鹽度測量
幾十億年來(lái),來(lái)自陸地的大量化學(xué)物質(zhì)溶解并貯存于海洋中。如果全部海洋都蒸發(fā)干,剩余的鹽將會(huì )覆蓋整個(gè)地球達70m厚。根據測定海水中含量最多的化學(xué)物質(zhì)有11種：即鈉、鎂、鈣、鉀、鍶等五種陽(yáng)離子；氯、硫酸根、碳酸氫根（包括碳酸根）、溴和氟等五種陰離子和硼酸分子。其中排在前三位的是鈉、氯和鎂。為了表示海水中化學(xué)物質(zhì)的多寡通常用海水鹽度來(lái)表示。海水的鹽度是海水含鹽量的定量量度是海水最重要的理化特性之一它與沿岸逕流量、降水及海面蒸發(fā)密切相關(guān)。鹽度的分布變化也是影響和制約其它水文要素分布和變化的重要因素所以海水鹽度的測量是海洋水文觀(guān)測的重要內容。
鹽度的定義和演變
絕對鹽度是指海水中溶解物質(zhì)質(zhì)量與海水質(zhì)量的比值。因絕對鹽度不能直接測量所以隨著(zhù)鹽度的測定方法的變化和改進(jìn)在實(shí)際應用中引入了相應的鹽度定義。
克紐森鹽度公式
在本世紀初克紐森(Knudsen)等人建立了鹽度定義當時(shí)的鹽度定義是指在 1000g海水中當碳酸鹽全部變?yōu)檠趸铩搴偷庖月却嫠械挠袡C物質(zhì)全部氧化之后所含固體物質(zhì)的總數。其測量方法是取一定量的海水加鹽酸和氯水蒸發(fā)至干然后在380℃和480℃的恒溫下干燥48h最后稱(chēng)所剩余固體物質(zhì)的重量。
用上述的稱(chēng)量方法測量海水鹽度操作十分復雜測一個(gè)樣品要花費幾天的時(shí)間不適用于海洋調查因此在實(shí)踐中都是測定海水的氯度根據海水的組成恒定性規律來(lái)間接計算鹽度氯度與鹽度的關(guān)系式(克紐森鹽度公式)如下：
S‰=0.030+1.8050Cl‰
克紐森的鹽度公式使用時(shí)用統一的硝酸銀滴定法和海洋常用表在實(shí)際工作中顯示了極大的優(yōu)越性一直使用了70年之久。但是在長(cháng)期使用中也發(fā)現克紐森的鹽度公式只是一種近似的關(guān)系而且代表性較差；滴定法在船上操作也不方便。于是人們尋求更精確更快速的方法。
我們知道當導體的兩端有電勢差時(shí),導體中就有電流通過(guò),而一段導體中的電流I與其兩端的電勢差()成正比這就是著(zhù)名的歐姆定律即 I= G()式中G為比例系數, 又叫電導。令G=則常數R稱(chēng)為這段導體的電阻它與導體的性質(zhì)和幾何形狀有關(guān)。電阻的單位名稱(chēng)是歐姆(W )。實(shí)驗表明對于粗細均勻的導體當導體的材料與溫度一致時(shí)導體的電阻與它的長(cháng)度L成正比與它的橫截面積S成反比即式中比例系數r 叫做電阻率單位是W ·m它與材料的性質(zhì)有關(guān)不同的材料的電阻率也不同。電阻率的倒數叫做電導率單位為S／m。根據海水的電導率取決于其溫度和鹽度的性質(zhì)通過(guò)測定其電導率和溫度就可以求得海水的鹽度。
1969年電導鹽度定義
在60年代初期英國國立海洋研究所考克思(Cox)等人從各大洋及波羅的海、黑海、地中海和紅海采集了200m層以淺的135個(gè)海水樣品首先應用標準海水準確地測定了水樣的氯度值然后測定具有不同鹽度的水樣與鹽度為35.000‰、溫度為15℃的標準海水、在一個(gè)標準大氣壓下的電導比()，從而得到了鹽度椔榷鵲男碌墓叵凳膠脫味葪相對電導率的關(guān)系式又稱(chēng)為1969年電導鹽度定義：
S‰=1.80655Cl‰
電導測鹽的方法精度高速度快操作簡(jiǎn)便適于海上現場(chǎng)觀(guān)測。但在實(shí)際運用中仍存在著(zhù)一些問(wèn)題：首先，
爐溫曲線(xiàn)測試儀電導鹽度定義的上兩鹽度公式仍然是建立在海水組成恒定性的基礎上的它是近似的。在電導測鹽中校正
鹽度計使用的標準海水標有的氯度值當標準海水發(fā)生某些變化時(shí)氯度值可能保持不變但電導值將會(huì )發(fā)生變化。其次電導鹽度定義中所用的水樣均為表層(200m以淺)不能反映大洋深處由于海水的成份變化而引起電導值變化的情況。最后國際海洋用表中的溫度范圍為10～31℃而當溫度低于10℃時(shí)電導值要用其它的方法校正從而造成了資料的誤差和混亂。
為了克服鹽度標準受海水成分影響的問(wèn)題進(jìn)而建立了1978年的實(shí)用鹽標（PSS78）。
1978年實(shí)用鹽標
實(shí)用鹽標依然是用電導的方法測定海水的鹽度與1969年電導鹽度定義不同之處是它克服了海水鹽度標準受海水成分變化的影響問(wèn)題。在實(shí)用鹽標中采用了高純度的KCl用標準的稱(chēng)量法制備成一定濃度(32.4357‰)的溶液作為鹽度的準確參考標準而與海水樣品的氯度無(wú)關(guān)并且定義鹽度：在一個(gè)標準大氣壓下15℃的環(huán)境溫度中海水樣品與標準KCl溶液的電導比:
(C,表示電導值),則該樣品的實(shí)用鹽度值精確地等于35若則實(shí)用鹽度的表達式為
(1-1)
S為實(shí)用鹽度符號，是無(wú)量綱的量如海水的鹽度值為35‰實(shí)用鹽度記為35式(1-1)中可用代替是在大氣壓力下溫度為15℃時(shí)海水樣品與鹽度為35‰的標準海水的電導比。
式中 當有效。
對于任意溫度下海水樣品的電導比的鹽度表達式為：
(1-2)
式中第二項為溫度修正項系數a與公式(1-1)中的相同,系數分別為：
K=0.0162 (-2℃ ￡ T ￡ 35℃)
