第一篇：煤的物理性質

8.4.3煤的物理性質及宏觀特征

井田內各煤層煤巖物理性質基本相同，煤層為黑色，條痕黑褐色。瀝青光澤節理不發育，煤的質地較堅硬，但性脆易破碎，斷口以參差狀為主，局部貝殼狀和平整狀，具反光性。

各煤層宏觀煤巖組份大致相同，以亮煤為主，暗煤為次，絲炭很少，條帶狀結構，層狀構造，宏觀煤巖類型為半亮煤、半暗煤。

煤的有機質組份占75.3～94.0%，平均87.9%，無機質組份為6.0～24.7%，平均12.1%。無機質組分是以粘土類為主，碳酸鹽類次之。有機質組分以鏡質體及惰質體為主，半鏡質體次之，殼質體少量，顯微煤巖類型統計結果各煤層均為亮暗煤型。以上說明井田范圍內煤質比較均勻，形成機制具有橫向上和縱向上的均一性。

8.4.4煤的化學性質

(1)發熱量(Qgr.daf)礦井煤層發熱量普遍較高，原煤(Qb.d)兩極值為27.49～30.16MJ/kg，B21煤層平均值最高為30.16MJ/kg，B2最低為27.49MJ/kg。原煤(Qb.daf)兩極值為30.89～32.89MJ/kg，B21煤層平均值最高為32.89MJ/kg，B4最低為30.89MJ/kg，屬高發熱量煤。

(2)灰份(Ad)各煤層原煤灰份產率普遍較低，灰份產率兩極值為3.51%～17.24%，平均值為9.43%，變化標準差2.79，變異系數29.56。浮煤灰份兩極值為1.39%～10.35%，平均值為4.09%，變化標準差1.63，變異系數39.96。由此可知礦區內9層可采煤層中B2、B5、B7三層煤為低灰份煤外，其余煤層均為特低灰份煤。

(3)揮發份(Vdaf)各煤層屬中揮發份煤，原煤揮發份為24.47～44.42%，平均33.47%，變化標準差4.32，變異系數12.49。主要煤層原煤揮發份均小于37%，全區原煤揮發份大于37%的有5個，分布在B7、B6、B5煤層中，其中B7煤層2個，B6煤層1個，B5煤層2個，煤層揮發份集中在中等揮發份等級中，其它分析結果均在25～37%中間，除B7煤層為高揮發份煤，B6、B5煤層局部為高揮發份煤外，其它煤層為中揮發等級的煤。(4)水分(Mad)

各煤層的原煤水分(Mad)含量變化在2.26～6.53%，平均值3.60%，變化標準差0.51，變異系數14.24；浮煤0.99～15.60%，平均4.21%，變化標準差0.23，變異系數7.54。屬低水份煤。

(5)粘結性

各煤層粘結指數值測試數據均為0～3，按粘結性的四個等級比照，全礦煤層均為粉狀，無粘結性。

(6)煤的有害組份(硫、磷)礦井內各煤層硫含量低，原煤全硫均小于1%，各煤樣全硫在0.09～0.94%間，各煤層全硫均值在0.18～0.53%間，屬特低硫煤；

磷平均含量的兩極值為0.002～0.056%，平均0.02%，總體屬特低磷—低磷煤。其中以B0、B1、B4煤層含量較低，平均值小于0.01%，屬特低磷煤，其它煤層平均值在0.01～0.05%之間，屬低磷煤。

8.4.5煤的工業用途

該井田各主要煤層揮發份產率普遍在26.43～44.38%，粘結指數0～3，煤類為不粘煤和長焰煤，以不粘煤為主，長焰煤少量，屬長焰煤的有：B7、B6煤層井田以北+1750m水平以上、B5煤層2線以西；其它均為不粘煤。

各煤層屬特低灰份、特低硫、特低—中磷、高發熱量的含油—富油煤，可做動力用煤和民用煤，并且還可做煉油用煤。

8.5開采技術條件

8.5.1水文地質條件

礦區地形屬低中山地形，西南部有基巖出露，第四系覆蓋較多，地勢總體南高北低，地形有利于自然排水。礦區內有常年流動的小東溝河通過，氣候干燥，蒸發強于降水。礦床埋藏于當地侵蝕基準面(1691.01m)以下，受礦區西界內小東溝河及河床孔隙潛水對礦床充水的影響，礦床充水主要源于第Ⅲ含水層孔隙裂隙承壓水。據ZK111、ZK311孔涌水試驗資料：單位涌水量(q)為0.205～0.208L/s·m(0.1

