Химический состав и физические свойства морской воды

К физическим свойствам морской воды относятся: температура плотность, оптические и акустические свойства.

Соленостью называется количество солей в граммах, растворённых в килограмме морской воды. Средняя солёность воды Мирового океана 35г на 1кг воды или 35% О (промилле). В отдельных районах в зависимости от гидрологических и климатических условий соленость может резко отклоняться от средней. Солёность Чорного моря у поверхности состаляет18% О,на глубине> 1км - 22% О, Азовского - 12% О Средиземного 38-39% О, Персидского залива 38-40% О.

Минимум солёности расположен в высоких широтах (на широте 10º–34,72% О), максимум на широте 30°–35,56% О.

Установлена связь между соленостью и относительной электропроводностью морской воды:

S = ∑ ƒ (R₁₅) (26)

где S - соленость. % О.

R_{15 -} относительная электропроводность при температуре 15 ^оС.

Под относительной электропроводностью понимается отношение удельной электропроводности проб морской воды к удельной электропроводности воды, имеющей соленость 35 % О.

Температурные особенности морской воды и характеристики ее плотности

Температура морской воды. Основными факторами, которые непрерывно изменяют температуру морской воды являются: суммарное действие прямой и рассеянной солнечной радиации, эффективное излучение системы вода- атмосфера, конвекция и испарение. В прибрежной зоне на температуру морской воды оказывает влияние еще и сток речных вод.

Повышению температуры морской воды способствуют:

- поглощение морем прямой и рассеянной солнечной радиации,

- излучение из более теплой атмосферы в более холодный океан.

- конденсация влаги из атмосферы над более холодным океаном,

- выпадение осадков, более теплых, чем поверхностные слои океанов.

Понижение температуры воды происходит за счет:

- излучения океана в атмосферу,

- испарения,

- конвекции в атмосфере,

- выпадения на поверхность океанов более холодных осадков.

Суточные колебания температуры воды редко превышают 1°С. Наибольшая температура в северном полушарии наблюдается в августе, в южном - в феврале.

Изменение температуры воды с глубиной зависит как от лучистой энергии солнца (прямая теплопередача) так и от вертикального перемешивания воды при штормовой погоде.

Тепло солнечной радиации распространяется на глубину до 100м (глубже темнота), а ветровое перемешивание захватывает слои воды не более 200м. Суточное колебание температуры прослеживаются до глубины не более 30м от поверхности, а годовые колебания до глубины 350–450м. Ниже температура постоянна.

На глубине 3000–4000м температура в разных местах океанов находится в пределах от +2 до -1°.

Тепловой режим океана оказывает существенное влияние на годовой ход температуры воздуха над океаном и материками.

Плотность морской воды. Под плотностью понимается отношение массы вещества к его объему, т.е это масса единицы объема.

кг/м³ (27).

4. Процессы замерзания морской и пресной воды. Необходимыми условиями для замерзания воды является охлаждение ее до точки замерзания (переохлаждения), а также наличие в воде ядер кристаллизации, являющихся зародышами, вокруг которых идет нарастание льда. Ядрами кристаллизации могут быть частицы пыли, кристаллики снега или частицы льда, уже существующие в воде. Процессы замерзания пресной и морской воды проходят неодинаково из-за различия их химических и физических свойств.

С охлаждением поверхностного слоя пресной воды ее плотность увеличивается и возникает перемешивание вод, которое продолжается по глубине, пока плотность воды не достигнет наибольшего значения при температуре +4 ^оС, по всей глубине бассейна. При достижении поверхностным слоем температуры – 0,13 ^оС начинается образование льда.

Для вод соленостью от 0 до 24,7 ‰, которые называются солоноватые, процесс замерзания происходит так же, как и в пресной воде, но при более низких температурах наибольшей плотности и замерзания воды в зависимости от ее солености. При солености равной 24,7 ‰ температура наибольшей плотности и температура замерзания имеют одинаковое значение - 1,3 ^оС.

У морской воды с соленостью большей, чем 24,7 ‰ температура наибольшей плотности ниже температуры замерзания, поэтому при достижении поверхностным слоем температуры замерзания, явление перемешивания вод не прекращается и образование кристаллов льда может происходить не только в поверхностном, но и во всем слое перемешивания. Такое явление наблюдается, когда перемешивание вод происходит под воздействием ветра, волнения и течений. Лед, образовавшийся в толще вод или у дна, называется глубинным и донным, или якорным. Донный лед, обладая большой подъемной силой, нередко выносит на поверхность камни, якоря и затонувшие предметы.

Процесс замерзания солоноватых и морских вод имеет и общее свойство – осолонение оставшегося объема воды. Это объясняется тем, что после того, как вода в море достигнет температуры замерзания, из нее начинает выделяться чистый пресный лед, вследствие чего повышается соленость оставшегося объема воды. Поэтому для дальнейшего льдообразования требуется новое понижение температуры поверхностного слоя.

Образование льда в море начинается с появлением тонких ледяных игл – кристаллов чистого льда. Рост кристаллов первоначально происходит в горизонтальном направлении, а затем в вертикальном. Соли, растворенные в морской воде, и пузырьки воздуха располагаются в промежутках между кристаллами льда. Таким образом, морской лед после образования состоит из кристаллов чистого льда, между которыми вкраплены ячейки с солевым рассолом и пузырьками воздуха.