Соленостью называют количество растворенных твердых минеральных веществ (солей), выраженное в граммах, в 1 кг морской воды. Тысячная доля целого называется промилле и обозначается значком %о. Например, если соленость океанской воды 35 %о , то это значит, что в 1 кг (1000 г) этой воды содержится 35 %о (промилле) растворенных веществ.
Соленость — одна из главных характеристик морской воды; ее величина выражает степень концентрации всех растворенных в воде веществ (в основном солей).
Величина солености в том или ином районе Мирового океана зависит от ряда факторов: от притока пресных вод и количества атмосферных осадков, интенсивности испарения воды, образования и таяния льдов и процессов перемешивания вод.
При образовании морских льдов соленость увеличивается в связи с тем, что в лед переходит только часть солей.
Каковы величина солености вод Мирового океана и ее географическое распределение?
Соленость в разных местах, как на поверхности, так и на глубинах океанов и морей, неодинакова. Средняя соленость вод Мирового океана 35 %о.
В открытых частях океанов соленость изменяется мало (от 32 до 37,9 %о), в морях значительно больше — от 2 (в Финском заливе Балтийского моря) до 42 %о (в Красном море).
Общая закономерность изменения солености по широтам под влиянием режимов атмосферных осадков и испарения характерно на для всех океанов: соленость увеличивается в направлении от полюсов к тропикам, достигает максимального значения около 20—25° северной и южной широт и снова уменьшается в экваториальной зоне.
Соленость морей тем больше отличается от солености океана, чем меньше моря сообщаются с ним; она зависит также от их географического положения, в частности от климатических условий. Соленость морей больше, чем океанов: Средиземного — на западе 37—38 %0, на востоке — 38—39 %0;
Солёность Красного моря— на юге 37 %о , а на севере — до 42 %о, в Персидском заливе на севере соленость 40 %о, в восточной части — от 37 до 38 %о.
Солёность воды в Чёрном море, в средней части — от 10 до 12 %о, а в северо-западной — 17 %о, с увеличением глубины моря, солёность воды увеличивается до 22 %о;
в Балтийском море при восточных ветрах— 10 %о, при западных и юго-западных — от 10 до 22 %о; в Финском заливе у острова Котлин — 2 %0; в Белом море на границе с Баренцевым 34—34,5 %о , в Горле—27—30 %о, а в средней части — от 24 до 27 %о.
Соленость российских арктических и Дальневосточных морей в удаленных от берегов районах составляет 29-30 %о.
С нарастанием глубины соленость меняется лишь до 1500 м, ниже этого горизонта и до дна — незначительно и составляет от 34 до 35 %о.
В умеренных широтах соленость морской воды мало изменяется с глубиной, в субтропическом поясе она быстро убывает до глубины ЮОО—1500 м, в тропическом увеличивается до глубины 100 м, затем уменьшается до глубины 500 м, после чего незначительно увеличивается до глубины 1500 м, а ниже остается неизменной.
Какое значение имеют соленость и плотность морской воды?
Эта особенность соленой морской воды содействует смягчению климата Земли. При охлаждении 1 куб. см. морской воды на 19С 3134 куб. см. воздуха нагревается на 1 °С.
Соленость морской воды усиливает вертикальную циркуляцию в океанах и морях. Воздух получает из соленых вод Мирового океана гораздо больше тепла (тепловой энергии), чем он получил бы, если бы океанские воды были пресными.
Горизонтальное и вертикальное распределение плотности морской воды способствует горизонтальной и вертикальной циркуляции вод.
Плотность морской воды имеет большое значение для обитателей океана. От нее зависит устойчивость состава вод, влияющей на распределение в океане органического и неорганического вещества.
Плотность воды влияет на осадку судов. При переходе из океанической воды в пресную и наоборот их осадка может изменяться до 0,3 м. Поэтому для правильной погрузки судов в портах и обеспечения безопасности мореплавания необходимо знать величину солености и плотности в порту погрузки и на переходе в море до порта назначения и правильно их учитывать.
Источник: http://www.evpatori.ru/ot-chego-zavisit-solenost-morskoj-vody.html
Соленость морской воды
Главная особенность воды океанов и морей — ее соленость. В науке принято измерять соленость числом граммов солей, содержащихся в килограмме морской воды.
Так как килограмм равен тысяче граммов, то, измеряя соленость граммами на килограмм, мы, по существу, выражаем ее в тысячных долях — промилле. Поэтому говорят, что соленость «выражается в промилле».
Соленость условились обозначать большой латинской буквой S, а промилле — °/00.
