太阳光照射过水层，被水层吸收的比例是多少

表层水与底层水的水温差异

全球海洋中海水温度的变化幅度大致在-2℃～33℃之间。其中，表层海水的水温变化幅度最大，大约是在-2℃～33℃之间；而底层水的水温变化幅度较小，通常多维持在0℃～6℃范围内。

表层水温度最高的区域为北纬5°～10°海域，该海域的部分海区，如波斯湾，夏季的表层水温有时可高达33℃，岸边浅水域的表层水温有时甚至能达到36℃。表层水温最低海域为南极海域，其中威德尔海的长年水温一般都低于0℃，最低时为-2℃。北冰洋是全球纬度最高的海域，大约有2／3的海域表层长年冰冻，其余的海面大多也漂浮着冰山及浮冰，整个北冰洋中仅有巴伦支海由于受北大西洋暖流的影响所以长年不结冰。北冰洋从海面到100～225米深的表层水长年水温一般都在-1℃～-1.7℃之间，从100～225米到600～900米之间的中层水，由于受北大西洋暖流的影响，水温多保持在0℃～1℃之间。北冰洋沿岸地区大多为冻土地带，永冻层厚度一般都可达数百米。

表层水温季节变化幅度最大的是中纬度海域，一年之中最高水温有可能达到30℃，而最低水温则可能低于0℃，年水温差可超过30℃。而赤道海域和极地海域水温的季节变化幅度都比较小，年水温差一般很少能超过10℃。

底层水占海水总量的75％以上，其水温长年多维持在0℃～6℃之间，其中，有大约50％左右的深层水长年水温仅有1.3℃～3.8℃，只有极个别的海域底层水温会低至0℃。在大洋深处的海盆中，地壳的热量可以对底层水的水温产生一些影响，但至多也只能使底层的水温上升0.5℃左右。

温跃层

大洋中的海水，温度垂直分布存在着典型的三层式结构。

上层为混合层。其厚度大约在20～200米，不同海域厚度不同。混合层上下温度比较均匀，但表层温度存在比较明显的昼夜变化与季节变化。

中层为温跃层。在温跃层内，随水深的变化海水温度急剧下降。温跃层在不同海区分布深度不同。在南北信风带海域，温跃层多出现在200米左右水层，在长日照海域，昼夜温跃层多出现在6～10米水层，而季节温跃层多出现在30～100米水层。温跃层的厚度一般都不太厚，通常只有几米至几十米，但其温度变化幅度却非常大，在低纬度海域可以从20℃～30℃急剧下降为3℃～6℃。

温跃层并不是在所有的海域都存在，高纬度海域由于表层水温长年都比较低，与底层水的水温差别不是太大，因而很少出现温跃层。

海水体温度分层示意图

底层为低温层。在大洋深水区以底层水的厚度最大，温度变化幅度也最小。大洋底层水的温度一般都保持在0℃～6℃范围，即使是热带海域，1500米以下的水温也很少能超过3℃。但水温低于0℃的底层水分布区域也不是很多。

温跃层的成因

温跃层的形成原因大致上有三种。一种是随寒流携入的低温水，由于比重较大，会下沉至高温水的下部，形成较为稳定的低温水团，在冷水团与其上方暖水团的界面处存在较大的水温差，可形成稳定的温跃层。第二种是季节温跃层的形成，即表层海水受季节性气温的影响水温升高，由此而形成的暖水团，因密度变小而稳定存在于其下方温度较低的水团之上，两个水团的界面处存在较大的温差，形成季节温跃层。季节温跃层一般多生成于中纬度海域。

海水密度计

第三种是昼夜温跃层的形成，由于表层海水白天受太阳光辐射的影响水温升高，形成的暖水层，也可稳定存在于其下方温度相对较低的水层之上，两个水层的界面处形成昼夜温跃层。昼夜温跃层一般多生成在比较浅的水层中，而且不太稳定。

影响海水密度的主要因素

海水密度是指每单位体积海水的质量，常用单位为“克／立方厘米”或“克／毫升”。人们习惯上常将海水密度称为海水比重，一般多用海水比重计进行测量。海水的平均密度一般多在1.025～1.028克／毫升之间。

