，,SiO,2,是硅藻和散线虫类动物的骨骼成份。,D.Zhao,OUC,9,海水中的溶质,痕量元素：海洋中极小量的无机成分。,痕量元素主要包括,Li,、,I,、,Mo,、,Zn,、,Fe,、,Al,等,上述痕量元素的含量分别为,170,、,60,、,10,、,10,、,10,、,10ppb,。（,ppb=parts per billion,）,痕量元素的含量虽然少，但对某些生物化学反应至关重要。,例如大部分海域限制浮游植物生长的是铁元素,D.Zhao,OUC,10,海水中的溶质,气体：主要包括,N,2,、,O,2,、,CO,2,、,H,2,、,Ar,、,Ne,、,He,。,前三者分别占总气体的,47.5%,、,36.0%,和,15.1%,，其余占,1.4%,海洋酸化？,N,2,和惰性气体很少参与生物活动，而,O,2,和,CO,2,很大程度上受控于生物的光合和呼吸作用，所以它们不是保守量，取决于植物和动物的丰富性和活动,D.Zhao,OUC,11,海水中的溶质,有机化合物：包括各种复杂的有机分子，如油脂、蛋白质、醣类、荷尔蒙和维生素复合物。,有机化合物的含量一般非常低，来源于生物的新陈代谢和腐烂过程,维生素复合物对促进细菌、植物和动物的生长非常重要。,全球海洋油污染形势图,D.Zhao,OUC,12,海水的盐度,海水的盐度是海水含盐量的定量量度，是海水最重要的理化特性之一,最初的盐度定义：,1kg,海水中所包含的溶质的总质量。,基于化学方法的盐度定义,(Kundsen,1902),“1kg,海水中的碳酸盐全部转换成氧化物，溴和碘以氯当量置换，有机物全部氧化后所剩固体物质的总克数”。单位是,g/kg,，用符号,表示,该方法测定盐度非常繁琐，不适用于海洋调查,D.Zhao,OUC,13,海水的盐度,Knudsen,公式（化学方法）,基于海水组成恒定性规律，用测定海水氯含量的方法来计算盐度,S, = 0.03 + 1.805 CI ,CI ,为氯度，即,1kg,海水中的溴和碘以氯当量置换，氯离子的总克数,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，对应的盐度值为,35.000 ,，,称为标准海水,1966,年修改为,S, = 1.80655 CI ,D.Zhao,OUC,海水的盐度（电导方法）,化学方法一直沿用到,20,世纪,60,年代,盐度的电导率定义（,Cox et al., 1967,）,s,=,为,15C,，一个标准大气压（,101325 Pa,）下，水样的电导率,C(S,15,0),与盐度精确为,35,的标准海水电导率,C(35,15,0),之比值，通过测定海水的电导率来推算盐度值,国际“海洋学常用表和标准联合专家小组”（,JPOTS,）于,1969,年推荐使用此新定义,缺点：,盐度电导率定义建立在海水组成恒定性基础上，不准确,校正盐度计时以标准海水的氯度值为标准，氯度不变时，电导率可能会变化,D.Zhao,OUC,14,实用盐度标度,为使盐度的测定脱离对氯度测定的依赖，,JPOTS,于,1978,年提出实用盐度标度，,1982,年,1,月开始在国际上推行,为使海水的盐度值与氯度脱钩，选择一种精确浓度的氯化钾（,KCI,）溶液作为可再制的电导标准，用海水相对于,KCI,溶液的电导比来确定海水的盐度,为保持盐度历史资料的一致性，仍用原来氯度为,19.374,国际标准海水为实用盐度,35.000,的参考点。