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 испарении соленость морской воды увеличивается, так как соли остаются в растворе. При таянии морских льдов соленость уменьшается, поскольку морские льды, как правило, имеют меньшую соленость, чем
соленость окружающих 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.
Равномерное изменение солености в поверхностных слоях нарушается влиянием океанических и прибрежных течений и обогащением
пресными водами крупных рек. Самая высокая соленость Мирового океана (S = 37,9 %о, не считая некоторых морей, западнее Азорских островов.
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.
Соленость: в Азовском море в средней части от 10 до 12 %о, а у берегов - 9,5 %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.
В Каспийском море соленость равна 12,8 %о и в
Аральском море средняя соленость 10,3 %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 приполярных районах при таянии льда соленость с глубиной повышается, при образовании льда - солёность морской воды понижается.
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?
С понижением температуры плотность соленой морской воды увеличивается, то есть зимой море солёнее, чем летом! Во время осеннего и зимнего охлаждения вода на поверхности моря становится плотнее, тяжелее.
С дальнейшим охлаждением поверхностная морская вода, как более плотная и тяжелая, «тонет» и перемешивается с более теплой и легкой глубинной водой.
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.
От солености зависит интенсивность замерзания морской воды и развитие ледовых явлений в морях и океанах.
Горизонтальное и вертикальное распределение плотности морской воды способствует горизонтальной и вертикальной циркуляции вод.
Зная вертикальное распределение плотности морской воды, можно определить направление и скорость течений, а также устойчивость той или иной водной массы: если масса неустойчива, то более плотная вода лежит выше менее плотной, и воды будут перемешиваться (вертикальная циркуляция).
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.
Соленость морской воды - это содержание в граммах всех минеральных веществ, растворенных в 1 кг морской воды, при условии, что бром и иод замещены эквивалентным количеством хлора, все углекислые соли переведены в оксиды, а все органические вещества сожжены при температуре 480 °С. Соленость воды выражается в г/кг, т. е. в тысячных долях - промилле и, как было сказано, обозначается S ‰.
Соленость морской воды близка к понятию минерализации (М, мг/л). При солености до 20 ‰ S ‰ ~ М 10 -3 .
Соленость морской воды определяют по содержанию хлора или по электропроводности воды, так как морская вода - это электролит: чем больше солей в воде, тем больше ее электропроводность, т. е. меньше электрическое сопротивление; измеряя последнее, можно по таблицам пересчитать его в соленость. Можно использовать измерения угла преломления света в воде, так как этот угол зависит от солености. Можно получить соленость и по измерениям плотности воды. Наиболее точен полный химический анализ, однако, этот способ слишком трудоемкий.
Очень прост способ прямого измерения плотности ареометром. Прибор позволяет легко определить плотность воды, а затем при помощи таблиц получить значения солености. Этот способ, однако, слишком груб. Он дает погрешность измерения до 0,05‰.
Ранее использовался способ определения солености по концентрации хлора, а точнее по хлорности (хлорностью называется суммарное содержание в граммах на 1 кг морской воды галогенов - хлора, брома, фтора и иода при пересчете на эквивалентное содержание хлора). Этот способ позволяет определять соленость с погрешностью до 0,01‰. М. Кнудсен еще в 1902 г. получил формулу
S ‰ = 0,030 + 1,805 Сl‰, (10.3)
где С1 -хлорность воды. В 1967 г. международным соглашением вместо формулы Кнудсена была принята новая формула, получившая название «международной»: S ‰ = 1,80655 С1‰. Из-за того, что солевой состав окраинных и внутренних морей несколько отличается от среднего солевого состава океанских вод, существуют и специальные формулы аналогичной структуры для отдельных морей. Так, для вод Черного моря используют формулу S = 1,1856 + 1,7950 С1, Балтийского - S = 0,115 + 1,805 С1, Азовского – S = 0,21 + + 1,794 CI (S и С1 - в ‰). По той же схеме рассчитаны формулы и для многих озер с соленой и солоноватой водой. Так, для вод Каспийского моря используют формулу S = 0,140 + 2,360 С1.