海水密度主要受盐度、温度和压力的影响，在其他两个因素不变的情况下，盐度上升则密度增大，温度上升则密度减少，压力增加则密度增大。

海水的密度由于海域的不同、深度的不同以及水温和盐度等的不同而各不相同。一般地讲，沿岸水比外海水的密度低，表层水比底层水的密度低。这是因为沿岸海水由于受气温、大陆径流、降水等气候因素的影响，密度变化较大，而且其密度一般都低于海水的平均密度；而大洋深层的海水因水温低、压力大，其密度一般都高于海水的平均密度。降水能使海洋表面的海水盐度降低，再加上太阳的辐射还能提高表层海水的温度，这也是为什么海洋表层水比深层水密度小的原因。此外，深层水的压力比表层水大，压力也会造成深层海水的密度增大。全球海洋中以南极海域的海水密度最大，这不仅是因为其水温低，而且因该海域海水容易结冰，海水在结冰时会释出部分盐分，致使该海域的盐度随之增高，密度变大。

纯水在4℃时密度最大，为1克／毫升。而海水密度最大时的水温却与其盐度有关。例如：盐度18的海水在0.12℃时密度最大，盐度35的海水则在-3.52℃时密度最大。海水结冰后体积约增加9％，密度也相应减少9％。

密度跃层

海水的密度跃层一般都是在海洋中两个密度不同的水团界面处形成的。例如，当表层海水因大量蒸发而导致盐度增加，致使其密度增大时，或者因温度降低而导致其密度增大时，一旦密度大于其下层水团，即开始下沉，直至抵达密度相同的水层后才停止下沉并四下散开。这种因密度大的海水不断下沉，密度小的海水不断上升的海水运动，可促使海水不停地进行垂直交换，形成上升流与下降流，最终有可能形成上下两个密度相对稳定的水层。在两个水层的界面处往往存在着较大的密度差，形成密度跃层。在密度跃层内，随水深的变化，海水密度急剧增大。此外，某些陆间海如果周围有较多的河流注入，河流携入的大量淡水因密度小于海水而浮于海水表层之上，久而久之即可形成两个密度不同的水团，上层水团盐度低密度小，下层水团则盐度高密度大，由此而形成的密度跃层一般都比较稳定，黑海即属于这种类型。

温跃层也属于密度跃层的一种。

盐度是指海水中溶解的无机盐数量，常以其含量的千分值(‰)来表达。例如：海水中含盐量为30‰，则称其盐度为30；含盐量为35‰，则称其盐度为35。

盐度计

全球海洋中海水平均盐度为35，各海域略有不同。其中大洋水的盐度较高，在33～37.5之间；近岸水域由于受降水和大陆径流等的影响较大，盐度要低些，并且不同海区间的差别较大。

全球各大洋中，以北大西洋亚热带海域盐度最高，约为37.5；北冰洋盐度最低，为31～32。盐度最高的海为红海和波斯湾，正常情况下为40～42；盐度最低的海为波罗的海，中部海域的海水盐度通常在6～8之间，而北部和东部海域的海水盐度只有2，几乎与淡水等同。波罗的海四面皆为陆地所包围，仅西侧有3条又窄又浅的海峡与大西洋连通，与外海的水交换量不大，加上流入该海的河流有250条之多，平均每年注入的淡水多达472立方千米，并且当地气候凉湿，蒸发量少，这些因素的共同影响造成了其海水盐度极低。此外，黑海的盐度通常也只有18左右，基本上为半咸水。

海水盐度的测量

海水盐度的测量，过去通常多使用比重计来测量其比重，或者用化学分析方法测量其氯度(即氯离子含量的千分值)，然后再换算成盐度。换算方程式较多，有简有繁，比较常用为：

盐度=(比重-1)×1305盐度=氯度×1.8066现在虽然有了专门用于测量盐度的仪器，如折射式盐度计、电导仪等，但通过测量比重再进行换算的方法，仍是经常使用的方法。