配制,精确浓度（,32.4356,）的氯化钾溶液，它在,1,个标准大气压、,15,0,C,下，与国际标准海水的电导率相等,D.Zhao,OUC,15,实用盐度计算公式,温度为,15,0,C,海水盐度公式,其中,K,15,为一个大气压下，温度,15,0,C,，海水样品的电导率与标准,KCI,溶液的电导率之比,实用盐度不再使用符号,D.Zhao,OUC,16,实用盐度计算公式,Lewis,（,1980,）给出任意温度的盐度公式,K,t,为任意温度下的电导率之比,上面公式又进一步推广到任意压力（,Millero,，,1996,）,D.Zhao,OUC,17,18,关于实用盐度,由电导率推算盐度可准确到,0.003,测盐度的仪器事先用标准海水来标定,盐度,35,的标准海水取自大西洋北部，封装在,275ml,的玻璃瓶中，根据实用盐度标准标定其电导率比和盐度。自,1989,年起，由设在英国的,Ocean Scientific International,分发到世界各地,海洋的平均盐度为,34.7,；红海最高,36-38,；波罗地海最低,7-8,影响盐度的因素：,外海大洋：蒸发和降雨,沿岸海域：径流,低、高纬度海区的盐度，哪一个高？,D.Zhao,OUC,19,盐量的循环,海浪破碎会产生大量气泡，气泡上升到海面破碎形成小水滴，大风时风会直接将波峰撕裂而生成水滴，水滴在空中蒸发而成为盐粒子，成为海盐气溶胶进入大气中，饱和水汽以它为凝结核，形成雨滴落到陆地上，最后汇聚到河流又回到海洋,海洋,大气,海洋,波浪,降雨,D.Zhao,OUC,20,海水盐度的测定,利用海水的电导性之城盐度计测量盐度,实际应用中，将测量温度、盐度和深度的传感器集成一体，称为,CTD,温盐深测量仪，分为存储式和直读式两种,利用,CTD,测量得到的电导率是任意盐度、温度和压力情况下获得的，需要对压力进行修正,盐度是物理海洋学的一个重要参数。,存储 式,直读式,D.Zhao,OUC,21,海水的比热容,热容：海水温度升高,1K,所吸收的热量。单位：,(J/K,）,比热容：单位质量海水的热容。单位：,J/(K kg),海水的比热是温度、盐度和压力的函数，一般随盐度增大而减小,海水的比热容比空气的比热容大,海水比热：,3890J/kg.K,，海水密度：,1025kg/m,3,，,空气比热：,1000J/kg.K,；空气密度：,1.29kg/m,3,。,海水和大气的比热容相差不大，而热容量相差巨大,1m,3,海水降低,1,C,放出的热量可使,3100m,3,的空气升高,1,C,海洋是大气的天然空调器！,D.Zhao,OUC,22,海水的膨胀,海水的热膨胀系数比纯水大，且随温度、盐度和压力的增大而增大,低温低盐时，海水的热膨胀系数为负值，说明当温度升高时海水收缩,最大海水密度所对应的温度为,盐度越大，密度最大值对应的温度越低,盐度越大越容易结冰吗？,D.Zhao,OUC,23,海水的压缩性,在通常的研究中，海水被视为不可压缩的,单位体积的海水，当压力增大,1Pa,时，其体积的负增量称为压缩系数,海水的压缩系数随温度、盐度和压力的增大而减小，海水压缩系数一般很小,海水的压缩性是声波传播的关键,声波探测是反潜的关键技术,D.Zhao,OUC,24,海水的绝热变化,什么叫绝热变化？,海水绝热下沉时，压力增大使体积缩小，温度升高，绝热上升时，压力减小使体积膨胀，导致温度降低。,海水绝热温度变化随压力（深度）的变化率称为绝热温度梯度。,海洋的绝热温度梯度平均为,0.11,C/km,D.Zhao,OUC,25,海水的位温,位温,海洋中某一深度的海水微团，绝热上升到海面时所具有的温度称为该深度海水的位温，海水微团此时相应的密度称为位密。,海水的位温显然比,其现场温度低。,为什么？