Рассчитать соленость воды. Характеристика океанической водной среды. Солёность. Почему моря соленые

Черное море — внутреннее, его акватория со всех сторон окружена сушей, только узкие проливы ведут в Средиземное море. Вся эта область относится к бассейну Атлантического океана. Соленость Черного моря ниже, чем Средиземного и Красного. Сток крупных рек опресняет акваторию, но его загадкой является образование слоя более тяжелой соленой воды на глубине, накопления растворенного сероводорода. Все это не мешает пляжному и круизному отдыху, судоходству и рыболовству. Ведь поверхностные слои лишены H 2 S и хорошо прогреваются солнцем.

Колыбель древних цивилизаций

Черное море по форме напоминает овал, вытянутый в широтном направлении. Этот бассейн является почти замкнутым, отделенным крупными массивами суши от других частей Мирового океана (МО). На северо-востоке в акваторию глубоко врезается Крымский полуостров, его северо-восточная разделяет Черное и Азовское моря. Расположен бассейн в юго-западной части материка Евразия. По его поверхности с северо-востока на юго-запад проведена граница между двумя частями света — Азией и Европой.

Издавна с акваториями Черного и Средиземного морей связана жизнь миллионов людей, здесь рождались легенды о великанах и чудовищах, совершались величайшие открытия. Достаточно вспомнить, что с проливами и окружающими их полуостровами, островами связаны предания о Сцилле и Харбиде, плавании аргонавтов во главе с Ясоном за золотым руном в Колхиду. Греческие мореплаватели и торговцы еще в древности высоко ценили рыбные богатсва этой акватории, создали на берегах процветающие города-колонии, остатки которых можно осмотреть на полуострове Крым. Трудно сказать, какой была соленость Черного моря в промилле несколько тысяч лет назад. Этот показатель введен сравнительно недавно, когда началось последовательное и целенаправленное изучение гидрологических ообенностей.

Важнейшие географические особенности, влияющие на соленость моря

Узкими проливами Босфор и Дарданеллы черноморский бассейн соединяется последовательно с Мраморным и Эгейским морями, ведущим в Средиземное, которое, в свою очередь, сообщается с Атлантическим океаном через Гибралтарский пролив. Все перечисленные части МО являются судоходными, расположены в восточной части Атлантики. Физико-географические особенности, значительно или умеренно влияющие на соленость Черного моря:

• расположение в северном умеренном и субтропическом климатических поясах;
• большая площадь водосбора, определяющая сток пресных вод рек;
• слабая связь с Атлантическим океаном и Средиземным морем;
• средняя глубина 1240 м, максимальная — 2210 м;
• отсутствие крупных приливных волн и отливов.

Сток рек

Множество европейских рек несут свои воды с запада на восток и с севера на юг. Крупнейшее естественное русло Старого Света — р. Дунай — протекает через 10 стран и приносит огромные пресные массы в Черное море. Другие крупные и средние реки этого бассейна: Днепр, Дон, Кубань, Буг, Риони, Днестр.

Пресная речная вода мало смешивается с более глубокими и плотными слоями, поэтому с поверхности моря испаряется значительная часть пресного стока. Но его объем так велик, что повышает уровень черноморской воды на 5 м относительно средних отметок Атлантического океана. Температура и соленость Черного моря, наоборот, ниже, чем в соседних частях Средиземного моря. Такая особенность привела к рождению течения, направленного к юго-западу, в сторону пролива Босфор.

Минерализация воды

Изучая соленость воды Черного моря и других частей МО, исследователи измеряют не только общее содержание растворенных веществ в различных слоях и частях акватории, но и определяют элементный состав. Кроме молекул Н 2 О, в морской воде имеются газообразные вещества, минеральные и органические соединения в виде ионов, молекул и других частиц. Основные компоненты солей в Черном море: карбонаты, сульфаты, нитраты и хлориды кальция, магния, натрия, калия. Наличие указанных растворенных веществ связано с составом горных пород суши и морского дна. На соленость Черного моря влияют различные соединения, поступающие с поверхностным и подземным стоком, атмосферными осадками. Между веществами происходят химические взаимодействия, что тоже влияет на показатели.