В связи с переходом в последние годы на электрометрический метод измерения солености была принята новая формулировка понятия солености через относительную электропроводность R 15 при 15 °С и атмосферном давлении:
S= а 0 + а 1 R 15 + a 2 R 2 l5 + a 3 R 3 15 + а 4 R 4 15 + a 5 R 5 15 , (10.4)
где R 15 = С пробы /С 35 ‰, 15° - относительная электропроводность морской воды при температуре 15 °С и р атм , С 35 ‰, 15° - электропроводность пробы морской воды при температуре 15 °С и солености 35‰. Вместо природной воды в знаменателе выражения для R l5 стати использовать раствор хлористого калия КС1, была введена Шкала практической солености 1978 г. При массовой доле КС1 = 32,4 10 -3 , Т = 15 °С и атмосферном давлении R l5 = 1, а практическая соленость при этом равна 35,00‰, или 35 единиц практической солености.
Наша планета покрыта водой на 70 %, из них больше 96 % занимают океаны. Это означает, что большая часть воды на Земле соленая. Что такое соленость воды? Как она определяется и от чего зависит? Можно ли использовать такую воду в хозяйстве? Попробуем ответить на эти вопросы.
Что такое соленость воды?
Соленостью обладает большая часть воды на планете. Обычно она называется морской водой и содержится в океанах, морях и некоторых озерах. Остальная является пресной, её количество на Земле составляет меньше 4 %. Перед тем как разобраться, что такое соленость воды, нужно понять, что такое соль.
Соли представляют собой сложные вещества, которые состоят из катионов (положительно заряженных ионов) металлов и анионов (отрицательно заряженных ионов) кислотных оснований. Ломоносов определял их как «хрупкие тела, которые могут растворяться в воде». В морской воде растворено множество веществ. Она содержит сульфаты, нитраты, фосфаты, катионы натрия, магния, рубидия, калия и т.д. Вместе эти вещества определяются как соли.
Так что такое соленость воды? Это содержание растворенных в ней веществ. Она измеряется в тысячных частях - промилле, которые обозначаются специальным символом - %о. Промилле определяет количество граммов в одном килограмме воды.
От чего зависит соленость воды?
В разных частях гидросферы и даже в разные времена года соленость воды неодинакова. Она изменяется под действием нескольких факторов:
- испарение;
- образование льдов;
- осадки;
- таяние льдов;
- сток рек;
- течения.
При испарении воды с поверхности океанов соли остаются и не выветриваются. В результате их концентрация повышается. Подобным эффектом обладает процесс замерзания. Ледники содержат наибольший на планете запас пресной воды. Во время их образования соленость вод Мирового океана увеличивается.
Таяние ледников характеризуется противоположным действием, уменьшая содержание солей. Кроме них, источником пресной воды являются атмосферные осадки и реки, впадающие в океан. Уровень солей также зависит от глубины и характера течений.
Наибольшая их концентрация на поверхности. Чем ближе ко дну, тем соленость меньше. влияют на содержание солей в положительную сторону, холодные, наоборот, уменьшают её.
Соленость Мирового океана
Чему равна соленость морской воды? Мы уже знаем, что она далеко не одинакова в различных точках планеты. Её показатели зависят от географических широт, климатических особенностей местности, близости речных объектов и т.д.
Средняя соленость вод Мирового океана составляет 35 промилле. Меньшей концентрацией веществ характеризуются холодные районы возле Арктики и Антарктики. Хотя в зимнее время, когда образуется лед, количество солей возрастает.
По этой же причине наименее соленым океаном является Северный Ледовитый океан (32 %о). Самым высоким содержанием отмечается Индийский океан. Он охватывает область Красного моря и Персидского залива, а также южный тропический пояс, где соленость составляет до 36 промилле.
