泰坦尼克 号的三具 螺旋桨推 进器，它 是当时人 类建造的 最大、最 快的船之 一。
§2— 3
海水的声学特性
海水中传声的研究
1826年，瑞士和法国的科学家在日內瓦湖测量声音 在水中传播的速度，开始了现代水中声学的研究。 1911年，有人用炸药筒进行了最早的水下的回声测 探实验。 1912年，美国科学家设计并制造了第一台在水下发 信和回声的测探设备。 第一次世界大战时，由于潜水艇在水下作战的需要 而研发出声纳(sonar: sound navigation and ranging)装置，进而发展了声波在海洋中传播的理 论。
海洋声学
由于光线在海水中的种种限制，声纳技术是勘探海 底唯一有效的手段。声纳的作用距离与海洋的特性 有密切关系。
海洋水文（下午效应）、波浪、海流。 海底地质地貌、海洋环境噪声 浮游生物
1950年代以后，逐渐形成了新的学科分支─海洋声 学。 这门科学专门研究：
声波在海洋中传播的规律 利用声波探测海洋的方法
C ( s,15, 0) K15 1 CKCl (32.4357,15, 0)
当 K15=1， S=35
当 K15≠l时，
S a0 a K a2 K15 a K a K a K
1/2 1 15 3/2 3 15 2 4 15
5/2 5 15
其中a0=0.0080；a1=-0.1692；a2=25.3851； a3=14.0941；a4=-7.0261；a5=2.7081
CO2浓度随深度增加，一个原因是藻类光合作用
消耗CO2而在呼吸中放出CO2，另一个原因是CO2 的溶解度随压力增加而增加。
海水中的CO2量足以满足海洋生物光合作用的需
要，因此海洋成为生命的摇篮。
海水的二氧化碳系统维持海水有恒定碱度。存
在下列平衡： CO2（g）+H2O=H2CO3= H++HCO3-=2H++CO32- ； Ca2+ +CO32-= CaCO3(s)
基本平衡
海水蒸发所消耗的热量
变化规律：随时间和空间变化 同一海区：夏季高于冬季
A
E
C
D
B
北半球海洋热量收支随纬度的变化
其他因素
水温受洋流影响
较高纬 100c 150c 200c 较低纬
较高纬
100c 150c 200c
Байду номын сангаас
较低纬
暖流
增温
寒流
降温

水温随深度的变化
1.根据读图探究2中得出的规律，此图中三个地点按照纬度 （1）（2）（3） 由低到高的排序是____________ 2.观察三幅图，你可以得出什么规律？试分析有这种规律 的原因？
式中：a0 0.0080, a1 0.1692, ,
b0 0.0005, b1 0.0056, b2 0.0066, b3 0.0375, b4 0.0636, b5 0.0144, K 0.0162
Rt的计算，可利用CTD测量的电导率C（S，t，p），换算得出
2 3 4
( A1 A2 p A3 p2 ) p Rp 1 1 B1t B2t 2 ( B3 B4t ) R
rt c0 c1t c2t c3t c4t
其中，R为现场测得电导率与标准海水电导率的比值，Rp为现场测定电导 率与相同样品在相同温度下和p=0时的电导率的比值；γ t为盐度为35的标 准海水在温度t下与温度为15℃时的电导率的比值。
海水温度 海水盐度 海水压力
声速与温、盐、压关系
1)与温度关系：随温度升高而增大
温度升高1摄氏度声速的变化是原来的0.35%， 设C=1450m/s，则声速将增大5m/s。 2)与盐度关系：随盐度增加而增大 盐度增加1，声速值增加1.14m/s。 3)与压力关系 ：静压力增加，声速值增加 海水深度变化100m，声速增量为1.75m/s。
声波的应用
声波被广泛的应用在海洋探测上，包括：
探测环境、海水水文、以及海中生物； 预报台风和海啸等自然灾害； 水下导航、定位、信号传递和遥控等技术。
声音的传播
声音是一种弹性波，在弹性介质中传播，是纵 波。
声速
在空气中,声音的传送速度：340m/s
在水中，声音的传送速度：1500m/s,是在空气 中的4~5倍。 影响声音在海水中传播特性的因素：
C ( s, t , p ) C (35,15, 0) 所以 C ( s, t , p) C ( s, t , 0) C (35, t , 0) C ( s, t , 0) C (35, t , 0) C (35,15, 0) R p Rt rt R
R Rt Rp rt
S ‰ 0.030 1.8050 Cl
Cl‰，氯度：1kg海水中的溴和碘分别以氯当量