綜上，礦區水文地質條件屬中等類型。

第二篇：巖石熱物理性質

巖石熱物理性質

在傳熱分析中，熱擴散率a（單位是m^2/s）是熱導率λ與比熱容c和密度ρ之比。

a=λ/（ρ·c）

其中：熱導率λ（單位：W/(m·K)）

比熱容（單位：J/(kg·K)）

密度（單位：kg/(m^3)）。

熱擴散率又叫導溫系數，它表示物體在加熱或冷卻中，溫度趨于均勻一致的能力。這個綜合物性參數對穩態導熱沒有影響，但是在非穩態導熱過程中，它是一個非常重要的參數。

對于普通的巖石來說，~ 10^-6 m^2/s。

在300K，空氣的熱擴散率是0.000024 m^2/s。

——《地源熱泵系統工程技術規范》 雖然一般而言各類巖石的導熱系數最大，砂土次之，黏土最小，但是由于巖石孔隙率低導致含水量低，因此巖石用于土壤換熱器的換熱持久性最差，黏土次之，砂土最好。這是由于土壤和巖石的比熱遠小于水的比熱，一般常見的巖石比熱大約是0.84KJ/Kg?K，而水的比熱是4.19KJ/Kg?K，干土壤的比熱在1.6KJ/Kg?K，單位水體中可以儲存的溫差能約是干土壤的1.2～2.3倍，巖石的2倍。因此土壤中含水量的高低對土壤源熱泵的效果有明顯的影響，土壤中水份的遷移還對過渡季節空調系統停止運行后地下土壤溫度的自然恢復至關重要，特別是對土壤源熱泵系統的持久運行作用很大。土壤比重：土壤密度與4℃時純水密度之比。一般取2.65；火山石的物理與化學部分指標如下： 物理性能指標：性能指標單位檢測結果性能指標單位檢測結果火山石（玄武巖）的特性。

巖石的物理性質

土壤熱物性變化

三、土壤溫度一年內變化手工簡單計算

夏季每延米散熱60w/m，冬季取熱量40w/m，夏冬兩季的空調時間分別為120/90天，每天工作12小時。土壤比熱為1200 J/(kg·K)，密度為2000kg/m3，埋管間距按照5米計算。１、面積25m2，厚度1米的土壤質量： 2000x25=50000kg

