1、第二节 海水的性质和运动 课时1 海水的性质 问题探究： 2016 年，我国“雪龙”号科学考察船进 行了第七次北极科学考察。科学考察船航行 至北极附近，考察队员们投放温盐仪，观测 海水的温度、盐度。 1. 你了解海水的温度、盐度吗？“ 雪龙”号科学考察船为什么要观测 海水的温度、盐度？ 海水的温度和盐度是海水的基 本性质，温度、盐度在一定程度上 还决定了海水的密度。了解海水的 温度和密度，对我们认识海洋、利 用海洋能起到非常积极的作用，例 如，掌握更多的海水温度和盐度数 据，能够为海上航行提供更安全的 保障。 问题探究： 2016 年，我国“雪龙”号科学考察船进行 了第七次北极科学考察。科学考
2、察船航行至北 极附近，考察队员们投放温盐仪，观测海水的 温度、盐度。 2. 美国电影后天讲述的是全球 气候变化导致海水温度和盐度异常 ，对人类社会造成毁灭性灾害的故 事。你认为这种状况有可能发生吗 ？ 在电影后天中，由于全球气候变暖 ，北极冰层融化后流入大西洋，导致海 水盐分稀释，冲过了临界值，使得“温 盐环流”停止流动，于是海洋温度急剧 下降，导致灾难性天气的出现。虽然影 片中使用了夸张的艺术手法，但是，全 球气候变暖给地球带来的隐患却是客观 存在的，海洋在全球气候变化中能够起 到重要作用，故而对海水温度、盐度的 观测不可或缺。 海水的基本性质主要包括海水的温 度、盐度和密度，许多海洋现象都
3、与 这些性质有关。 海水的温度海水的盐度海水的密度 海洋水的温度是海 洋热能的一种表现 形式。 海水的密度比纯水大，约 为1.0221.028g/cm3它 随温度、盐度和气压而变 化。 海水盐度指海水中全部溶 解物质与海水重量之比， 通常以每千克海水中所含 的溶解物质的克数来表 示。 海水的温度 海水温度反映海水的冷热程度。太阳辐射是海水最主要的热 源。受太阳辐射的影响，海洋表层水温的高低，随时间和空 间而变化。此外，寒暖流经过的海区，水温也受影响。一般 来说，同一海区的水温，夏季高些，冬季低些。不同海区的 水温，低纬度高些，高纬度低些；暖流水温高于所流经海区 的水温，寒流水温低于所流经海区的
4、水温。 问题探究： 读图 4-11，完成相关任务。 1. 8 月份世界海洋表层水温的分布有何 特点？形成这些特点的主要原因是什么 ？ 特点：海洋表层水温自赤道向两极逐渐 降低。中低纬海区大洋西岸水温高于大 洋东岸，中高纬海区大洋西岸水温低于 大洋东岸。主要原因：这是因为纬度越 低，太阳高度越大，单位面积的表层海 水获取的太阳辐射越多，水温越高。此 外，中低纬度的大洋西岸有暖流经过， 水温较高，大洋东岸有寒流经过，水温 较低；中高纬度大洋西岸有寒流经过， 水温较低，大洋东岸有暖流经过，水温 较高。 问题探究： 读图 4-11，完成相关任务。 2. 太平洋、印度洋、大西洋表层年平均水温 为 17.
