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微專題 | 海水結冰與鹽度

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表層海水鹽度分布規律這個知識點在人教版教材上沒有體現出來,可實際上很多考試或習題會以此為知識背景出題,致使很多同學不知道如何下手做題。新的教材里已把海水鹽度再一次的加入進入,其實如果能抓住影響海水鹽度高低的因素,此類問題也就可以迎刃而解了,這里做了一個梳理。


①氣候因素——海水鹽度的高低主要取決于氣候因素,即降水量與蒸發量的關系。降水量大于蒸發量,鹽度較低,反之較高。

②洋流因素——同一緯度海區,有暖流經過鹽度偏高;寒流經過鹽度偏低。

③河流徑流注入因素——有大量河水匯入的海區,鹽度偏低。

除此以外,我們還應考慮如下因素:

高緯度海區結、融冰量的大小(有結冰現象發生的海區,鹽度偏高;有融冰現象發生的海區,鹽度偏低);

海區的封閉度(海區封閉度越強,鹽度會趨于更高或更低);

與附近海區海水的交換量等也能影響到海水的鹽度高低。

各個因素具有時空不同的變化,因此海水的鹽度高低也具有時空的差異。

從低緯度到高緯度,海水鹽度的高低,主要取決于蒸發量和降水量之差。蒸發量使海水濃縮,降水使海水稀釋。有河流注入的海區,海水鹽度一般比較低。


分布規律

1. 海洋表層海水水平鹽度:由南北半球的副熱帶海區向各自南北兩側的高緯、低緯遞減。海洋表層海水平均鹽度按緯度分布規律如上圖所示。

南半球鹽度分布的地帶性較北半球明顯。

中低緯度的大洋西岸鹽度較大洋東岸高。

在海洋,赤道一帶降雨量大,鹽度較低。

在高緯度地區,溶解的冰降低了鹽度。

鹽度最高的地區是蒸發量高而降雨相對較低的中緯地區。

大西洋鹽度略高于太平洋。

2. 海洋表層海水垂直鹽度:大致在熱帶和中高緯地區,表面鹽度低,向下增大。副熱帶地區表面鹽度大,向下先是迅速減小,然后又逐漸增大。

影響鹽度垂直分布的主要因素有:蒸發與降水、結冰與融冰、河水的流入、海水的渦動對流等。

典型海區的鹽度分布及原因


就全世界而言,副熱帶海區的鹽度高于熱帶海區,這是因為雖然熱帶海區的溫度高于副熱帶海區,但熱帶是全球的多雨帶,而副熱帶是全球的少雨帶,綜合降水量和蒸發量兩個因素來考慮,副熱帶海區的鹽度高于熱帶海區。

從高緯地區來分析,北半球高緯度海區的鹽度低于南半球高緯度海區,這兩個地區氣候條件大致相同,起主要作用的是淡水匯入,在北半球高緯度地區有數條大河匯入北冰洋,而南半球這個緯度恰恰沒有河流。

紅海是世界上鹽度最高的海區,這是由于紅海位于副熱帶,降水少,蒸發又很強烈,紅海的兩岸都是大面積的沙漠,幾乎無陸地淡水的注入。海域封閉,與外界海水交換量少,所以紅海的鹽度高達4.1%。

波羅的海是世界上鹽度最低的海區,這是由于波羅的海兩岸有眾多的河流淡水匯入,同時地處亞寒帶地區蒸發量很小,海域較封閉,與外界海水交換量少,所以鹽度不超過1%。

河流入海口區的鹽度低于周圍的海區。例如亞馬孫河口,從三角洲向外大約160千米內的海水都是淡水。對于流量季節變化比較大的河流,入海口處的鹽度會隨季節發生變化,一般來講河流汛期鹽度較低,河流枯水期鹽度較高。

不同海區鹽度的比較方法

對于幾個海區的鹽度比較,一般先考慮緯度的差異,不同緯度海區的降水量和蒸發量不同,鹽度也不同。

如果是同一緯度地區,則首先考慮寒暖流的影響:受寒流影響的海域,海水蒸發減弱,鹽度較低;受暖流影響的海域,蒸發量增大,鹽度較高。

其次考慮近海岸地區河流注入水量的大小:河流水注入量較大的海域,受河水稀釋作用強,鹽度降低幅度大,鹽度較低;河水注入量較小的海域,受河水稀釋作用弱,鹽度降低幅度小,鹽度較高。

另外,高緯度海區結冰量大或融冰量小的海域鹽度高,而結冰量小或融冰量大的海域鹽度低。

水結冰和淡水結冰的條件不一樣。住在海邊的人都有這樣的體會,每當初冬冷空氣來臨時,陸地淺水池塘很快凍結成一層薄冰;深冬時節,江河封凍,而海面卻照樣波濤洶涌,海浪起伏。只有在寒潮頻頻爆發,空氣較長時間處于低溫的情況下,海水才會出現結冰現象。


海水結冰需要三個條件:

①氣溫比水溫低,水中的熱量大量散失;

②相對于水開始結冰時的溫度(冰點),已有少量的過冷卻現象;

③水中有懸浮微粒、雪花等雜質凝結核。

淡水在4℃左右密度最大,水溫降到0℃以下即可結冰。海水中含有較多的鹽分,由于鹽度比較高,結冰時所需的溫度比淡水低,密度最大時的水溫也低于4℃。隨著鹽度的增加,海水的冰點和密度最大時的溫度也逐漸降低。