２、夏季放熱量為：

X3600x12x120=311040000J

３、夏季過后土壤平均溫度升高 311040000/1200/50000=5.184Ｋ ４、冬季取熱量為

x3600 x12x90=155520000J

５、冬季土壤平均溫度降低： 155520000/1200/50000=2.5922Ｋ

６、土壤全年平均溫度提升2.592Ｋ

第三篇：金屬的物理性質

一、金屬包括：純金和合金

純金（是純凈物中的單質）：24K金、體溫計中的汞

合金（是混合物）：鐵合金、銅合金（青銅、黃銅、白銅）

金屬屬于金屬材料，但金屬材料不一定是純金，也可能是合金。

有些物質雖然含有金屬元素，但不是金屬材料，如：Fe3O4、MgO、MnO2等，因為他們不具有金屬的物理性質。

二、金屬的物理性質：

①大多數金屬具有金屬光澤，密度和硬度較大，熔點、沸點較高，具有良好的延展性和導電導熱性。

②不同的金屬又有自己的特性，如鐵、鋁大多數金屬都是呈銀白色，但銅呈紫紅色，金呈黃色；細鐵粉、銀粉是黑色的；常溫下多數金屬都是固體，但汞是液體。

考點：物質的性質與用途的關系（生活中的常識）

① 物質的性質在很大程度上決定了物質的用途

② 考慮物質的用途時需考慮價格、資源、、是否美觀、使用是否便利，以及肥料是否易于回收和對環境的影響

等多種因素。

例子：1.制作猜到、鐮刀、錘子所選用的金屬硬度要大，因而選擇硬度較大的鐵，而不用硬度較小的鋁。

2.制電線我們選用銅而不用銀，主要原因是雖然銀的導電性比銅好，但銀的價格要比銅高很多。

3.燈泡里的燈絲用鎢而不用錫，是因為鎢是熔點最高的金屬，高溫時不易融化。

4.水龍頭鍍鉻是因為鐵在潮濕的空氣中易生銹，鉻是硬度最大的金屬，鍍在鐵的表面及耐磨、美觀，又防銹，能延長水龍頭的使用壽命;如果在水龍頭的表面鍍金，不僅增加了成本，而且由于金的硬度較小，是水龍頭不耐用，縮短了水龍頭的使用壽命。

三、合金（是混合物）：是在金屬中加熱融合某些金屬或非金屬制得的具有金屬特征的物質

（1）合金中至少有一種金屬，合金可以有金屬與金屬融合而成，也可以由金屬與非金屬融合而成，例如生鐵和鋼是鐵碳的合金。

（2）合金具有金屬的特性，如：導電性、導熱性、延展性。

（3）合金的硬度一般比組成他們的純金屬硬度大，熔點比組成他們的純金屬熔點低。

（4）純鐵質軟，生鐵和鋼比純鐵硬度大。

生鐵和鋼的性能不同是因為:含碳量不同，鋼的性能優于生鐵

生鐵含碳量2%—4.3%鋼含碳量0.03%—2%

不銹鋼是鋼的一種，抗腐蝕性好，常用于制醫療器械

（4）鈦合金：與人體具有很好的“相容性”，因此可以用來制造人造骨等。也可用于火箭，導彈，航天飛機，船舶，化工和通信設備，制造人造骨。

第四篇：物理性質和化學性質教案

第八節 物理性質與化學性質

【學習目標】

1.了解物質的兩種變化及區分兩類變化的依據。2.了解物質的兩類性質，知道區分兩類性質的方法。3.會區分物質的性質和變化。

4.通過實驗親自體驗物質變化的過程，提高學習科學的熱情。

【教學重點和難點】 重點：

1.物理變化和化學變化的概念與判斷依據。2.物理性質和化學性質的概念。難點：

1.物理變化和化學變化的區別。2.物理性質和化學性質的區別。3.變化和性質的區別。

【教學過程】 [師]：上課![生]：起來！[師]：同學們好！[生]：老師好，請坐！

[師]：上課前，老師先為你們表演一個節目，這是一個長條的氣球，現在看我折——折——折就變成了一只可愛的“小狗”，氣球從長條的形狀變成了小狗的形狀，在這個過程中只發生了什么改變？ [生]：形狀。

[師]：有沒有產生新的物質？ [生]：沒有

[師]：如果物質只發生了形狀、溫度（30攝氏度的水和50攝氏度的水）、顏色（水中加入紅墨水變紅）、狀態（液態的水和固態的冰）等改變，而沒有產生新的物質，這種變化叫做物理變化。

[師]：請你舉幾個物理變化的事例？ [生]：冰山消融、鐵絲彎曲、橡皮泥壓扁等。

[師]：我們現在再來看一個實驗：教師演示（用鑷子夾住木炭放在酒精燈中加熱，燒紅后放在燃燒匙中，并伸入氧氣中燃燒），看到了什么現象？

[生]：（1）木炭在氧氣中劇烈燃燒（2）發出白光（3）產生大量的熱量 [師]：在這個過程中有沒有產生新物質？ [生]：“有”或“沒有”

[師]：那我們就來驗證下到底有沒有新物質的產生

教師再拿出一瓶充滿氧氣的集氣瓶，有什么作用？ [生]：作為對照

[師]：把澄清石灰水分別到入兩瓶集氣瓶中，觀察有什么現象？ [生]：氧氣的集氣瓶——無現象

二氧化碳的集氣瓶——變渾濁

[師]：說明木炭在氧氣中燃燒，確實產生了新物質，像這樣如果物質在發生變化后有新的物質產生，這種變化叫做化學變化！

如鐵生銹：如何用最簡單的方法證明鐵與鐵銹并不是同一種物質？ [生]：用吸鐵石吸

[師]：物理變化和化學變化的最根本區別是：有無產生新物質。而在我們剛才的木炭燃燒過程中，溫度升高了，說明在這個過程中也包括物理變化，大量實驗現象都表明：化學變化中通常都伴隨著物理變化。