Тихий и Атлантический океаны имеют приблизительно равную концентрацию веществ. Их соленость понижается в экваториальной зоне и повышается в субтропических и тропических районах. Некоторые теплые и уравновешивают друг друга. Например, не соленое течение Гольфстрим и соленое Лабрадор в Атлантическом океане.
Соленость озер и морей
Большинство озер на планете - пресные, так как питают их в основном осадки. Это не значит, что солей в них нет вообще, просто их содержание крайне мало. Если количество растворенных веществ превысит один промилле, то озеро считается соленым или минеральным. Рекордным значением обладает Каспийское море (13 %о). Самое большое пресное озеро - Байкал.
Концентрация солей зависит от того, как вода покидает озеро. Пресные водоемы являются проточными, а более соленые закрыты и подвержены испарению. Определяющим фактором также служат породы, на которых сформировались озера. Так, в районе Канадского щита горные породы плохо растворимы в воде, поэтому и водоемы там «чисты».
Моря связаны с океанами через проливы. Их соленость несколько отличается и влияет на средние показатели океанических вод. Так, концентрация веществ в Средиземном море составляет 39 %о и отражается на Атлантике. Красное море с показателем в 41 %о сильно поднимает среднюю Самым соленым является Мертвое море, в нем концентрация веществ составляет от 300 до 350 %о.
Свойства и значение морской воды
Не пригодна для хозяйственной деятельности. Она не пригодна для питья, а также полива растений. Однако многие организмы давно приспособили к жизни в ней. Более того, они очень чувствительны к изменениям уровня её солености. Исходя из этого, организмы разделяют на пресноводных и морских.
Так, многие животные и растения, обитающие в океанах, не могут жить в пресной воде рек и озер. Исключительно морскими являются съедобные мидии, крабы, медузы, дельфины, киты, акулы и другие животные.
Для питья человек использует пресную воду. Соленую же применяют в лекарственных целях. В небольших количествах воду с морской солью употребляют для восстановления организма. Лечебный эффект производит купание и принятие ванн в морской воде.
) или единицах PSU (Practical Salinity Units) практической шкалы солёности (Practical Salinity Scale).
| Элемент | Содержание, мг/л |
|---|---|
| Хлор | 19 500 |
| Натрий | 10 833 |
| Магний | 1 311 |
| Сера | 910 |
| Кальций | 412 |
| Калий | 390 |
| Бром | 65 |
| Углерод | 20 |
| Стронций | 13 |
| Бор | 4,5 |
| Фтор | 1,0 |
| Кремний | 0,5 |
| Рубидий | 0,2 |
| Азот | 0,1 |
Солёность в промилле - это количество твёрдых веществ в граммах, растворённое в 1 кг морской воды, при условии, что все галогены заменены эквивалентным количеством хлора , все карбонаты переведены в оксиды , органическое вещество сожжено.
В 1978 году введена и утверждена всем международными океанографическими организациями шкала практической солёности (Practical Salinity Scale 1978, PSS-78) , в которой измерение солёности основано на электропроводности (кондуктометрия), а не на выпаривании воды. В 1970-х годах широкое применение в морских исследованиях получили океанографические CTD-зонды, и с тех пор солёность воды измеряется в основном электрическим методом. Для поверки работы ячеек электропроводности, которые погружаются в воду, используют лабораторные солемеры. В свою очередь, для проверки солемеров используют стандартную морскую воду . Стандартная морская вода, рекомендованная международной организацией IAPSO для поверки солемеров, производится в Великобритании лабораторией Ocean Scientific International Limited (OSIL) из натуральной морской воды. При соблюдении всех стандартов измерения можно получить точность измерения солёности до 0,001 единицы PSU.
Шкала PSS-78 даёт числовые результаты, близкие к измерениям массовых долей, и различия заметны либо когда необходимы измерения с точностью выше 0,01 PSU , либо когда солевой состав не соответствует стандартному составу океанской воды.