海冰初生時,呈針狀或薄片狀冰晶;繼而形成糊狀或海綿狀;進一步凍結后,成為漂浮于海面的冰皮或冰餅,也叫蓮葉冰;海面布滿這種冰后,便向厚度方向延伸,形成覆蓋海面的灰冰和白冰。


海冰是淡水冰晶、“鹵水”和含有鹽分的氣泡混合體。按發展階段,可分為初生冰、尼羅冰、餅冰、初期冰、一年冰和老年冰6大類;按運動狀態可分為固定冰和流冰兩大類。固定冰與海岸、海底或島嶼凍結在一起,能隨海面升降,從海面向外可延伸數米或數百千米。流冰漂浮在海面,隨著海面風向和海流向各處移動。

海水含鹽度很高,大約在34.5‰左右,這種鹽度下的海水的冰點大約在-2℃。即使達到-2℃,由于表面海水的密度和下層海水的密度不一,造成海水對流強烈,也大大妨礙了海冰的形成。此外,海洋受洋流、波浪、風暴和潮汐的影響很大,在溫度不太低的情況下,冰晶很難形成。


海洋難以封凍對我們人類很有好處,海洋冬天不結冰使世界的氣候比較濕潤,易于生物的發展。再者海洋不結冰可以使我們的船只在冬天可以繼續航行。

現在常年存在海冰的地方是南極和北極。在北極,即使在夏天海冰的面積也有大洋洲那么大。


海水鹽度的一般分布規律是:由南北半球副熱帶海區分別向兩側的高緯度和低緯度遞減。從這一規律可以看出,海水鹽度大小并非從赤道向兩極遞減,即海水的鹽度分布規律并不是與海水溫度的緯度分布規律相吻合,因為影響海水鹽度的因素除氣候因素外,還受洋流、陸地徑流、結冰與融冰、海域的封閉與否等因素影響。

一、氣候因素

影響海水的氣候因素主要考慮“降水量與蒸發量的對比關系”。因為降水使海水稀釋,而蒸發使海水濃縮,因此在外海和大洋,影響鹽度的最主要的因素是降水量與蒸發量。

例1. 讀全球降水、蒸發、海水鹽度變化曲線圖,A、B、C、D分別表示四個海區,回答下列問題。


(1)簡析D海區鹽度低的原因。

(2)簡析A海區鹽度比B海區鹽度低的原因。

【解析】

此題的難點在于能否準確抓住影響鹽度的主導因素,能否全面分析影響鹽度的主要因素。因此,在思考時應該應用鹽度影響因素的思維方法來進行分析:應考慮影響鹽度的因素有哪些?哪一個是主導因素?除了主導因素外還有哪些主要因素?讀圖1可知,第(1)小題D海區之所以鹽度低,是因為D海區分布于中高緯度,氣溫低,蒸發量小,且降水量大于蒸發量。第(2)小題,由于A海區位于赤道附近,氣溫高,蒸發量大,但其降水量高于蒸發量,因此其鹽度并非最高,而B海區位于副熱帶海區,盛行下沉氣流,降水少,氣溫高,蒸發量大,蒸發量遠遠大于降水量,因而鹽度高。

【答案】

(1)D海區位于北半球中高緯度海區,由于氣溫低,蒸發量小,降水量大于蒸發量。

(2)A海區位于赤道附近,氣溫高,蒸發量大,但其降水量高于蒸發量,因此其鹽度并非最高,而B海區位于副熱帶海區,盛行下沉氣流,降水少,氣溫高,蒸發量大,蒸發量遠遠大于降水量,因而鹽度高。


二、洋流

同一緯度暖流經過的海區鹽度偏高,寒流經過的海區鹽度偏低。

例2. 讀圖,鹽度由高到低排列正確的是


A. ②①④③

B. ①②③④

C. ①②④③

D. ③④②①

本題主要考查了海水的鹽度。

此題可從海洋表面鹽度分布規律入手分析:海洋表面鹽度從南北半球的副熱帶海區分別向兩側的低緯度和高緯度遞減。從圖中可以看出,①和②位于副熱帶海區,③和④位于中高緯度,①和②的鹽度應高于③和④,①位于大陸西岸,②位于大陸東岸。在北半球以副熱帶為中心的大洋環流中,大陸東岸是暖流,西岸是寒流,暖流經過的海區鹽度偏高,寒流經過的海區鹽度偏低,所以②鹽度大于①鹽度;在中高緯度大洋環流中,大陸西岸是暖流,東岸是寒流,④地受暖流影響鹽度高,③受寒流影響鹽度低,④鹽度大于③鹽度。綜上可知,鹽度由大到小依次是②①④③,故選A。

答案:A


三、入海徑流

大量來自陸地的淡水匯入,對海水起稀釋作用。因此,有無陸地河流淡水匯入也是影響鹽度的因素之一。由于許多河流的補給主要是雨水,因此雨水的季節變化會造成河流徑流的季節變化,而徑流的季節變化也會造成海水鹽度的季節變化。


例3. 讀某海域等鹽度線圖,影響該海域沿海地區鹽度季節變化的主要因素是

A. 海區封閉程度

B. 蒸發量

C. 河流徑流量的變化

D. 洋流


解析:沿海地區鹽度的變化主要與入海徑流有關,夏季河流水量豐富,入海水量大,鹽度較小;冬季河流水量少,入海水量小,鹽度較大。所以,影響該海域沿海地區鹽度季節變化的主要因素是河流徑流量的變化,C項正確。

答案:C

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