食鹽溶解到水中是屬于物理變化還是化學變化呢？請同學小組完成【做一做1】 【做一做1 】把定量的食鹽（紙包中）溶解到燒杯里的定量水中，用玻璃棒不斷攪拌，直至全部溶解。

【 思

考 】該過程屬于物理變化還是化學變化？

【檢驗 方法】把配置好的食鹽水放到蒸發皿中，放在三角架上，用酒精燈加熱，并用玻璃棒攪拌，直至水蒸發完（注意：當水快蒸發完時，用坩堝鉗移開蒸發皿，小心操作防止因物質濺出而燙傷）； 現象：_有食鹽析出_； 結論：該變化屬于物理變化。[師]：食鹽溶解后并沒有消失，而是以微粒的形式存在于水分子之間。

看下面兩句話有什么區別：

1.食鹽在水中溶解了 2.食鹽能在水中溶解 一樣嗎？ [生]：不一樣

[師]：其實第一句話是我們學過的物理變化，第二句是物理性質；

在物質的多種性質中，顏色、狀態、氣味、熔點、沸點、硬度、延展性、導熱性、導電性等性質，是物質不需要發生化學變化就能表現出來的，這些性質叫做物理性質。

物質的有些性質，如物質的可燃性，只在物質的化學變化中才能表現出來的性質，叫做化學性質。

性質是物質本身具有的，跟是否發生變化無關，描述是往往用：“是——”、“能 ——”、“可以——”、“易（或不易）——”等詞。

接下去完成【做一做2】

【做一做2 】取少量稀鹽酸到試管（A）中，撕一小段鎂條，先用磨砂紙除去表面的黑色物質，進行觀察，物理性質有： 銀白色、質軟、表面有光澤的金屬； 再把鎂條放入試管（A）中，觀察到的現象 鎂條會逐漸溶解，產生無色氣體，同時會放熱；

【 思

考 】該過程屬于物理變化還是化學變化？ 【檢驗 方法】另取一試管（B），加入等量的稀鹽酸，在兩支試管中，分別滴加少量氫氧化鈉，對比觀察實驗現象 試管（A）：無現象； 試管（B）：產生白色沉淀。

【結

論】：該過程屬于化學變化。

【拓

展】：從實驗中可以得知鎂的化學性質：能與稀鹽酸反應。【當堂訓練】

選擇填空：A、物理變化B、物理性質C、化學變化D、化學性質 ①木炭燃燒生成二氧化碳，屬于（）；

②木炭具有可燃性，屬于（）； ③鐵在潮濕的空氣中容易生銹，屬于（）④金屬鎢不易熔化，屬于（）⑤水結冰了，屬于（）⑥銅絲能導電，屬于（）；

⑦鐵在高溫下熔化成鐵水，屬于（）； ⑧碘固體能升華成碘蒸氣，屬于（）

第五篇：教案第三章海水物理性質

第三章 海水的物理特性和世界大洋的層化結構

海水組成(ConstituentsofSeawater)

一、海水組成(ConstituentsofSeawater)： 11種主要無機鹽，占99.99%；

海水：混合溶液=淡水+無機鹽+有機物+懸浮質+……

二、海水組成恒定性原理(Principleofconstantproportion)： Marcet原理或Dittwar定律

無論海水所溶解的鹽類的濃度大小如何，其中常量離子間比值總是恒定的。

海水的物理性質

一、淡水(Freshwater)分子結構(Molecularstructure)：極性，分子締合力 溶解力強：水分子有很強的極性 密度變化異常：

不遵從“熱脹冷縮”。最大密度時溫度是4攝氏度沸點(boilingpoint)和融點(meltingpoint)、比熱(specificheat)、蒸發潛熱(latentheatofvaporization)等熱性質比氧的同族化合物高。