,温度和位温,D.Zhao,OUC,26,世界大洋深层水的位温和盐度柱状图,盐度变化小，位温变化较大,D.Zhao,OUC,27,海水的蒸发潜热,比蒸发潜热,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,L,。,L,受盐度影响很小，可只考虑温度的影响,Dietrich(1980),给出如下计算公式（,030,0,C,）,蒸发潜热随温度增大而减小,温度越高越容易蒸发吗？,D.Zhao,OUC,28,海水的饱和水汽压,饱和水汽压,对纯水而言，饱和水汽压是指水分子有水面逃出和同时回到水中的过程达到平衡时，水面上水汽所具有的压力。,对海水而言，由于盐度存在，则单位面积海面上平均水分子数目要少，限制了海水蒸发，使饱和水汽压降低,海面的蒸发量与海面上水汽压与饱和水汽压的差成正比，饱和水汽压小不利于蒸发,影响蒸发的因素：温度、表面积和风速,冬季和夏季，哪个季节易于水蒸发？,D.Zhao,OUC,29,海水蒸发与天气,由于海水蒸发，海洋平均每年失去,126cm,厚的海水,为何不见海面降低,？,伴随海水蒸发，海洋不仅失去水分，同时失去大量热量，由水汽携带而输向大气。,热带气旋、台风、飓风的生成,为什么台风多在热带和夏秋季生成？,D.Zhao,OUC,30,海水的传导性,相邻海水温度不同时，由于海水分子或海水块体的交换，会使热量由高温向低温处转移，称为热传导,由分子的随机运动引起的热传导，称为分子热传导，海水分子热传导系数为,10,-1,量级,若海水的热传导是由海水块体运动的随机运动所引起，称为涡动热传导或湍流热传导，其热传导系数的量级为,10,2,10,3,涡动热传导与海水的运动状况有关,海水盐量扩散与上述情形类似，但分子盐扩散系数仅为分子热传导系数的,0.01,左右（,为什么,？）,D.Zhao,OUC,31,海水的粘滞性,海水的粘滞性,当相邻两层海水做相对运动时，由于水分子的不规则运动或海水块体的随机运动（湍流），在两层海水之间便有动量传递，产生切应力,为动力学粘性系数，单位为,Pa,s,为运动学粘性系数，单位为,m,2,/s,单纯由分子运动引起的粘性系数非常小，一般可忽略，而湍流引起的涡动粘性系数较大,分子粘性对海,-,气界面物质交换过程（如,CO,2,）非常重要,D.Zhao,OUC,32,海水的力学性质,海水的渗透压,被半渗透膜,（,水分子可透过，但盐分子不能透过,）,分开的海水和淡水，由于淡水一侧的水慢慢地渗向海水一侧（？），使海水一侧的压力增大，直到达到平衡状态，此时膜两边的压力差，称为渗透压,海水的渗透压随海水盐度的增高而增大,海洋生物的细胞壁就是一种半渗透膜，渗透压对海洋生物的生存十分重要！,海水的表面张力,在液体的自由表面上，由于分子之间的吸引力所形成的合力，使自由表面趋向最小，这就是表面张力。海水的表面张力随温度的升高而减小，随盐度的增大而增大,表面张力对海面毛细波和海浪的生成至关重要！,D.Zhao,OUC,33,海水的密度,海水密度是海水温度、盐度和压力的函数,一般随温度增大而减小，随盐度增大而增大,密度超量,海水密度可以直接测量吗？,海水状态方程,D.Zhao,OUC,海水密度和状态方程,1980,年，“海洋学常用表和标准联合专家小组（,Joint Panel on Oceanographic Tables and Standards, JPOTS),推荐采用,1978,年实用盐标（,The Practical Salinity Scale 1978, PSS-78,）和,1980,年海水状态方程（,Equation of State of