Соленость поверхностной воды Черного моря равна восемнадцати промилле. Это значит, что в одном килограмме черноморской воды содержится восемнадцать граммов различных солей.
Средняя соленость воды Мирового океана равна тридцати пяти промилле (S=35°/00). В поверхностной воде океанов и морей наблюдаются довольно значительные отклонения от этой средней величины.
Это зависит от того, что количество воды, испаряющейся с какой-либо части поверхности океана, и количество осадков, выпадающих за то же время на ту же поверхность, на разных широтах неодинаково.
В экваториальной полосе за год выпадает слой осадков высотой около 2 м, испаряется же воды меньше; поэтому получается избыток пресной воды, который понижает соленость поверхностной воды примерно до 34 °/00.
В субтропической полосе на широтах между 30—35° господствует ясная, сухая погода, осадков выпадает мало, а испарение очень большое. Преобладание испарения над выпадением осадков приводит к тому, что соленость поверхностной воды Мирового океана в субтропиках выше средней: в Северном полушарии 38 °/00, а в Южном — 37 °/00.
В умеренных широтах количество осадков больше, чем в субтропиках, а испарение меньше; поэтому при удалении от тропиков к северу в Северном полушарии и к югу в Южном соленость постепенно приближается к нормальной. В приполярных зонах, где испарение резко понижено, соленость поверхностной воды меньше средней солености Мирового океана. Она не превышает здесь 33—34 °/00
Таким образом, на поверхности Мирового океана наблюдается пониженная соленость в экваториальной зоне и повышенная — к северу и к югу от нее — в субтропических зонах.
По направлению к полюсам соленость постепенно понижается, становясь в умеренных широтах нормальной (S=35 °/00). Эта закономерность несколько нарушается океаническими течениями.
Холодные течения выносят из приполярных зон в умеренные широты воду пониженной солености, а течения, идущие из субтропиков, несут в умеренные широты более соленую воду.
В прибрежных частях Мирового океана, особенно около устьев больших рек, таких, например, как Амазонка, Конго, Енисей, Лена, Обь, соленость воды на поверхности резко понижается.
Все различия в солености океанической воды, о которых мы говорили, наблюдаются только на поверхности Мирового океана. Их можно заметить в слое воды толщиной в несколько сот метров. Соленость глубинных вод Мирового океана везде почти одинакова и равна 35 °/00.
Как попали в морскую воду находящиеся в ней соли? На своем пути реки растворяют соли, входящие в состав горных пород, а затем выносят соли в океаны и моря.
Тщательные химические анализы показали, что в морской воде содержатся все распространенные на суше химические элементы. Интересно, что соотношения между ними в разных частях Мирового океана одни и те же, т. е. химический состав солей Мирового океана постоянен.
Оказалось, что растворенные в морской воде соли находятся в ней в следующей пропорции (в %):
Хлориды (соли соляной кислоты). . . 88,7
Сульфаты (соли серной кислоты). . . 10,8
Карбонаты (соли угольной кислоты). . . 0,3
Остальные соли………. 0,2
Во всех океанах эти соотношения сохраняются. Это лишний раз показывает единство Мирового океана и свидетельствует о том, что вода океанов хорошо перемешивается.
В речной воде, в отличие от морской, больше всего не хлоридов, а карбонатов. Что же происходит с ними в океане? Их используют обитающие в морской воде живые существа для построения своих раковин и скелетов.
Температура морской воды
Из физики известно, что вода по сравнению с воздухом обладает очень большой теплоемкостью. Чтобы нагреть на 1° один кубический сантиметр, или один грамм, воды, нужно затратить одну калорию тепла. Эта же калория может нагреть на 1° более трех тысяч кубических сантиметров воздуха.
Поэтому температура поверхности воды в Мировом океане сильно влияет па температуру воздуха над ней, а следовательно, и на климат тех областей, куда этот воздух проникает благодаря господствующим ветрам.
Самая высокая температура воды на поверхности Мирового океана вдали от берегов наблюдается в экваториальной зоне. Средняя годовая температура доходит там до 28°. У берегов на мелководье вода прогревается еще больше. Интересно, что в течение года в экваториальной зоне температура океанической воды почти не меняется.
Самая высокая температура обычно бывает выше средней не больше чем на один градус. Настолько же ниже средней оказывается и минимальная температура.
Происходит это потому, что в экваториальной зоне приход солнечного тепла в течение года очень равномерен, так как продолжительность дня круглый год равна приблизительно 12 часам, а солнце в полдень оказывается около зенита.
