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海水的物理特性

 2000-10-16 19:49:43

  海洋之所以构成一个独特的环境系统,与海水的特征是分不开的。
  
  海水首先是水,因为就大多数海水而言,其盐度在32~35‰之间,平均值接近35‰。这个事实表明海水中纯水占绝大部分,因此海水的物理性质与纯水很相似。而且这也说明为什么海洋本身是一个取之不尽,用之不竭的大“淡水库”。
  
  与其他液体相比,水有许多明显的异常性。蒸发成汽,冷缩结冰。在0°C(熔点)-100°C(沸点)之间是流动的液态水,而且在4°C的水以及水结成的冰都浮在水面上,而4°C的水永远在最底层。这个特性对生活在其中的生物是非常重要的。
  
  另一方面水又是一种溶剂,能溶解许多物质。这就是海水的另一特性的基础。它不同于一般的淡水,而是含有许多无机盐类的混合液,并且还溶有多种气体,特别是氧和二氧化碳,以及大量的有机和无机的悬浮物质。这些物质对海水的物理性质均有不同程度的影响,更重要的是,为生物的生长提供了良好的营养物质。
  
  海水的盐度一般都在35‰左右,海洋中发生的许多现象都与盐度的分布和变化有密切关系,所以盐度是海水的基本特性。有些海区如红海,由于日照相当强烈,蒸发量大,盐度可高达40‰以上;而降雨量大,河流注入较多的波罗的海北部的波的尼亚湾里,盐度可低至3‰。即使同一海区,海水的盐度在水平方向垂直方向上都有不同的变化。
  
  海水的颜色又称为海色。由于海水中包含有一些悬浮物质和溶解的物质,当阳光照射时,表层进行散射而造成了海水的颜色,由蓝到黄绿及褐色。一般大洋的海水是深蓝色,近岸的海水为蓝绿色和黄褐色。有些海用海色来命名,如黄海、红海等。海色在一定程度上反映了海水中悬浮和溶解组分的性质,红海是海水中有大量的红色藻类繁殖而呈红色。
  
  海洋水体积占地球上总水体积的97%,覆盖了地球表面的十分之七。海洋对全球气候的维持及气温的变化有着巨大的调节缓冲作用,这归功于海水的比热比空气和陆地要大得多的缘故(比热就是使1克物质升高1°C时所需的热量,当然,降低1°C时就会释放出相当的热量)。
  
  比方说使1CM3的海水温度降低1°C时所放出的热量,可使3100CM3的空气温度升高1°C,所以海水的温度不会升降的如空气的温度升降的那样快。因此沿海地区的气候受海洋影响较大,冬天不会很冷,夏天也不会太热。
  
  海水中的水要蒸发,就要吸收热量。水蒸汽上升到空中聚集起来,温度降低时冷凝成水,成雪或霜,降落到陆上或回到海洋中,所以海洋对全球的水汽平衡起重要作用。可以说,海洋是风雨的故乡,它才能真正的“呼风唤雨”。
  
  当然,除了上述海水的热性质外,海水还有其它物理特性,如海水的沸点升高,冰点降低。海水还具有渗透性、压缩性;如果海水不可压缩,现今的海平面将升高30多米,恐怕这世界上有许多国家和城市都将是“海底之都”了。另外,海水还能传热,能导电等等。
  
  还值得一提的是海冰,这种一般出现在高纬度地区(象极地)的冰山、流冰等,是极地探险工作的劲敌。海水由于含盐,所以它冰点随盐度的升高而降低,当水温度降至其冰点以下时,海水首先达到某种程度的过冷以后,在有结晶核存在时,开始结冰。在海面上最初形成一些细小的冰针或冰片,相互冻结形成一层油脂状冰,继而出现薄冰。随着温度的降低,冰不断变白变大,形成广阔的冰原。也可能由于波浪海流,潮汐的的不断作用,冰原碎裂成大大小小的冰块,漂浮在海面上成为浮冰。
  
  这些浮冰在风平浪静气温再降低时又冻结起来,航行于其中的船只将无法行动,而陷于冰原中。这是浮冰的形成过程。而冰山主要来自陆地上河流,冰山往往巨大,由于密度关系,浮在水面上,水面以下的体积是上部的两倍,所以一座巨大的冰山往往产生无坚不摧的力量,令避之不及的船舶遭遇噩运。这就有“泰坦尼克号”的悲剧。

(网上科学馆)
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