海水的主要热学和力学性质(4)

3.1.4海水的密度和海水状态方程

一、海水密度的定义及其表示法

单位体积海水的质量定义为海水的密度，用符号“ρ”表示，单位是千克每立方米，记为kg·m-3。它的倒数称为海水的比容，即单位质量海水的体积，单位是立方米每千克，记为m3·kg-1，其关系为

由于海水密度是盐度、温度和压力的函数，因此，海洋学中常用ρ(S，t，p)的形式书写。它表示盐度为S，温度为t，压力为p条件下的海水密度。同样，比容的书写形式相应为α(S，t，p)。

海水密度一般有6～7位有效数字，且其前两位数字通常是相同的。为便于书写起见，历史上在密度单位为克每立方厘米的情况下，曾采用Knudsen参量σ与υ分别表示海水的密度与比容。即

σ=(ρ-1)×103 (3-15)

υ=(α-0.9)×103 (3-16)

例如，当ρ=1.02768时，对应比容α=0.97307，则

σ=(1.02768-1)×103=27.68

υ=(0.97307-0.9)×103=73.07

在海面(p=0)海水密度仅为盐度和温度的函数，此时记为

σt=[ρ(S，t，0)-1]×103 (3-17)

称为“条件密度”。当温度为0℃时，记为

σ0=[ρ(S，0，0)-1]×103 (3-18)

它仅是盐度的函数。

依海洋学国际单位制(SI)，已不再推荐使用参量σ、σt，而σt属极力劝阻使用的符号。

二、密度超量

由于密度单位采用千克每立方米，所以提出另一参量，称为密度超量(γ)，其定义为

γ=ρ-1000kg·m-3 (3－19)

它与密度具有同样的单位。它与σ之间的量值相等，因此，也保持了海洋资料使用的连续性。

三、比容偏差(异常，距常)和热比容偏差

海洋学中经常用到的不是现场比容α(S，t，p)，而常使用

δ=α(S，t，p)-α(35，0，p) (3-20)

的差值。δ称为比容偏差，也可将其记为δ(S，t，p)。式中α(35，0，p)是海水盐度为35，温度0℃，海压为p时的比容。

海洋学中还常使用热比容偏差，有人也称为热盐比容偏差，用符号△或△(S，t)表示

△(S，t)=α(S，t，0)-α(3，0，0)

(3—21)

它表示在海面上(海压为0)的比容与盐度为35，温度为0℃时的比容偏差。

因为在浅海或1000m以浅的海洋上层，海水的密度或比容主要取决于海水的温度和盐度的变化，因此常用△(S，t)作为描述海洋上层密度特征的一种参数。已知α(35，0，0)=0.97266204×10-3m3.kg-1，由式(3－19)与(3－21)可得