От экваториальной зоны и к северу и к югу средние годовые температуры поверхности воды начинают понижаться и в субтропиках доходят до 20°. В субтропической зоне солнце в полдень летом поднимается почти к зениту. В это время день намного длиннее ночи. Зимой день короче и солнце в полдень не поднимается так высоко.
Поэтому разница в приходе солнечного тепла летом и зимой значительна. Самые высокие и самые низкие температуры воды могут отличаться от средней годовой до 5°. Например, средняя годовая температура воды равна 22°, самая высокая (максимальная) 27°, а самая низкая (минимальная) 17°.
Соответственно этому меняется и температура воздуха.
От субтропиков по направлению к полярным кругам средняя годовая температура поверхностной воды быстро понижается и, наконец, зимой доходит до температуры, при которой образуется лед,
Источник: http://de-ussr.ru/priroda-ludi/vod-obolochka/solenost.html
Состав растворённых солей в океанических и речных водах
Гипсографическая кривая
Располагая гипсометрическими картами суши и батиметрическими картами Мирового океана, можно подсчитать площади участков суши и моря, расположенные между соответствующими изогипсами и изобатами. Эти данные позволяют построить гипсографическую кривую земного шара, которая показывает соотношение площадей этих участков относительно площади всего земного шара.
- Средний уровень земной поверхности твёрдый (эллипсоида) составляет 2430 м.
- Средний уровень земной поверхности (геоида) находится на 2600 м.
- Средняя глубина океана равна 3880 м.
- Средняя высота суши составляет 840 м.
- Физико-химические свойства морской воды
Морская вода обладает рядом специфических особенностей. она является универсальным растворителем: в ней способен растворяться любой химический элемент. Вода имеет наибольшую среди жидкостей теплоёмкость, больше тепла требуется и на её испарение. Ниже описываются некоторые физико-химические характеристики морской воды.
Солёность
Солёность воды определяется количеством солей, содержащихся в 1000 г морской воды и исчисляется в промилле (промилле — это тысячная доля какой-либо величины, например, грамм в килограмме; обозначаются ┴). Сравнительная характеристика солености речных и морских вод дана в табл. 6.3.
Происхождение солей. Приход солей осуществляется за счёт растворения пород, слагающих дно океана, поступления с речным стоком. Расход происходит в результате поглощения солей водорослями и животными организмами, а также потерь их при разбрызгивании и испарении.
Баланс солёности положителен: океан становится солонее. Но благодаря огромному объёму морских вод полный солевой обмен в океане совершается в 110 млн. лет. Поэтому практически воды океана имеют постоянный солевой состав: 35 г на 1 л. или 35┴ (3,5%) — средний состав морской воды.
Географическое распределение солёности. В различных частях океана солёность воды неодинакова. Она зависит: 1) от количества пресной воды, приносимой реками и атмосферными осадками; 2) от количества воды, испаряющейся с поверхности океана. Сильное испарение повышает солёность воды.
У экватора солёность меньше средней (около 31 ┴): в этих частях океанов в течение всего года выпадают сильные дожди, а испарение уменьшено в связи с большой влажности воздуха и обычному в этих широтах облачному покрову. Наибольшая солёность наблюдается на 20-30 широтах, соответствующих зонам пустынь на материках.
Здесь постоянно дуют сухие ветры (пассаты) и происходит сильное испарение, почти совершенно отсутствует облачный покров и осадки. Солёность морской воды в некоторых местах поднимается до 37,9 ┴. В умеренных и холодных поясах солёность меньше, чем в жарком, в полярных областях она падает до 32-30 ┴.
В морях, соединённых с океаном широкими и глубокими проходами, солёность близка к солёности океана; во внутренних морях она может сильно колебаться. Наиболее солёную воду — 41 ┴ — имеет Красное море, лежащее в субтропических широтах между горячими пустынями Аравии и Северной Африки.
Наоборот, Балтийское море, находящееся в умеренных широтах с большой облачностью и большим количеством осадков, получающее много пресной воды, имеет очень небольшую солёность. В западной части Балтийского моря солёность воды составляет 15 ┴, а в Финском заливе падает до 1-2 ┴.
Таблица 6.3
(по В.Н. Степанову)
| Химические вещества | Воды океана, в % | Речные воды, в % |
| NaCl | 77,8 | |
| MgCl2 | 10,9 | |
| всего хлориды | 88,7 | 5,2 |
| MgSO4 | 4,7 | |
| CaSO4 | 3,6 | |
| K2SO4 | 2,5 | |
| всего сульфаты | 10,8 | 9,9 |
| CaCO3 карбонаты | 0,3 | 60,8 |
| Прочие вещества | 0,2 | 24,8 |
Способы определения солёности. Физические: а) по плотности воды при определённой температуре (ареометрический); б) по измеренному коэффициенту преломления воды (оптический); в) по электропроводности.