海水、淡水与半咸水的区分

盐度1被作为界定淡水与海水的分界点，通常将盐度低于1的水界定为淡水，高于17为海水，1～17之间的称为半咸水。

顾名思义，海水的透明度是指海水的透明程度。影响海水透明度的因素主要是海水中的浮游生物以及其他颗粒状悬浮物的多少，因而透明度也被作为表达海水质量的指标之一。正常海水的透明度一般都在几米至几十米范围，近岸水域由于受风浪及河流携带泥沙等的影响，海水中颗粒悬浮物较多，因而透明度大多只有几米。越向外海悬浮物越少，透明度越高。外海水的透明度一般都在十几米至几十米，而大洋水的透明度大多为几十米。

我国渤海的海水透明度一般仅3～5米，黄海约3～15米，东海的外海约25～30米。全球各大洋中以马尾藻海的透明度最大，最高时可达72米，这是因为该海远离大陆，处于大洋的环抱之中，除了漂浮有马尾藻等大型海藻外，浮游生物及颗粒悬浮物非常少，因而其透明度要比其他海域高。

海水透明度的测量方法

测量海水透明度的经典方法是用透明度板：将一个直径30厘米的白色圆盘——透明度板(也称塞克板)系于测深绳上，再平放至海水中，由重锤带其缓慢下沉，在水面上垂直向下观察，当透明度板下沉至刚刚看不到时的水深，即为该处海水的透明度值(常以米为单位计量)。

随着测量技术的进步，现在人们也可以用带有光电管的测量仪器，如光束透射计等来测量海水透明度，因而其测量也将变得更加准确快捷。

测量海水透明度

大海是蔚蓝的，这是人们对海洋的第一印象。水是无色透明的，而海水为什么会是蔚蓝色的呢?究其原因，主要是由于海水对阳光中不同单色光的散射结果。海水对阳光中波长较长的红光与橙光吸收多而散射少，而对蓝光则吸收少而散射多，因而人们看起来大海与天空一样都是蔚蓝的。其实大海也并不总是蔚蓝的，特别是近岸的海水，更多的时候是呈现蓝绿色、黄绿色，甚至是棕黄色。

海水之所以会呈现不同的颜色，主要由海水的光学性质以及海水中颗粒状悬浮物的颜色与多少等因素所决定。在热带的大洋中，海水是洁净的，水深且颗粒悬浮物很少，因而在阳光照耀下海水总是湛蓝湛蓝的。若海水中悬浮有泥沙等颗粒物，由于泥沙呈棕黄色乃至黑褐色，根据含泥沙量的不同，海水可呈现黄色、棕黄色乃至褐色等不同颜色。当海水中生存有大量的浮游微藻类，由于微藻的种类及其色泽不同，海水可呈现绿色、黄绿色、黄褐色、棕红色，甚至是红色。人们常说的赤潮，就是由于水中含有大量赤潮生物而使海水呈现红色(或黄褐色)，赤潮也是因此而得名的。此外，海水的颜色还要受天空中的云层高度、云层色泽、光照强度、太阳高度等因素的影响。例如，当天空晴朗时海水本来还是十分悦目的蔚蓝色，一旦阴云密布海水会立即变为昏暗的墨绿色。

海水水色的测定一般多使用透明度板和水色计。在阳光不能直接照射处将透明度板下沉至透明度一半的深度，由水面上垂直观察透明度板白盘所显示的颜色即为该处海水的水色。水色级别的确定还需要用水色计进行比较，与水色计中系列标准水色管的色泽最接近的色级就是该处海水的水色级别。

水色计是由22支长10厘米、直径8毫米，内封装“弗莱尔水色标准液”的无色玻璃管组成。标准液是由精制的蓝、黄、褐3色溶液按不同比例配置而成，由蓝色逐渐过渡到褐色共分为21个色级，1号为蓝色，21号为褐色；中间则依次为深浅不同的天蓝色、蓝绿色、绿色、黄绿色、黄色、棕黄色、黄褐色、红褐色、棕褐色等，按色泽变化深浅程度依次排列。

海水的冰点

海水开始冻结的温度称为海水的冰点。海水的冰点随盐度及水深的改变而改变，盐度增高冰点降低，水深增加冰点下降。

海面的上浮冰

例如：在正常压力下，盐度5的海水冰点为-0.275℃，盐度15的海水冰点为-0.81℃，盐度25的海水冰点为-1.36℃，盐度33的海水冰点为-1.81℃，盐度35的海水冰点为-1.92℃。海水深度每增加100米，冰点下降-0.08℃。

