溫-鹽圖解
正文
在溫-鹽坐標系中,將同一測站各層的水溫與鹽度所決定的點,按水層順序連成曲線,即得溫-鹽曲線(T-S曲線)。若將各站和多層的水溫和鹽度所對應的點,劃在同一張溫-鹽坐標圖中,便得到溫-鹽點聚圖,又稱為溫-鹽關係圖(T-S關係圖)。因為海水在大氣壓力下的條件密度σT或條件比容VT(見海水的鹽度、溫度和密度),只隨溫度和鹽度而變化,故可在溫-鹽坐標系中同時給出σT(或VT)的等值線。溫-鹽圖解主要套用於以下幾方面:
① 研究水團的劃分及混合。丹麥J.P.雅科布森在1927年指出:當溫度和鹽度都均勻的兩個水團(在T-S圖解上,各用一個點表示)互相混合時,在T-S 圖解中是呈線性反比關係的。這一結論奠定了用溫-鹽圖解方法定量分析水團的基礎。 В.Б.施托克曼等人從海水的溫-鹽擴散方程出發,建立了溫-鹽圖解的解析理論,提出一種分析水團的重要方法──濃度混合分析法(又稱T-S 分析法),即可根據溫-鹽曲線彎曲的形狀,確定參與混合的原始水團的個數、各水團核心的溫度和鹽度、水團之間的邊界等,並能計算各水團的混合組成的比例。
在實際的海洋中,由於混合和下沉運動等作用,不存在完全均勻的水團。所以一個水團在溫-鹽圖解中往往不是一個點,而是散布在一段溫-鹽曲線附近的一個點集或曲線族(見圖)。因而,根據溫-鹽點集或溫-鹽曲線族的疏密散布的情況,也可以推斷參與混合的原始水團的個數、它們的溫-鹽特徵值和邊界。 ② 水團的追蹤和溯源。海洋中的等σT面可以稱為“準等熵面”,當水團沿等σT面交換或混合時,位溫和熵的變化可達最低值。因此結合等σT面,對比分析不同水團的溫-鹽關係,有助於弄清水團的來龍去脈。
③ 查算海水的條件密度σT。在繪有等σT線的溫-鹽圖解中,由實測的水溫和鹽度,可以很方便地查出條件密度值。
④ 插補資料。根據實測資料劃出的平均的溫-鹽曲線,可用內插法算出所需水層的水溫和鹽度值。
此外,溫-鹽圖解還可用於計算海水的渦動擴散係數和水團的體積。