Вода обогащается не только солями из состава растворенных минералов и горных пород, присутствует также органика. Значительная часть поверхности Северного Причерноморья сложена известняками, отсюда большое содержание в воде солей кальция, магния и натрия. Базальтовые породы при растворении повышают количество кремния и железа. Вещества, содержащиеся в воде, повышают ее общую минерализацию. Она заметно изменяется по сезонам, от поверхности к глубинам, с севера на юг, поэтому в справочниках, учебниках и атласах могут быть разные показатели, характеризующие соленость Черного моря. Чаще всего приводятся средние значения, полученные на основе многолетних данных.

Что такое соленость?

В морской воде присутствует чуть ли не вся таблица Менделеева. Но соленостью считается только количество растворенных веществ в граммах, которые получают в твердом виде после выпаривания 1 кг морской воды. Для удобства этот показатель выражают в процентах и промилле.

Для облегчения расчетов содержание всех галогенов приравнивается к эквивалентному количеству молекулярного хлора. Есть и другие особенности, например, нагревание сопровождается удалением растворенных газообразных веществ. При прокаливании осадка органическое вещество разлагается.

Соленость Черного моря в процентах

Для характеристики изучаемого показателя в процентах надо вспомнить, как называется содержание растворенного вещества в 100 г раствора. Это массовая доля, ее значение в процентах можно узнать, разделив массу растворенного вещества на массу раствора и умножив на 100%. Допустим, при выпаривании 1000 мл воды получили осадок, масса которого составляет 17 г. Массовая доля (%) растворенных веществ — 1,7%.

Соленость Черного моря в промилле

Определение экспериментальным путем массы растворенных солей в пересчете на 1 кг черноморской воды дает разные показатели — от 8 до 22 г. Для определения солености в промилле возьмем значение, упоминаемое чаще других в литературе о Черном море, — 17 г. Процент — это одна сотая доля, а промилле — одна тысячная часть. Поделим 17 г на 1000 г и умножим на 1000 (‰). Таким образом, получаем, что средняя соленость Черного моря — 17‰ (промиле). Для сравнения приведем средние значения для Мирового океана — 35‰. Соленость Красного моря — 42 ‰, Карского — 8 ‰. Получается, что содержание растворенных веществ в черноморской воде почти в 2,5 раза ниже, чем в Красном море.

Простой опыт по определению солености

Есть способ выяснить самостоятельно, какая масса веществ содержится в морской или пресной воде. Опыт простой, интересный, но для его проведения понадобится термостойкая посуда, нагреватель и химические весы. Также необходимо учесть, что плотность соленого раствора выше. Поэтому масса 1000 мл морской воды больше, чем 1000 г. Значит, без учета плотности расчеты будут приблизительными.

Для выяснения, какая соленость Черного моря, потребуется 100-200 мл морской воды. Опыт заключается в следующем:

1. Измерить объем и нагреть до кипения выбранную жидкость в чашке для выпаривания.
2. Когда вся вода испарится, на дне посуды останется белый налет.
3. Надо собрать осадок на листок бумаги и взвесить его на весах.
4. Полученный результат — это общая масса всех растворенных веществ в образце.

Как изменяются показатели минерализации и температуры воды

Соленость воды Черного моря в древности, как и в последующие века, подвергалась колебаниям под влиянием климатических, метеорологических факторов, водного режима в прибрежных регионах и хозяйственной деятельности населения. Минерализация воды во многом зависит от суммарного стока крупных и малых рек. В засушливые периоды русла мелеют, меньше поступает пресной воды в море, содержание солей повышается.

Основные закономерности, сложившиеся к настоящему времени:

• соленость поверхностных слоев Черного моря составляет 15-18‰, глубинных — 22,5-22,6‰;
• шлейфы воды пониженной солености распространяются с северо-запада вдоль побережья на юг, с юго-востока — вдоль берегов Кавказа в северном направлении;
• под влиянием стока рек соленость поверхностного слоя моря на северо-западе может понижаться до 10‰;
• соленость в прибосфорском районе увеличивает прибывающая вода Мраморного моря;
• температура поверхностной летом составляет у черноморских побережий 27-28 С°, в центральной части акватории — до 22°С;
• максимум солености поверхностных вод — 18,3‰ — расположен на востоке центральной части акватории, южнее Крыма.
• максимум солености на глубине 100 м находится к югу от Керченского пролива — свыше 20,6‰;
• от поверхности к 150-200 м температура снижается и достигает около 9 °С;
• на глубине 150 м кислорода практически нет, появляется сероводород;
• зимой поверхность Черного моря сильно охлаждается, в северной части может опускаться до минусовых отметок, но чаще охраняется на уровне 8-9 °С.

