表层海水的密度可以直接测量，但海面以下深层的海水密度至今尚无法直接测量。然而海水密度在大尺度海洋空间的微小变化，其影响却是异乎寻常的。因此，长期以来，海洋工作者对其进行了大量的研究，以便通过海水的温度、盐度和压力间接而又力求精确地来计算海水的现场密度。

海水状态方程是海水状态参数温度、盐度、压力与密度或比容之间相互关系的数学表达式(因此有人称之为p-V-t关系)。依此，可根据现场实测的温度、盐度及压力来计算海水的现场密度。

海水状态方程已提出的形式为数不少，在此不一一列举，而只给出1980年国际海水状态方程(EOS80)，JPOTS推荐从1982年1月1日启用。

(一)“一个大气压国际海水状态方程”

在“一个标准大气压”(海压为0)下，海水密度ρ(S，t，0)与实用盐度S和温度t(℃)的关系式为

ρ(S，t，0)=ρw+AS+BS3/2+CS2 (3-23)

式中 A=8.24493×10-1-4.0899×10-3t+7.6438×10-5t2

-8.2467×10-7t3+5.3875×10-9t4

B=-5.72466×10-3+1.0227×10-4t-1.6546×10-6t2

C=4.8314×10-4

而

ρw=999.842594+6.793952×10-2t-9.095290×10-3t2

+1.001685×10-4t3-1.120083×10-6t4

+6.536332×10-9t5

式3—23的适用范围是：温度-2～40℃，实用盐度0～42。

(二)高压国际海水状态方程

高压下海水密度ρ(S，t，p)与实用盐度S，温度t(℃)和海压p(Pa)的关系式为

式中ρ(S，t，0)如式(3－23)所示；K(S，t，p)为割线体积模量，由下式给出：

K(S，t，p)=K(S，t，0)+A·(np)+B·(np)2

其中 K(S，t，0)=Kw+(54.6746-0.603459t+1.09987×10-2t2

-6.1670×10-5t3)S+(7.944×10-2+1.6483×

10-2t-5.3009×10-4t2)S3/2

A=Aw+(2.2838×10-3-1.0981×10-5t-1.6078×10-6t2)S

+1.91075×10-4S3/2

B=Bw+(-9.9348×10-7+2.0816×10-8t+9.1697×10-10t2)S

割线体积模量中的纯水项由下式给出：

Kw=19652.21+148.4206t-2.327105t2

+1.360477×10-2t3-5.155288×10-5t4

Aw=3.239908+1.43713×10-3t+1.16092

×10-4t2-5.77905×10-7t3

Bw=8.50935×10-5-6.12293×10-6t

+5.2787×10-8t2

该方程的适应范围是：温度-2～40℃，实用盐度0～42，海压0～108Pa，压力匹配因数n=10-5

式(3—24)也可写成比容的计算形式

高压状态方程的一个优点是，比原有的其它形式的状态方程更为精确，用于计算海水的体积热膨胀系数或压缩系数等，精度也很高。另一优点是，方程的结构简明，能清楚地给出海水体积模量的“纯水项”，“标准大气压项”和“高压项”，这给理论研究和实验、计算带来很大的方便。将来若调整上述任一项时，不会对其它项产生影响。

在式(3—24)或(3—25)中的温度皆采用1968年国际实用温标(IPTS-68)，1990年国际温标(ITS—90)与其有如下关系

t90=0.99976t68

或 t68=1.00O24t90

t68与t90除在0℃之外，是有差别的。如以上所提到的纯水的冰点为0℃，严格说应是0.010℃(IPTS-68或ITS-90)，沸点为100℃(IPTS-68)，但用ITS-90时则为99.974℃；相应地，其最大密度时的温度变为(3.984±0.005)℃(t90)。

鉴于ITS—90温标的公布，国际海水状态方程中的温度，应相应地由t68换为t90。

(三)海水状态方程的应用

除可直接用于计算海水的密度外，尚可利用它计算海水的热膨胀系数、压缩系数、声速、绝热梯度、位温、比容偏差以及比热容随压力的变化等，在此不详细介绍。有兴趣的读者可参考有关文献。