- Атлантический океан - 35,4 ‰ Наибольшая солёность поверхностных вод в открытом океане наблюдается в субтропической зоне (до 37,25 ‰), а максимум - в Средиземном море: 39 ‰. В экваториальной зоне, где отмечено максимальное количество осадков, солёность снижается до 34 ‰. Резкое опреснение воды происходит в приустьевых районах (например, в устье Ла-Платы - 18-19 ‰) .
- Индийский океан - 34,8 ‰. Максимальная солёность поверхностных вод наблюдается в Персидском заливе и Красном море, где она достигает 40-41 ‰. Высокая солёность (более 36 ‰) также наблюдается в южном тропическом поясе, особенно в восточных районах, а в северном полушарии также в Аравийском море. В соседнем Бенгальском заливе за счёт опресняющего влияния стока Ганга с Брахмапутрой и Иравади солёность снижается до 30-34 ‰. Сезонное различие солёности значительно только в антарктической и экваториальной зонах. Зимой опреснённые воды из северо-восточной части океана переносятся муссонным течением, образуя язык пониженной солёности вдоль 5° с. ш. Летом этот язык исчезает.
- Тихий океан - 34,5 ‰. Максимальную солёность имеют тропические зоны (максимально до 35,5-35,6 ‰), где интенсивное испарение сочетается со сравнительно небольшим количеством осадков. К востоку под влиянием холодных течений солёность понижается. Большое количество осадков также понижает солёность, особенно на экваторе и в зонах западной циркуляции умеренных и субполярных широт .
- Северный Ледовитый океан - 32 ‰. В Северном Ледовитом океане выделяются несколько слоёв водных масс. Поверхностный слой имеет низкую температуру (ниже 0 °C) и пониженную солёность. Последняя объясняется распресняющим действием речного стока, талых вод и очень слабым испарением . Ниже выделяется подповерхностный слой, более холодный (до −1,8 °C) и более солёный (до 34,3 ‰), образующийся при перемешивании поверхностных вод с подстилающим промежуточным водным слоем. Промежуточный водный слой - это поступающая из Гренландского моря атлантическая вода с положительной температурой и повышенной солёностью (более 37 ‰), распространяющаяся до глубины 750-800 м. Глубже залегает глубинный водный слой, формирующийся в зимнее время также в Гренландском море, медленно ползущий единым потоком от пролива между Гренландией и Шпицбергеном. Температура глубинных вод - около −0,9 °C, солёность близка к 35 ‰. .
Солёность океанических вод изменяется в зависимости от географической широты, от открытой части океана к берегам. В поверхностных водах океанов она понижена в области экватора, в полярных широтах.
| Наименование | Солёность, ‰ |
|---|---|
Главным признаком, отличающим воды Мирового океана от вод суши, является их высокая соленость . Количество граммов веществ, растворенных в 1 литре воды, называют соленостью.
Морская вода - это раствор 44 химических элементов, но первостепенную роль в ней играют соли. Поваренная соль придает воде соленый вкус, а магниевая - горький. Соленость выражается в промилле (%о). Это тысячная доля числа. В литре океанической воды растворено в среднем 35 граммов различных веществ, значит, соленость будет 35%о.
Количество солей, растворенных в , будет примерно 49,2 10 тонн. Для того чтобы наглядно представить себе, насколько велика эта масса, можно привести следующее сравнение. Если всю морскую соль в сухом виде распределить по поверхности всей суши, то та окажется покрытой слоем толщиной в 150 м.
Соленость вод океана не везде одинакова. На величину солености влияют следующие процессы:
- испарение воды. При этом процессе соли с водой не испаряются;
- льдообразование;
- выпадение , понижающих соленость;
- . Соленость вод океана у материков значительно меньше, чем в центре океана, так как воды опресняют ее;
- таяние льдов.
Такие процессы, как испарение и льдообразование, способствуют повышению солености, а выпадение осадков, сток речных вод, таяние льдов понижают ее. Главную роль в изменении солености играют испарение и выпадение осадков. Поэтому соленость поверхностных слоев океана, так же как и температура, зависит от , связанных с широтой.
Loading...