При замерзании аблюдаются колебания гидрологических показателей. Частично покрываются льдом отдельные участки акватории, редко происходит сплошной ледостав. Например, сохранились летописные сведения о том, как Черное море зимой покрылось таким прочным льдом, что торговцы на санях и пешком могли добраться до турецкого берега.

В целом условия этой акватории благоприятные для развития флоры и фауны. Однако, ученые заметили, что снижение солености приводит к уменьшению биоразнообразия Черного моря. Дело в том, что обитатели Мирового океана и его частей плохо переносят соленость ниже 20‰. Для населения Крыма опреснение слабосоленой морской воды в акватории близ Азовского моря — это решение проблемы с питьевой и технической водой.

Главным признаком, отличающим воды Мирового океана от вод суши, является их высокая соленость . Количество граммов веществ, растворенных в 1 литре воды, называют соленостью.

Морская вода - это раствор 44 химических элементов, но первостепенную роль в ней играют соли. Поваренная соль придает воде соленый вкус, а магниевая - горький. Соленость выражается в промилле (%о). Это тысячная доля числа. В литре океанической воды растворено в среднем 35 граммов различных веществ, значит, соленость будет 35%о.

Количество солей, растворенных в , будет примерно 49,2 10 тонн. Для того чтобы наглядно представить себе, насколько велика эта масса, можно привести следующее сравнение. Если всю морскую соль в сухом виде распределить по поверхности всей суши, то та окажется покрытой слоем толщиной в 150 м.

Соленость вод океана не везде одинакова. На величину солености влияют следующие процессы:

• испарение воды. При этом процессе соли с водой не испаряются;
• льдообразование;
• выпадение , понижающих соленость;
• . Соленость вод океана у материков значительно меньше, чем в центре океана, так как воды опресняют ее;
• таяние льдов.

Такие процессы, как испарение и льдообразование, способствуют повышению солености, а выпадение осадков, сток речных вод, таяние льдов понижают ее. Главную роль в изменении солености играют испарение и выпадение осадков. Поэтому соленость поверхностных слоев океана, так же как и температура, зависит от , связанных с широтой.

Мне довелось за жизнь покататься к морям. И правда, все разные! Где-то можно спокойно плавать и даже нырять – и даже глаза практически не щиплет. А где-то даже с головой не окунешься, иначе волосы от соли превратятся в солому, а глаза будут красными до следующего дня. Но в чем же причина такой разности в солености воды разных морей?

От чего зависит солёность морской воды

Какое-то время мне казалось, что это просто самообман. Действительно, с чего бы должны быть какие-то различия между морями!

Но долгие часы в интернете и за книгами подсказали мне: соленость воды действительно своя у каждого моря. И зависит она от следующих вещей:

Соотношение всех этих параметров и определяет, насколько соленым будет море.

Какое море самое соленое и почему

Самым-самым соленым считается Мертвое море – где на каждый литр воды приходится около 200 грамм соли.

Такая высокая концентрация солей ведет к своим последствиям. В море просто-напросто не могут обитать живые организмы – не выдерживают солености вод. Оттого море и получило свое название.

Причины такого скопления соли банальны. Сюда впадает только одна река - Иордан. И ни одна река не проистекает из Мертвого моря. Кроме того, рядом с Мертвым морем очень жарко.

Получается, что соли просто-напросто некуда деться из моря. Вода испаряется, соль не исчезает – и получается концентрированный соляной раствор.

Зато есть и другой плюс – из-за такой солености в Мертвом море практически нереально утонуть . Вода будет сама выталкивать вас на поверхность.

Главная особенность воды океанов и морей - ее соленость. В науке принято измерять соленость числом граммов солей, содержащихся в килограмме морской воды. Так как килограмм равен тысяче граммов, то, измеряя соленость граммами на килограмм, мы, по существу, выражаем ее в тысячных долях - промилле. Поэтому говорят, что соленость «выражается в промилле». Соленость условились обозначать большой латинской буквой S, а промилле - °/00.

Соленость поверхностной воды Черного моря равна восемнадцати промилле. Это значит, что в одном килограмме черноморской воды содержится восемнадцать граммов различных солей.