海水的酸碱度(pH值)

海水的酸碱度又称海水pH值。海水中由于含有较多的碱性元素，如钠、钙、镁等，因而正常情况下呈弱碱性，pH值大约为8.1。

溶解氧

海水中氧气的含量大约在4.6～7.5毫克／升的范围。其含氧量受水温及压力影响较大，水温升高则含氧量减少，压力增大含氧量也减少。由于全球的海洋是相互沟通的，因此自然状态下很黑海少存在不含氧的水团。

黑海

但却是个例外，其200米以下的水层中几乎不含氧。黑海由于有几条大河注入，表层水的盐度很低，海水几乎不存在垂直对流的现象，因此表层水中溶解的氧很难到达底层，加上黑海与其他海的沟通又不是特别顺畅，因而底层水极度缺氧。在缺氧的情况下，底层中的嗜硫菌将硫酸盐分解为硫化氢，致使其底层海水略呈黑色。黑海也由此而得名。

海水中光的传播和声音的传播

在热带海域，照射到海面上的太阳光大约有10％被反射，90％被海水吸收。而在极地海域，因为冰层的反光率高，大约有60％～80％的阳光被反射，只有20％～40％被海水吸收。全球海洋的平均吸光率约65％。

海水对不同波长的光吸收率不同。有人曾用洁净的海水做过实验，将不同波长的单色光透过1米厚的海水层，结果波长675纳米的红光被吸收30.7％，波长450～475纳米的蓝光被吸收1.8％～1.9％，波长400纳米的紫光被吸收4.0％，由此可见，海水对蓝光的吸收率最低，而对波长大于或小于蓝光的其他色光的吸收率都高于蓝光。

太阳光照射到海面后，除了约35％被反射外，其余的均被海水吸收。在洁净的大洋水中，红光透过5米水层后被吸收20％，透过10米水层后被吸收99.5％，透射率仅0.5％；而蓝光透过60米水层后才有80％被吸收。透过140～150米水层后大约99％被吸收。照射到海面的阳光，在海洋表面1米的水层中大约有60％被吸收，透过10米水层后有80％被吸收，能透射到10米以下水层的光主要是蓝绿光。在洁净的大洋水中，蓝绿光的穿透深度可达数百米，至800米的水层还能发现极其微弱的蓝绿光，1000米水层只有依靠仪器才能记录到光的存在，1000米以下的水层则基本上是一片黑暗，只有用非常灵敏的仪器才能测到缕缕微光。

根据海水中的光照以及动植物的分布，可将大洋水垂直划分为3个不同的区：

洋面区，也称优光区，其分布水深通常在0～200米范围内，该水层中有一定的光线透过，浮游植物、浮游动物、鱼类等海洋生物在这里生活。洋面区的上层可以为浮游植物的生长提供足够光照，该水层也被称为光亮带。

中层区，也称弱光区，其分布水深约200～1，000米，海水中仅有极其微弱的光线透过，因而浮游植物已不能生存，水层中只有鱼类、虾以及头足类等动物。

深层区，也称无光区，分布水深通常在1，000米以下。其中，1，000～4，000米的水层也称海洋曙光区，只有用非常灵敏的仪器才能测到缕缕微光；4，000～6，000米水层为深渊区，6，000米以下水层为洋底区，这两个区均为完全黑暗的无光地带。

海水传播声音的能力比空气强。声音在空气中的传播速度大约为340米／秒，而在海水中的传播速度大约为1，500米／秒，传播速度比空气快4倍。声音在海水中的传播距离也要比空气中远得多，美国哥伦比亚大学的调查船“维玛”号于1960年所记录到的最大传播距离为1.2万海里，折合为2万千米。

声音在海水中的传播速度与海水的盐度、温度、水深(压力)有关。据研究，海水的含盐量每增加1‰，声音的传播速度就增加1.4米/秒；温度每增高1℃，传播速度就增加3.1米/秒；深度每增加10米，声音的传播速度就增加0.2米／秒。

声音在不同温度海水中的传播速度水温(℃)0102030声速(米/秒)1449149015221546声音在不同水深中的传播速度水深(米)010100100010000声速(米/秒)14491450145114661629