海水密度的定义特点及分布

8.1　海水密度的定义、特点及分布

海水密度是海水的基本物理要素之一，是指单位体积海水所包含的质量，单位是kg/m³，符号为ρ。海水密度是海水温度、盐度和压力的函数，常表示为ρ(S，t，p)，用以表示在盐度S、温度t(℃)和压力p(MPa)时的海水密度，又称现场密度。在海洋学中常把大气压当做零(即p= 0)的海水密度则以ρ₀表示，它只是盐度和温度的函数。

海水的密度与温度、盐度和压力的关系比较复杂。一切影响温度和盐度的因子都会影响到海水的密度。海水的密度随地理位置、海洋深度呈复杂的分布，并随时间而变化。海水的密度与温度和盐度也存在着必然的联系。一般来说，海水因温度升高体积膨胀，并随温度升高而密度减小，一般情况下，热膨胀系数为正值，所以海水密度随温度升高而减小;但当温度低于某一数值时，热膨胀系数为负值，这时，海水密度随温度升高而增大。这一温度便是海水最大密度时的温度，这时的密度，叫条件密度，它不是常数，而是盐度的函数。海水密度与盐度的关系是近似线性关系，当盐度增加时，海水密度增大。海水密度随压力的增加而增大。对于表面海水的密度，一般可以直接而准确地测定，但对表层以下的海水由于条件的变化密度也随之变化，故不能直接准确地测定，否则，就会产生很大误差。因此，需要采用计算当场密度的方法。当场密度是指现场温度、盐度和压力的海水密度。在大洋上层，特别是表层，海水密度主要取决于海水的温度和盐度分布情况。由于太阳辐射和蒸发的作用，海水密度在大洋中分布的情况，从总体来看，在赤道地区，由于水的温度很高，盐度很低，因而表面海水的密度很小;由赤道向两极，密度逐渐增大。表层海水密度的水平分布情况，受海流的影响较大，有海流的地方，密度的水平差异比较大。海水的密度值一般为1.020～1.030 kg/m³。

在垂直方向上，平均而言，温度的变化对密度变化的影响要比盐度大。因此，密度随深度的变化主要取决于温度。海水温度随着深度的增加不均匀地递降，因而海水的密度随深度的增加而不均匀地增大，即密度向下递增。在海洋的上层，密度垂直梯度较大。约从1500m开始，密度的垂直梯度便很小。在深层，密度几乎不随深度而变化。

密度随时间的变化主要是表面海水密度的日变化，另外还有年变化。如前所述，海水的密度与温度和盐度及压力有关，在海面，密度的分布和变化仅取决于温度和盐度。在盐度变化较小的海区，海水的密度主要取决于温度状况。在中国海近岸地区，特别是河口地区，海水的盐度变化较大，因而那里的密度分布和变化主要由盐度来支配，而在近岸和离河口较远的海区，则主要由温度来支配。中国近海表层海水密度分布的一般规律是:冬季普遍较高，夏季普遍降低，春秋季介于二者之间，而且随纬度增高而增大。