Средняя соленость воды Мирового океана равна тридцати пяти промилле (S=35°/00). В поверхностной воде океанов и морей наблюдаются довольно значительные отклонения от этой средней величины. Это зависит от того, что количество воды, испаряющейся с какой-либо части поверхности океана, и количество осадков, выпадающих за то же время на ту же поверхность, на разных широтах неодинаково. В экваториальной полосе за год выпадает слой осадков высотой около 2 м, испаряется же воды меньше; поэтому получается избыток пресной воды, который понижает соленость поверхностной воды примерно до 34 °/00.

В субтропической полосе на широтах между 30-35° господствует ясная, сухая погода, осадков выпадает мало, а испарение очень большое. Преобладание испарения над выпадением осадков приводит к тому, что соленость поверхностной воды Мирового океана в субтропиках выше средней: в Северном полушарии 38 °/00, а в Южном - 37 °/00.

В умеренных широтах количество осадков больше, чем в субтропиках, а испарение меньше; поэтому при удалении от тропиков к северу в Северном полушарии и к югу в Южном соленость постепенно приближается к нормальной. В приполярных зонах, где испарение резко понижено, соленость поверхностной воды меньше средней солености Мирового океана. Она не превышает здесь 33-34 °/00

Таким образом, на поверхности Мирового океана наблюдается пониженная соленость в экваториальной зоне и повышенная - к северу и к югу от нее - в субтропических зонах. По направлению к полюсам соленость постепенно понижается, становясь в умеренных широтах нормальной (S=35 °/00). Эта закономерность несколько нарушается океаническими течениями. Холодные течения выносят из приполярных зон в умеренные широты воду пониженной солености, а течения, идущие из субтропиков, несут в умеренные широты более соленую воду.

В прибрежных частях Мирового океана, особенно около устьев больших рек, таких, например, как Амазонка, Конго, Енисей, Лена, Обь, соленость воды на поверхности резко понижается.

Все различия в солености океанической воды, о которых мы говорили, наблюдаются только на поверхности Мирового океана. Их можно заметить в слое воды толщиной в несколько сот метров. Соленость глубинных вод Мирового океана везде почти одинакова и равна 35 °/00.

Как попали в морскую воду находящиеся в ней соли? На своем пути реки растворяют соли, входящие в состав горных пород, а затем выносят соли в океаны и моря.

Тщательные химические анализы показали, что в морской воде содержатся все распространенные на суше химические элементы. Интересно, что соотношения между ними в разных частях Мирового океана одни и те же, т. е. химический состав солей Мирового океана постоянен.

Оказалось, что растворенные в морской воде соли находятся в ней в следующей пропорции (в %):

Хлориды (соли соляной кислоты). . . 88,7

Сульфаты (соли серной кислоты). . . 10,8

Карбонаты (соли угольной кислоты). . . 0,3

Остальные соли………. 0,2

Во всех океанах эти соотношения сохраняются. Это лишний раз показывает единство Мирового океана и свидетельствует о том, что вода океанов хорошо перемешивается.

В речной воде, в отличие от морской, больше всего не хлоридов, а карбонатов. Что же происходит с ними в океане? Их используют обитающие в морской воде живые существа для построения своих раковин и скелетов.

ТЕМПЕРАТУРА МОРСКОЙ ВОДЫ

Из физики известно, что вода по сравнению с воздухом обладает очень большой теплоемкостью. Чтобы нагреть на 1° один кубический сантиметр, или один грамм, воды, нужно затратить одну калорию тепла. Эта же калория может нагреть на 1° более трех тысяч кубических сантиметров воздуха.

Поэтому температура поверхности воды в Мировом океане сильно влияет па температуру воздуха над ней, а следовательно, и на климат тех областей, куда этот воздух проникает благодаря господствующим ветрам.

Самая высокая температура воды на поверхности Мирового океана вдали от берегов наблюдается в экваториальной зоне. Средняя годовая температура доходит там до 28°. У берегов на мелководье вода прогревается еще больше. Интересно, что в течение года в экваториальной зоне температура океанической воды почти не меняется. Самая высокая температура обычно бывает выше средней не больше чем на один градус. Настолько же ниже средней оказывается и минимальная температура. Происходит это потому, что в экваториальной зоне приход солнечного тепла в течение года очень равномерен, так как продолжительность дня круглый год равна приблизительно 12 часам, а солнце в полдень оказывается около зенита.