5、4 。其中，太平洋最高，为19.1 ；印度洋居中，为 17.0 ；大西洋最低， 为 16.9 。比较三大洋热带和副热带海域 面积、海洋开敞程度等，讨论导致三大洋表 层年平均水温差异的主要原因。 太平洋表层水温最高。因为它的热带和副 热带的面积宽广，北部地形封闭，仅有狭 窄的白令海峡与北冰洋相接，北冰洋冷水 对太平洋表层水温影响较小。印度洋热带 和副热带(南北纬30附近)水域较为狭窄， 广大水域在南半球。以整个大洋来看，太 平洋海面年平均温度要高于印度洋。大西 洋北端地形开敞，受北冰洋水域的冷水和 浮冰影响明显，因而其表层水温低于太平 洋和印度洋。 海水热导率 海水热导率低，导致水温自表层 向深
6、层大体上呈不均匀递减的趋势。 在表层区，水温基本上趋向于均匀分 布；在温跃层（水温在垂向上存在显 著差异的水层），水温随深度的增加 而显著降低；在深水区，水温受外界 的影响较小，变化缓慢，温度偏低。 问题探究： 4-12 中甲、乙、丙三个观测站各自的 纬度位置不同，表层水温在 17 至27 之间不等。读图，完成相关任务。 1. 按纬度位置由高到低的顺序，对 甲、乙、丙三个观测站排序，并说明 理由。 纬度位置由高到低的顺序依次为丙、 乙、甲。理由：由图可知，三个观测 站所处海域的表层水温从低到高依次 为丙、乙、甲，结合所学知识可知， 海水表层水温由低纬向高纬逐渐降低 ，即可得出三观测站所处纬度位
7、置由 高到低的顺序依次为丙、乙、甲。 问题探究： 4-12 中甲、乙、丙三个观测站各自的纬 度位置不同，表层水温在 17 至27 之 间不等。读图，完成相关任务。 2. 据图描述海水温度的垂向变化特 点。 表层海水温度随深度的增加而显著 递减，1000米以内变化较明显， 10002000米变化较小，2000米 以下保持低温状态。 问题探究： 4-12 中甲、乙、丙三个观测站各自的纬 度位置不同，表层水温在 17 至27 之间 不等。读图，完成相关任务。 3. 三个观测站的表层水温差别较大， 但是深度 1 000 米以上的深层海水 ，水温随深度的变化不大，经常保持 着低温状态。想一想，这是为什么
8、？ 三个观测站的表层水温差别较大， 是因为纬度不同得到的太阳辐射不 同。但海水热导率低，水温随深度 增加而显著递减，1 000米以下的海 水受表层海水的影响越来越小。 海水温度的影响 海水温度的变化与我们的生活息息相关。海 水能够调节大气温度。夏季海水增温慢于大气， 会使沿海地区升温变缓；冬季海水降温慢于大气 ，会使沿海地区降温变缓。海水温度的变化也可 能带来负面影响。据统计，以往 100 年间，由 于表层水温上升，大西洋飓风发生的频率显著上 升；19992004 年，全球范围内海水温度明显 升高，致使浮游生物数量显著下降，直接影响到 鱼类、海鸟、海兽的食物供应，甚至威胁到它们 的生存。 海水
9、温差能发电 海水温差能又称海洋热能。海水垂向温差 高达 20甚至更多，蕴藏着丰富的热能资源。 海水温差能发电是指将海水温差能转换成电能 的水力发电方式。1870 年，法国作家儒勒凡 尔纳在其小说海底两万里中，就提出了利 用海水温差能发电的设想。1926 年，海水温差 能发电试验获得成功。如今，耐压、绝热、防 腐等技术难题正被逐步攻克，美国、日本、中 国皆已掌握海水温差能发电技术。 海水的盐度 海水盐度是指溶解于海水中的盐 类物质与海水质量的比值，用单位质 量海水中所含盐类物质的质量来量 度。世界海洋的平均盐度约为 35 。海水的味道之所以既咸又苦，是因 为氯化钠（味咸）和氯化镁（味苦） 是海水
10、中主要的溶解盐类。 游子吟 (虾球传电影主题曲) - 成方圆 词：凯传 曲：马丁 都说那海水又苦又咸， 谁知那流浪的悲痛辛酸 遍体的伤痕，满腔的仇冤， 呵游子的脚印啊血泪斑斑 啊流浪流浪，流浪流浪， 游子的脚印啊血泪斑斑 历尽了人间的风暴雨寒， 踏遍了世上的沟沟坎坎 人情的冷暖，世道的艰难， 呵游子的心中啊盼望春天 啊流浪流浪，流浪流浪， 游子的心中啊 盼望春天 啊流浪流浪，流浪流浪， 游子的心中啊 盼望春天 世界海洋表层盐度分布 海水的主要成分 海水是一种混合水溶液，主要由水、无机盐、有机物和悬浮物组成。海水 中溶解有各种盐类物质，一般认为，海水中的盐类物质主要来源于地壳岩石风 化产物及火山