二、海水的熱力學性質(Energeticpropertyofseawater)1)熱容(seatcapacity)、比熱容(specificheat)熱容(heatCapacity)：海水溫度升高1K所吸收的熱量。（單位：J/K）比熱容((specificheatcapacity))：單位質量海水的熱容。單位：J/(Kkg)定壓比熱Cp:在一定壓力下測定的比熱容。定容比熱Cv:在一定體積下測定的比熱容。

二者皆是溫(T)、鹽(S)、壓(P)的函數。Cp在海洋學中較常用，比Cv值略大。Cp值隨鹽度的增高而降低，隨溫度的變化比較復雜，低溫、低鹽時隨溫度升高而減小，高溫、高鹽時隨溫度升高而增大。2)熱膨脹

熱膨脹系數:溫度升高1K單位體積海水的增量。是T、S、P的函數。

海水的熱膨脹系數比純水的大，且隨溫度、鹽度和壓力的增大而增大；在大氣壓力下，低溫、低鹽海水的熱膨脹系數為負值，說明當溫度升高時海水收縮。由正轉負對應的密度最大。

3)壓縮性(Compressibility)、絕熱變化，位溫(PotentialTemperature)壓縮系數：單位體積海水，壓力增加1Pa體積的負增量。

若海水微團在被壓縮時，因和周圍海水有熱量交換而得以維持其水溫不變，則稱為等溫壓縮。若海水微團在被壓縮過程中，與外界沒有熱量交換，則稱為絕熱壓縮。海水的壓縮系數隨溫度、鹽度和壓力的增大而減小。

絕熱變化：絕熱提升時，壓力減小，體積膨脹，對外做功，消耗內能導致溫度降低；絕熱下沉時，壓力增加，體積減小，對力對海水微團做功，增加期內能使溫度增加。

位溫(potentialtemperature)：某一深度海水絕熱上升到海面時溫度稱該深度海水的位溫。比現場溫度低

4)蒸發潛熱(latentheatofvaporization)和飽和水氣壓

比蒸發潛熱：使單位質量海水化為同溫度的蒸汽所需的熱量，稱為海水的比蒸發潛熱，以L表示，單位是焦耳每千克或每克,記為J/kg或J/g。

飽和水氣壓：是指水分子由水面逃出和同時回到水中的過程達到動態平衡時，水面上水汽所具有的壓力。5)熱傳導(transmissionofheat)相鄰海水溫度不同時，熱量由高溫處向低溫處轉移，這就是熱傳導。由分子的隨機運動引起的熱傳導，稱為分子熱傳導。主要與海水的性質有關。由海水塊體的隨機運動所引起，則稱為渦動熱傳導或湍流熱傳導。主要和海水的運動狀況有關。

6)沸點升高、冰點降低

海水的沸點(boilingpoint)和冰點(freezingpoint)與鹽度有關，即隨著鹽度的增大，沸點升高而冰點下降。冰點溫度(freezingpoint)隨鹽度ｓ的增加而降低。

三、海水的其他物理性質(Anotherphysicalpropertyofseawater)1)粘滯性(viscosity)：

當相鄰兩層海水作相對運動時，由于水分子的不規則運動或者海水塊體的隨機運動(湍流)，在兩層海水之間便有動量傳遞，從而產生切應力。2)滲透壓(penetrationpressure)：

在海水與淡水之間放置一個半滲透膜，水分子可以透過，但鹽分子不能透過。那么，淡水一側的水會慢慢地滲向海水一側，使海水一側的壓力增大，直至達到平衡狀態。此時膜兩邊的壓力差，稱為滲透壓。3)表面張力(surfacetension)：

液體的自由面上，由于分子之間的吸引力所形成的合力使自由表面趨向最小。

溫、鹽、密概念及之間關系

1.溫度(Temperature)描述物質分子熱運動的量度。2.鹽度(Salanity)1)鹽度(1902)：1kg海水中將(Br-,I-)以氯置換，碳酸鹽分解為氧化物,有機物全部氧化,所余固體物質的總克數。(480度加熱48小時）利用“海水組成恒定性”，測定出其中某一主要成分的含量，便可推算出海水鹽度。

2)氯度:1kg海水中將(Br-,I-)以氯代替，所含氯的總克數。轉換為鹽度的關系式為：S‰=0.030+1.8050Cl‰ 3)電導鹽度 4)實用鹽標PSS78：