От экваториальной зоны и к северу и к югу средние годовые температуры поверхности воды начинают понижаться и в субтропиках доходят до 20°. В субтропической зоне солнце в полдень летом поднимается почти к зениту. В это время день намного длиннее ночи. Зимой день короче и солнце в полдень не поднимается так высоко. Поэтому разница в приходе солнечного тепла летом и зимой значительна. Самые высокие и самые низкие температуры воды могут отличаться от средней годовой до 5°. Например, средняя годовая температура воды равна 22°, самая высокая (максимальная) 27°, а самая низкая (минимальная) 17°. Соответственно этому меняется и температура воздуха.

От субтропиков по направлению к полярным кругам средняя годовая температура поверхностной воды быстро понижается и, наконец, зимой доходит до температуры, при которой образуется лед,

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Соленость морской воды - это содержание в граммах всех минеральных веществ, растворенных в 1 кг морской воды, при условии, что бром и иод замещены эквивалентным количеством хлора, все углекислые соли переведены в оксиды, а все органические вещества сожжены при температуре 480 °С. Соленость воды выражается в г/кг, т. е. в тысячных долях - промилле и, как было сказано, обозначается S ‰.

Соленость морской воды близка к понятию минерализации (М, мг/л). При солености до 20 ‰ S ‰ ~ М 10 -3 .

Соленость морской воды определяют по содержанию хлора или по электропроводности воды, так как морская вода - это электролит: чем больше солей в воде, тем больше ее электропроводность, т. е. меньше электрическое сопротивление; измеряя последнее, можно по таблицам пересчитать его в соленость. Можно использовать измерения угла преломления света в воде, так как этот угол зависит от солености. Можно получить соленость и по измерениям плотности воды. Наиболее точен полный химический анализ, однако, этот способ слишком трудоемкий.

Очень прост способ прямого измерения плотности ареометром. Прибор позволяет легко определить плотность воды, а затем при помощи таблиц получить значения солености. Этот способ, однако, слишком груб. Он дает погрешность измерения до 0,05‰.

Ранее использовался способ определения солености по концентрации хлора, а точнее по хлорности (хлорностью называется суммарное содержание в граммах на 1 кг морской воды галогенов - хлора, брома, фтора и иода при пересчете на эквивалентное содержание хлора). Этот способ позволяет определять соленость с погрешностью до 0,01‰. М. Кнудсен еще в 1902 г. получил формулу

S ‰ = 0,030 + 1,805 Сl‰, (10.3)

где С1 -хлорность воды. В 1967 г. международным соглашением вместо формулы Кнудсена была принята новая формула, получившая название «международной»: S ‰ = 1,80655 С1‰. Из-за того, что солевой состав окраинных и внутренних морей несколько отличается от среднего солевого состава океанских вод, существуют и специальные формулы аналогичной структуры для отдельных морей. Так, для вод Черного моря используют формулу S = 1,1856 + 1,7950 С1, Балтийского - S = 0,115 + 1,805 С1, Азовского – S = 0,21 + + 1,794 CI (S и С1 - в ‰). По той же схеме рассчитаны формулы и для многих озер с соленой и солоноватой водой. Так, для вод Каспийского моря используют формулу S = 0,140 + 2,360 С1.

В связи с переходом в последние годы на электрометрический метод измерения солености была принята новая формулировка понятия солености через относительную электропроводность R 15 при 15 °С и атмосферном давлении:

S= а 0 + а 1 R 15 + a 2 R 2 l5 + a 3 R 3 15 + а 4 R 4 15 + a 5 R 5 15 , (10.4)

где R 15 = С пробы /С 35 ‰, 15° - относительная электропроводность морской воды при температуре 15 °С и р атм , С 35 ‰, 15° - электропроводность пробы морской воды при температуре 15 °С и солености 35‰. Вместо природной воды в знаменателе выражения для R l5 стати использовать раствор хлористого калия КС1, была введена Шкала практической солености 1978 г. При массовой доле КС1 = 32,4 10 -3 , Т = 15 °С и атмосферном давлении R l5 = 1, а практическая соленость при этом равна 35,00‰, или 35 единиц практической солености.