Химические: а) проведение химического анализа воды; б) измерение количества одного какого-нибудь химического элемента, обычно хлора, с дальнейшим вычислением по нему других элементов, имея в виду, что солевой состав вод океана постоянен.
Этот способ наиболее распространённый, поскольку содержание хлора определить проще, чем содержание других элементов.
Эмпирическое соотношение между солёностью Мирового океана и содержанием хлора, установленное Международной Комиссией по изучению моря: S = 1,80655 Cl, где S — хлорный коэффициент.
Для определения солёности по хлору используют специальную таблицу. Для внутренних морей эта формула непригодна. Нужны специальные формулы для каждого побережья отдельно.
Замерзание морской воды. Повышенная концентрация солей увеличивает плотность океанических вод и определяет различия в расслоении и перемешивании океанических вод и вод суши.
В пресноводных бассейнах (реках, озёрах), как известно, температура воды при наибольшей плотности равна 4 ╟C, и поэтому при дальнейшем охлаждении перемешивание воды не происходит, а при достижении 0 ╟C начинается замерзание и образование ледяного покрова. Отсюда становится понятной причина того, что озёра и реки обыкновенно не промерзают до дна.
В солоноватоводных бассейнах по мере увеличения количества растворённых солей понижается температура наибольшей плотности. При солёности 24,7 ┴ она становится равной температуре замерзания — в данном случае 1,3 ╟C. Поэтому в водах с меньшей солёностью процессы протекают так же, как и в пресных водоёмах.
Такая солёность наблюдается в Чёрном, Азовском, Каспийском, Белом, южных частях Карского, Лаптевых и Восточно-Сибирском морях. При солёности, превышающей 24,7 ┴, точка замерзания воды оказывается выше температуры воды при наибольшей плотности.
Таблица 6.4
Соотношение температуры замерзания, солёности и плотности морской воды
| Солёность воды, ┴ | t замерзания, ╟C | t наибольшей плотности, ╟C |
| -1,1 | -0,3 | |
| 24,7 | -1,35 | -1,35 |
| -1,35 | -1,4 | |
| -1,6 | -1,5 | |
| -1,9 | -3,5 | |
| -2,2 | -4,5 |
Следовательно, ледообразование в океане начинается значительно раньше достижения водой наибольшей плотности. А раз так, то перемешивание вод способно распространяться на любую глубину, и происходит проветривание (насыщение кислородом) огромной их толщи.
При отсутствии перемешивания воды и при недостатке кислорода не могло бы происходить окисление органических и неорганических веществ глубинных и придонных вод, а также в донных осадках. Жизнь в океане была бы возможна только в самых верхних слоях.
Активное перемешивание вод океана приводит к тому, что в планетарный обмен энергии и веществ вовлекается вся толща его вод. Поглощая или выделяя тепло, влагу и газы, она поддерживает динамичное равновесие в природе, свойственное каждому данному циклу развития планетарных процессов.
Цвет морской воды колеблется между зелёным, голубым и яркосиним. Цвет воды зависит от физических свойств. Так, более солёная и тёплая вода имеет более интенсивный голубой цвет, тогда как холодная и менее солёная — более зеленоватый. Над глубокими местами цвет воды голубой, над менее глубокими — зелёный.
Синий цвет воды объясняется тем, что красные и оранжевые лучи спектра поглощаются преимущественно на незначительной глубине. Голубые и фиолетовые лучи проникают на большую глубину, а когда отражаются от поверхности, вода кажется синей. При незначительной глубине наряду с голубыми лучами отражаются также красные и оранжевые лучи, дающие совместно зелёный цвет.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Источник: https://studopedia.ru/1_62894_sostav-rastvorennih-soley-v-okeanicheskih-i-rechnih-vodah.html
Солевой состав и соленость вод океана
Вода — активный растворитель, поэтому в морской воде присутствуют почти все известные на Земле химические элементы. Все растворенные вещества разделяют на четыре группы: группа, определяющая соленость воды; группа микроэлементов, точнее «рассеянных» элементов; группа биогенных веществ и группа растворенных газов.
Вещества первой группы содержатся в воде в наибольших количествах, измеряемых в граммах на килограмм, т. е. в тысячных долях, в промилле (‰). Они определяют соленость воды.