11、喷出物。此外，全球河流每年向海洋输送大量溶解盐，这也是海 水盐类物质的来源之一。目前，海水中可以测到的元素有 80 多种，阳离子主 要有 Na+， K+， Ca2+，Mg2+， Sr2+ 五种，阴离子主要有 Cl-， SO4 2-， Br- ，HCO3 -（CO3 2-），F- 五种，还有以分子形式存在的硼酸，它们共占海水盐 类物质的 99.9%。 海洋表层盐度、温度随纬度的分布 为什么同是纬度 50 60的海区，南 北半球表层的盐度不一致？ 影响盐度高低的因素除降水和蒸发的 关系外，还有陆地淡水的注入以及洋 流的影响等，同在50度到60度纬度的 海区，南北半球降水与蒸发的关系较 为接近，但南
12、北半球大陆分布差异很 大，北半球这一纬度陆地面积广大， 有大量淡水注入海洋，从而影响这一 海区的盐度偏低，而南半球这一纬度 基本为海洋，因而盐度值高于北半球 相应海区。 问题探究： 1. 读图图 4-14，完成相关任务。 （1）说出世界海洋表层盐度随纬度 变化的特点，并分析其成因。 世界海洋表层盐度自南北半球的副 热带海区向两侧的高纬度、低纬度 海区递减。副热带海区地处副热带 高压带，蒸发量大于降水量，因此 盐度较高；赤道附近海区地处赤道 低压带，降水量大于蒸发量，因此 盐度较低；自副热带向高纬度海区 ，温度逐渐降低，蒸发量逐渐减少 ，海水表层盐度也逐渐降低。 问题探究： 1. 读图图 4-1
13、4，完成相关任务。 （2）红海是世界上盐度最高的海区，盐度超 过 40；波罗的海是世界上盐度最低的海 区，盐度低于 10。试从纬度位置、气候 特点、淡水汇入情况、海区形状等角度，分 析两者盐度差异显著的原因。 红海较波罗的海盐度高。一是红海 纬度较低，气温较高，蒸发强烈； 波罗的海纬度较高，气温较低，海 水的蒸发量较小。二是红海位于热 带沙漠气候区，降水稀少；而波罗 的海位于温带海洋性气候区，降水 较多。三是红海周围河流较少，汇 入淡水少；波罗的海周围河流众多 ，汇入淡水较多。四是从海区形状 看，红海海域狭长，更加封闭，只 有南部的狭窄海峡与外海相连，与 外界低盐度海水交换少；波罗的海 海域较
14、封闭，与外界高盐度海水交 换少。 问题探究： 2. 径流量大的河流，淡水可扩展到河 口外很远的海域。例如，长江在洪水期小 潮时，淡水向东北扩散，一直影响到朝鲜 半岛以南的济州岛，向南进入杭州湾海 域。读图 4-15、图4-16，描述夏季长江 口海域盐度等值线的分布特点，并分析其 成因。 等盐度线从河口地区向外呈舌状凸 出，数值从近岸向外海递增。原因 ：夏季长江径流量大，离河口越近 ，淡水汇入量越大，河水与海水交 换多，盐度越低；而离河口越远， 长江的淡水对海水的影响就越小， 盐度越高。 海水盐度随深度的变化 海水盐度在垂向上存在着分层：浅表层盐度比较均匀；随着深度增加，盐 度会发生显著变化（这
15、一水层称为盐跃层）；到一定深度，盐度又近似均匀分 布。在中低纬度海区，表层盐度较高，随深度的增加，盐度降低；在高纬度海 区，表层盐度较低，随深度的增加，盐度升高。 海盐 海水是盐的“故乡”。海水中所含的盐类物 质数量巨大，如果把世界上海水中的盐都分离出 来，平铺在陆地上，可使全世界陆地平均高度增 加 153 米。利用海水晒盐，是人类利用海洋资源 的重要方式。海盐主要是海水经自然蒸发而晒制 出来的。我国东部沿海的一些地方，海滩宽广， 风力强劲，晴天多，日照充足，蒸发旺盛，适合 晒盐。我国海盐产量长期居于世界首位。 问题探究： 阅读下列材料，完成相关任务。 以前，主要通过测定出海船只带回的海水 样
16、本，来了解某个海域的盐度。后来，在海 洋调查中逐步使用了浮标技术。19982015 年，科学家建立了 Argo 全球海洋观测网。 Argo 由 3 000 多个受卫星跟踪的自动探测浮 标组成，其中我国有 170 多个。该观测网能 够广泛收集世界海洋温度和盐度的信息，观 测范围自海面到水深 2 000 米。2011 年发射 的“水瓶座”卫星，对世界海洋盐度每周扫 描一次，并分析大洋环流等信息。“水瓶座 ”卫星两个月所获得的观测数据，相当于调 查船和浮标 125 年所能获得的信息量。 1. 读图 4-12、图 4-17 思考，Argo 全 球海洋观测网将观测范围设定为自海面 到水深 2 000 米