置换，氯离子的总克数 用AgNO3滴定法时，需知AgNO3的浓度，国际上采用 一种氯度值精确为19.347 ‰ 的大洋水作为标准， 称为标准海水。 标准海水的盐度：35.000 ‰
3、实用盐标（PSS78）
若污水中的有机物含量和组成相对稳定，二者 可能有一定的比例关系，可以互相推算。生活 污水的BOD5和COD比值（B/C）大致为0.4~0.8， 该比值越高，表示该水质可生物降解性越好， 越有利于生化法处理。
三、海水中的二氧化碳系统
海水中溶解有大量碳化合物。溶解CO2可以与大
气中的CO2进行交换，这个过程起着调节大气CO2 浓度的作用。
为使海水的盐度值与氯度值脱钩，选用一种精确浓度的氯
化钾溶液作为可再制的电导标准，用海水相对于KCI溶液的 电导比来确定海水的盐度值。
配制一种浓度为32.4356‰的高纯度KCI溶液，它在“一个
标准大气压力”下，温度为15℃时，与氯度为19.374‰ （盐度为35.00‰）的国际标准海水在同压同温条件下的电 导率恰好相同，他们的电导比
利用声波在声道中超远传播，在大洋中三个
不同方位的岛屿安装声发系统，确定爆炸点 位置，营救遇难船只或坠海飞行员。
声速垂直分布实测曲线 1. 深于1500m的8个站声速随深度的分布是一致的； 2. 浅于1500m的水层，各站的变化规律都不相同。
声波在海水中的传播特征
1.声波折射、反射 声波在不同水层处发生折射； 声波遇到海面时发生反射。
2．恒比关系（Marcet原理或Dittwar定律） 无论海水所溶解的盐类的浓度大小如何，其 中常量离子间（ Mg2+、Ca2+、Na+、Cl-、 So42-等）比值总是恒定的。这说明很久以前 海水便已混合的很均匀。
二、海水中的溶解氧
1.生物活动对海水中氧的影响
海洋植物在光合作用中产生氧气，而在呼吸 作用中消耗氧气 6CO2+6H2O=C6H12O6+6O2
1km以上，受太阳辐射随深度的变化，水温随深度增加 而递减，1km以下，水温随深度增加变化不大
归纳小结
1）哪些因素影响海水的温度？ 热量收支；纬度因素；洋流因素
2）海水温度的分布规律？ 随纬度分布规律：
从低纬向高纬递减
同一纬度地区大洋东西两岸： 暖流流经海区高于寒流流经海区
同一海区不同季节：夏季高于冬季
盐度最大的海：红海 (s=42) 盐度最小的海：波罗的海 (s=3)
盐度最大的湖：死海
表面：s=227～275 40米深处：s=281 水的比重是1.17~1.227，而人体的比重只有1.02~1.097
海洋表层盐度随纬度变化的特点
由南北半球的副热带海区分别向两侧递减
分析：
长江入海口向海外延伸，海水 等盐度线分布有什么规律？ 为什么有这种规律？ 时间上如何变化？ 等盐度线线从江口成舌状 或口袋状向外海凸出 长江水量巨大，对海水盐 度起到了强大的稀释作用 夏季径流量大，盐度低于冬季
第二章 海水的组成及特性
§2—1海水的组成
一、海水的成分 二、海水中的溶解氧
三、海水中的二氧化碳系统
海水的成分非常复杂，全球海洋的含盐量 就达５亿吨，还含有大量非常稀有的元素，海 洋是地球上最大的矿产资源库。 目前，全世界每年从海洋中提取淡水20多
亿吨、食盐5000万吨。以NaCl为主要成分的
精确地测定海水的绝对盐量 困难
1、盐度的首次定义（1902）
1kg海水中的碳酸盐全部转化为氧化物，溴和碘全 部以Cl当量置换，其所含全部固体物质总克数。 单位：g / kg 常用‰表示 利用“海水组成恒定性”，若知某一成分含量，可 推算出海水盐度。
2、氯度（1902） AgNO3滴定法测定氯含量，基于水组成恒定性规律， 可得到盐度的计算经验公式：
随着深度的增加，光合作用减弱，呼吸作用增 强。在某一个深度下，溶解氧的生产量恰好等 于消耗量
2.海水中的生化需氧量、化学耗氧量 生化需氧量(BOD)：在有氧条件下水中有机物 由于微生物的作用所消耗氧气的量。
化学耗氧量(COD)：向水体中加入一定量的氧 化剂(如KIO3，KMnO4，K2Cr2O7)，把氧化后消耗 氧化剂的量换算为氧的毫克数。
食盐，至今仍是人类唯一必须的食用盐。
§2—1海水的组成
一.海水的成分
1.主要化学成分（占99.9％以上） ① 5种阳离子(＞1mg/1kg):钠、镁、钙、钾和 锶等 ② 5种阴离子(＞1mg/1kg):氯、硫酸根、碳酸 氢根(包括碳酸根)、溴和氟等 ③ 硼酸分子 ④ 微量元素：至今已分析出80多种微量元素。
海水表层氧含量最大，光合层主要在0~80m 深度 在浮游植物密集的地区，表层海水氧气含量， 最大值出现在下午2～3点，最小值在夜间 2～3点。
初级生产力：通过这种变化量的大小可以估计 生物生产氧的量，从而换算成为单位时间、单