Seawater, EOS-80,）,EOS-80,基于,1968,年的实用温标,海水状态方程是海水密度与海水状态参数温度、盐度、压力之间的关系式,海水密度计算精确度比之前提高了几乎一个量级,1990,年，国际计量委员会推行国际温标（,International Temperature Scale of 1990, ITS-90,）,PSS-78,实用盐标和国际海水状态方程（,EOS-80,）一直使用到,2009,年，持续了,30,年（,1978-2009,年）,D.Zhao,OUC,34,海水状态方程,2005,年，海洋科学研究委员会（,Scientific Committee on Oceanic Research, SCOR,）和国际海洋物理科学协会（,International Association of Physical Sciences of the Oceans, IAPSO,）共同组建了关于海水状态方程的第,127,工作组,2009,年，联合国教科文组织政府间海洋学委员会（,UNESCO/IOC,）第,25,次大会正式通过决议，建议采用国际海水热力学方程（,Thermodynamic Equation of Seawater, TEOS-10,）,原因：,（,1,）,EOS-80,的几种多项式彼此不完全一致，不能严格满足热力学,Maxwell,交叉微分关系,（,2,）近年来更清楚了解海水成分对海水密度的影响，需要建立一个更普适标准海水模型,（,3,）海洋作为全球热力引擎，需要计算海水的熵、焓和内能，以便精确计算界面热通量,D.Zhao,OUC,35,海水状态方程,TEOS-10,一个明显的变化是采用绝对盐度而不是实用盐度！,绝对盐度定义为海水中溶解物质质量除以溶液总质量,实用盐度依赖于电导率，取决于海水中的离子物质。若用硅酸盐替换同等质量的纯水，实用盐度不变，但绝对盐度增大，海水密度也增大,绝对盐度要取代实用盐度吗？,实用盐度可以直接测量，而绝对盐度是一个导出量,计算绝对盐度的算法尚不成熟,保证数据资料的一致性,D.Zhao,OUC,36,TEOS-10,和,EOS-80,计算得到的大部分海域的,密度差值超过,0.01kg/m,3,最大达,0.026kg/m,3,孙永明等，,2012,，地球科学进展,海水状态方程,TEOS-10,是以绝对盐度、温度和压强为变量的,Gibbs,函数（或,Gibbs,自由能）,G=H-TS (H=U+PV:,焓，,T:,绝对温度；,S:,熵）,海水,Gibbs,函数由水和盐两部分组成，水部分由,IAPWS-95,流体方程准确得到，盐部分通过,Feistel (2003),的海水,Gibbs,函数得到,海水密度等于,Gibbs,函数对压强导数的倒数,通过,Gibbs,函数可以计算内能、焓、熵、位焓和海水的化学势、冰点、结冰潜热、蒸发潜热、比容、化学势、熵、内能、焓、渗透系数、等温压缩率、等熵等盐压缩率、声速、热扩散系数、等压热容、等容热容、绝热温度递减率等,TEOS-10,网址 ：,http:/www.TEOS-10.org,D.Zhao,OUC,37,Feistel R,A new extended Gibbs thermodynamic potential of seawater,Progress in Oceanography,，,2003,，,58: 43-114,38,海水的沸点升高和冰点下降,海水最大密度温度随盐度增加而降低,海水沸点和冰点与盐度有关,随着盐度增大，沸点升高而冰点下降,在海洋中更关心冰点随温度的变化,最大,密度线,结冰温度,海水比淡水更容易结冰吗？,D.Zhao,OUC,39,海冰,定义：,海水冻结而成的咸水冰。广义指海洋上所有的冰，包括咸水冰、河冰、冰山等。