17、，其主要原因是什么 ？ 海水温度和盐度从海平面到2 000米 以内变化较为明显，2 000米以下则 保持较为稳定的状态。 问题探究： 阅读下列材料，完成相关任务。 以前，主要通过测定出海船只带回的海水 样本，来了解某个海域的盐度。后来，在海 洋调查中逐步使用了浮标技术。19982015 年，科学家建立了 Argo 全球海洋观测网。 Argo 由 3 000 多个受卫星跟踪的自动探测浮 标组成，其中我国有 170 多个。该观测网能 够广泛收集世界海洋温度和盐度的信息，观 测范围自海面到水深 2 000 米。2011 年发射 的“水瓶座”卫星，对世界海洋盐度每周扫 描一次，并分析大洋环流等信息。“
18、水瓶座 ”卫星两个月所获得的观测数据，相当于调 查船和浮标 125 年所能获得的信息量。 2. 与传统方式相比，应用卫星遥感 技术观测海水盐度有哪些优势？ 提示：遥感技术观测的范围大、精 度高；获取和更新大量数据时，速 度快、周期短，受自然条件的影响 较小。 海水密度水平分布规律 海水密度是指单位体积海水的质量。海水密度的变化比较复杂，与温度、 盐度和压力都有关系。在大洋表层，海水密度主要取决于温度和盐度的变化。 （1）大西洋赤道附近温度偏高，盐度稍低，表层密度小，由此向两极逐渐 增大。 （2）在副热带海区，虽然盐度偏大，但因温度下降幅度不大，尽管密度增 大，却没有出现极值。随着纬度增高，虽然
19、盐度剧降，但因温度降低引起的增 密效应，比盐度降低引起的减密效应要大，所以密度继续增大。 （3）最大密度出现在寒冷的极地海区。 （4）在河流入海口，由于盐度低，因而密度较小，但河水携带的泥沙可使 密度变大。 大西洋表层海水密度、温度和盐度随纬度的分布 海水密度在垂向分布规律 海水在垂向上存在着明显的密度跃层， 不同纬度海水密度垂向差异很大。在低纬度 海区，由于表层海水温度高，海水密度相对 较低。从海面到一定深度，受海水运动的影 响，海水混合良好，因此海水温度和密度的 变化不大。随着深度的增加，海水密度迅速 增大。但到一定深度之下，海水密度基本不 变。在高纬度海区，海水密度在垂向上的变 化很小。
20、 问题探究： 1. 表层海水的密度可以直接进行测量，是否也可以将深层海水直接提升 到海面来测量其密度？为什么？ 不可以。海水密度的变化与温度、盐度和压力都有关系。深层海水直接提升 到海面后，其温度、压力等都会发生变化，因此深层海水的密度也会随之变 化，导致测量不准确。 问题探究： 2. 读图 4-19、图 4-20，说出海洋表 层海水密度随纬度变化的特点，以及不同 纬度海水密度随深度变化的特点，并简要 分析成因。 海洋表层海水由赤道向两极，密度逐渐变 大，两极海域密度最大。不同纬度海水密 度随深度变化的特点：低纬度海区从海面 至海平面下1 500米，海水密度迅速增大。 从海平面下1 500米至
21、2 000米左右，海水 密度缓慢增大。2 000米以下海水密度基本 不变。高纬度海区海水密度在垂向上的变 化很小。成因：海水密度的变化主要取决 于海水温度的变化。低纬度从赤道到副热 带海区，表层水温较高，密度较小。但因 海水热导率低，随着深度的增加，水温迅 速降低，海水密度也迅速增加。但到2 000 米以下，海水温度基本保持稳定，密度也 基本不变。高纬度海区，表层海水温度较 低，且随深度增加水温下降较小，所以海 水密度在垂向上的变化也很小。 课后练习课后练习课后练习课后练习 1.影响海洋表层水温高低的因素是() A.太阳辐射 B.地面辐射 C.海洋深度 D.人类活动 A 海洋表层海水热量的主要来源是太阳辐射。 2.下列关于海水温度的叙述,正确的是() A.海水温度随深度的增加而升高 B.在温跃层,水温随深度的增加而显著升高 C.表层海水的温度一定高于深层海水的温度 D.同一海区的水温,夏季普遍高于冬季 课后练习课后练习课后练习课后练习 D 海水温度随深度的增加而降低,A项错误;在温跃层,水温随深度的增加而显著 降低,B项错误;表层海水的温度一般高于深层海水的温度,但这不是绝对的, 在寒冷的冬季,高纬度地区表层海水温度很低,并出现结冰现象,此时,表层海 水的温度低于深层海水的温度,C项错误;同一海区的水温,夏季普遍高于冬 季,D项正确。