Соленость, обозначаемая знаком S, ‰,—характеристика, обусловливающая многие физические свойства морской воды: плотность, температуру замерзания, скорость звука и т.д.
Ее значение зависит также от физических процессов — испарения, притока пресных вод, таяния льда, замерзания воды и т.д. Соленость — важнейшая характеристика морской воды.
Вторая группа примесей — элементы, содержащиеся в воде в ничтожных количествах в единице массы (10-3—10-6 %), но в общей сумме их содержание в Мировом океане измеряется миллионами тонн (медь, уран, золото и др.).
К третьей группе веществ относятся соединения азота, фосфора, кремния и других элементов, участвующих в процессе жизнедеятельности организмов, поэтому они и названы биогенными веществами.
Их содержание имеет порядок миллиграммов на кубический метр, т.е. в миллион раз меньше, чем у веществ первой группы.
Эти вещества не влияют на физические свойства воды, а их количество и соотношение определяются биохимическими процессами жизнедеятельности.
Четвертая группа веществ — газы, содержащиеся в количествах, измеряемых миллиграммами на литр воды.
Это кислород, азот, сероводород и другие газы, количество которых связано как с физическими факторами (температура, давление, соленость), так и с биологическими.
Кроме того, в морской воде присутствуют растворенное органическое вещество в виде коллоида, механические примеси (взвесь) в виде материала, снесенного с суши, или остатков отмерших организмов, и, наконец, живые организмы — от бактерий до рыб и млекопитающих.
По современным представлениям гидросфера, как и атмосфера, образовалась на ранних стадиях развития Земли в результате выплавки базальтов и процессов дегазации верхней мантии. В это время сложились первичные солевой состав вод Мирового океана и их соленость.
В дальнейшем в океан стали смываться продукты разрушения суши, имеющие другой химический состав, поэтому стало изменяться и общее соотношение ионов: главные катионы морской воды обязаны своим происхождением выветриванию изверженных горных пород и выносу их в океан реками, а большинство анионов связано с исходной фазой образования океана, с дегазацией мантии. Эти процессы происходят и в наше время. В последние годы с помощью глубоководных обитаемых аппаратов удалось установить, что масштабы подводного вулканизма превосходят приблизительно в десять раз масштабы вулканизма на суше. Подводные вулканы в значительной мере определяют химический состав морской воды и атмосферы. Подсчитано, что вся вода Мирового океана проходит через гидротермическую стадию, нагреваясь до 300—400 °С, и вступает в реакцию с базальтами за 1—1,5 миллиона лет. Этот огромный срок в то же самое время примерно в сотню раз меньше возраста самих океанов. Изучение таких процессов относится к важнейшим вопросам современной океанологии.
Солевой состав вод океана
Еще в начале XIX в. было замечено, что количество растворенных в водах океана солей может сильно различаться, но солевой состав, соотношение содержания различных солей, определяющих соленость вод, во всех районах Мирового океана приблизительно одинаковы.
Эта закономерность формулируется как свойство постоянства солевого состава морских вод («закон Дитмара»). Она была обнаружена в результате изучения химических анализов проб воды, полученных во время кругосветной экспедиции «Челлендже-ра», В. Дитмаром.
Было показано, что как в опресненном Балтийском море, так и в сильно осолоненном Красном море солевой состав вод почти одинаков. Исключение составляют лишь сильно опресненные воды прибрежных районов со значительным речным стоком.
Ниже приведены солевой состав морской воды и концентрация различных ионов в воде средней солености (35,16‰) по О.А. Алекину и Ю.И. Ляхину (1984):
Содержание солей, % от массы солей
| Хлориды (галоиды) | 88,7 |
| Сульфаты | 10,8 |
| Карбонаты | 0,3 |
| Прочие | 0,2 |
| Всего | 100% |
| Анионы, ‰ | Катионы, ‰ |
| Сl- 19,35 | Na+ 10,76 |
| SO42- 2,70 | Mg2+ 1,30 |
| НСО3- 0,14 | Са2+ 0,41 |
| Вг- 0,07 | К+ 0,39 |
| Н3В03- 0,03 | Sr2+ 0,01 |
| Сумма 22,29 | Сумма 12,87 |
Всего 35,16‰
Как видно из приведенных данных, воды океанов и морей могут быть отнесены к хлоридному классу и натриевой группе. Этим морские воды существенно отличаются от речных. Всего лишь восемь ионов дают более 99,9% общей массы солей в морской воде. На оставшиеся 0,1% приходятся практически все другие элементы Периодической таблицы Менделеева.
Источник: https://cyberpedia.su/13×14793.html
Загрузка...