,海冰是淡水冰晶、,“,卤水,”,和含有盐分的气泡混合体。,按运动形态分为,固定冰和流冰两大类,D.Zhao,OUC,40,海冰的分类,固定冰,：是与海岸、岛屿或海底冻结在一起的冰,冰架：海面以上高于,2,米的固定冰,冰山：由大陆冰川或冰架断裂后滑入海洋且高出海面,5,米以上的巨大冰体，冰山界于固定冰和流冰之间,流冰,：自由浮在水面上，能随风、流漂移的冰,问题：,一块流冰在北风吹送下，其漂移方向如何？,D.Zhao,OUC,海洋中的海冰,最初形成的海冰是针状的或薄片状的，随后聚集和凝结，并在风力、海流、海浪和潮汐的作用下，互相堆叠而成重叠冰和堆积冰。,海水结冰时，会将部分来不及流走的盐分以卤汁的形式被包围在冰晶之间的空隙里形成,“,盐泡,”,。,海水结冰时，将来不及逸出的气体包围在冰晶之间，形成,“,气泡,”,。,新冰的密度大致为,914,915kg.m,-3,，由于海冰中含有气泡，比纯水冰,0,时的密度,917kg.m,-3,要小,冰龄越长，由于冰中卤汁渗出，密度则越小。夏末时的海冰密度可降至,860kg.m,-3,左右。,D.Zhao,OUC,41,42,海冰,海冰的形成,当盐度大于,24.695,时，海冰冰点高于最大密度温度，只有当对流混合层的温度同时达到冰点时，海水才会结冰,(,为什么,？,),海水的结冰纯水冻结盐分排出冰下海水密度增大对流增强冰点降低，同时冰层阻碍其下海水热量的散失减缓冰下海水继续冻结的速度,结冰时，一些海水被困在冰中，结冰速度越快，俘获的海水越多,D.Zhao,OUC,43,海冰的盐度,海冰的盐度是指其融化后海水的盐度，一般为,3,7,左右。,冻结前海水的盐度越高，海冰的盐度可能也高。在南极大陆附近海域测得的海冰盐度高达,22,23,。,结冰时气温越低，结冰速度越快，来不及流出而被包围进冰晶中的卤汁就越多，海冰的盐度自然要大。,当海冰经过夏季时，冰面融化也会使冰中卤汁流出，导致盐度降低，在极地的多年老冰中，盐度几乎为零。,D.Zhao,OUC,44,海冰的物理性质,海冰的比热容比纯水冰大，且随盐度的增高而增大。低盐时其比热容小，而高盐时其比热容将比纯水冰大数倍。,海冰的热传导系数比纯水冰小，因为海冰中含有气泡，而空气的热传导系数很小，使得海冰的热传导系数略大于海水的分子热传导系数,海冰对太阳辐射的反射率远比海水的大，海水的反射率平均只有,0.07,，而海冰可高达,0.5,0.7,。,海冰限制了海洋向大气的热量输送，而且也使海洋的蒸发失热大为减少，从而形成了海洋的保护层。,D.Zhao,OUC,45,海冰的漂移,一般情况下海冰浮于海面，形状规则的海冰露出水面的高度为总厚度的,1/7,1/10,，尖顶冰露出的高度达总厚度的,1/4,1/3,。,冰山和流冰的漂移方向主要受风和海流共同制约,无风时，漂移方向与速率大致与海流相同,单纯由风引起的漂移速度约为风速的,1/501/40,，方向偏风矢量之右（北半球）或之左（南半球）（,为什么,？）,冰山一角,D.Zhao,OUC,46,海冰的分布,北半球冰界以,3,4,月最大，,8,9,月最小，流冰群主要绕洋盆边缘流动，多为,3,4,米厚的多年冰。,北冰洋几乎终年被冰覆盖，冬季约覆盖洋面的,84%,。夏季覆盖率,54%,南半球冰区以,9,月最大，,3,月最小，多为,2,3,米厚的,“,一冬冰,”,。,南极洲是世界上最大的天然冰库，占全球冰雪总量的,90%,以上,南极洲附近的冰山，是南极大陆周围的冰川断裂入海而成的。出现在南半球水域里的冰山，长宽可达有几百公里，高几百米。,D.Zhao,OUC,47,海冰的分布,卫星捕捉到的南极冰山滑落,格陵兰岛是北半球冰山的主要发源地，每年约有,7500,座冰山由此进入海洋,北极冰山向南运动的平均界限为,40,0,N,。,南大洋海域经常有,22,万座冰山，太平洋、印度洋和大西洋的流冰界限分别为,50,0,S,、,45,0,S,、,43,0,S,。,南大洋中冰山的平均寿命为,13,年，是北半球冰山平均寿命的,4,倍多,D.Zhao,OUC,48,海冰与海况,结冰过程利于铅直对流混合,表层高溶解氧海水向下输送,底层含营养盐类的海水上升,利于生物的大量繁殖,海冰对潮汐、潮流和波浪影响极大,南极大陆架上海水的大量冻结，使冰下海水增盐、低温且高密，沿陆架下沉可至底层，并向三大洋散布,对人类活动的影响：航行、港口,D.Zhao,OUC,49,海冰的漂移,1912,年,4,月,14,日，,269,米长的,Titanic,游轮在纽芬兰岛南部被冰山撞沉，,2224,人中,1513,人遇难。,1985,年,9,月，,Woods Hole,海洋研究所的,Robert Ballard,在,3844,米水下发现沉船位置。,D.Zhao,OUC,49,50,2006,年,1,月，莱州湾遭遇,20,多年来未遇的冰冻,海冰的危害,D.Zhao,OUC,51,海冰对气候的影响,海冰对太阳辐射的高反射率，使得被海冰覆盖的地区更加寒冷（正反馈效应）,如果海冰开始融化，由于反射率的降低加剧该过程（正反馈效应）,浮在海面上的海冰，其热容量较海水或纯水要大得多,海冰的热扩散系数比水小,2-3,个量级，阻碍了大气与海水之间的交换,D.Zhao,OUC,52,海冰对气候的影响,海冰在冻结和融化时的潜热使其起着储热库作用，推迟了高纬地区温度的季节变化,D.Zhao,OUC,53,冰川融化与海平面上升,1%,的世界人口居住在小于海拔高度,1m,的地方,1990,年代之前，验潮井的资料表明，在过去的两个世纪，海平面每年上升,1mm,；从,1990,年代开始，卫星高度计和验潮井资料表明，海平面每年上升,3mm,(IPCC,2013),迄今为止，认为冰川对海平面上升的贡献不大,最新研究表明，南极洲西部的,Thwaites,冰川开始倒塌融化，一旦坠入海洋，由此造成的海平面上升亟待研究,D.Zhao,OUC,54,全球变暖与海冰,有研究预测，,2020,至,2025,年北极海冰、,2100,年南极海冰都将完全消失。,研究表明，北冰洋的多年冰覆盖大约每,10,年减少,10%,。,以往北极夏天的平均冰层厚度为,4.88,米，到,20,世纪末只有,2.75,米左右，减少了,43%,。,阿拉斯加州小镇巴罗,位于波弗特海海岸,D.Zhao,OUC,55,海冰,观测,通过卫星和现场观测，表明,2016,年夏季，北冰洋的冰覆盖将收缩到,2012,年的创纪录的低水平,D.Zhao,OUC,阿拉斯加沿岸的竖立在,北极海冰上的雪浮标,左图为,2015,年夏季北冰洋中央照片,站,在世界的最高峰,北极点,D.Zhao,OUC,56,57,第三章 回顾,海水的主要成份；海水组成恒定性,盐度的定义；实用盐度标度,饱和水汽压；海水蒸发的必要条件,分子热传导与涡动热传导的区别，分子热传导与海水运动有关吗？,为什么分子热传导系数比盐度扩散系数要大得多？,海水密度是哪些海水状态参量的函数？,海水的冰点随盐度增大而降低。,为什么当盐度大于,24.695,时，只有当对流混合层的温度同时达到冰点时才结冰？,流冰的漂移方向（科氏力的作用）。,海冰的盐度为,0,吗？,海冰结冰和融冰的正反馈效应,D.Zhao,OUC,58,第三章 思考题,影响蒸发的因素有哪些？低纬度海区和高纬度海区哪一个更有利于蒸发，为什么？,查阅文献资料，简要论述北极海冰变化及其对气候的影响（要求图文并茂）。,D.Zhao,OUC,