為使鹽度的測定脫離對氯度測定的依賴，JPOTS又提出了1978年實用鹽度標度(thePracticalSalinityScale,1978),并建立了計算公式，編制了查算表，自1982年1月起在國際上推行。建立實用鹽度的固定參考點：

配制一種濃度為32.4356‰高純度的KCl溶液，它在“一個標準大氣壓力”下，溫度為15℃時，與氯度為19.374‰(鹽度為35.000‰)的國際標準海水在同壓同溫條件下的電導率恰好相同，把這一點作為實用鹽度的固定參考點。3.密度和比容(Density&Capacity)密度(Density)：單位體積物體的質量；

比容(SpecificCapacity)：單位質量物體的體積是比容。二者皆是溫、鹽、壓的函數。

現場密度：一定溫、鹽、壓下測得的密度。條件密度(ConditionalDensity)：g/cm3 密度超量：kg/m3 狀態方程(StateFunction):描述海水溫、鹽、壓、密等理化特征參量之間關系的數學表達式。

海冰(SeaIce)

1、Tf、Tmax與鹽度關系(ConnectionbetweenTf、TmaxandS)隨鹽度的增加而降低，且前者比后者降的慢，當鹽度為24.695時二者均是-1.33度。

2、結冰過程(Freezingprocedure)淡水結冰：表層開始結冰。海水結冰：大于24.695時結冰前一直對流混合，然后混合層都達冰點時一起結冰。

結冰條件：冰點溫度，結晶核

3、海冰分布(Distributionofseaice)北極 南極 季節變化

4、海冰物理性質(Physicalpropertyofseaice)鹽度(salanity)：1kg海冰融化后海水的鹽度。

密度(density)：與S有關，與冰內的氣泡有關。1/10在水上，9/10在水下。比熱(specificheat)：比純水冰大，且隨鹽度增高而增大。受鹵水的影響，隨溫度有較大的變化，因其鹽度值有很大差異。低鹽比熱小，高鹽比純水冰大數倍。熱傳導系數(coefficientofheattransmission)：比純冰小，受氣泡影響大大減小，天然保溫層。

5、海冰與海洋水文狀況的關系(Seaiceandhydrologicstatus)1）對水文要素垂直分布影響: 同性成層：豐富的漁業資源。鹽度躍層(halocline)：

密度躍層(pycnocline)：融冰時表層會形成暖而淡的水層覆蓋在高鹽冷水上，形成密度躍層。

形成大洋底層水(bottomwaterofocean)；

2）對海水運動影響：潮汐(tide)，海浪(seawaves)3）對海洋熱狀況影響：輻射(radiation)，水溫 冬季：結冰，結晶熱，冰蓋，皮襖； 夏季：反射，融冰，融結熱

6、海冰的危害(Harmofseaice)港口，航運，海上油氣開發

世界大洋的熱量與水量平衡

海面熱收支(Heatbudgetoftheseasurface)

一、太陽輻射Qs(Solarradiation)

1、輻射定律(lawofradiation)：

1）、斯蒂芬—波爾茲曼定律：任何溫度高于絕對零度的物體都能以輻射的形式向外釋放能量，它與絕對溫度Tk的4次方成正比。

2）維恩定律：輻射能量的最大波長與輻射體表面的絕對溫度成反比。總輻射能=直達輻射+散射輻射

2、影響因素(influencingfactors)： A、太陽高度h： B、大氣透明度 C、天空中的云量、云狀

3、總輻射能分布(Thedistributionoftotalradiantenergy)： 1）緯度(latitude)： A、隨緯度升高而減小

B、除赤道地區外，夏半年均高于冬半年且差值隨緯度升高而增大。C、經向梯度夏半年小于冬半年。2）進入海水中的輻射能：

主要被表層海水吸收，隨深度增加指數衰減。

二、海面有效回輻射Qb(significantreradiationoftheseasurface)

1、定義(definition)：海面向大氣的長波輻射與大氣向海洋的長波輻射之差。

2、影響因素(influencingfactors)： A、海面水溫(seasurfacetemperature)B、空氣中的濕度(humidity)C、云量、云狀(cloud)

3、分布(distribution)：

表面水溫和海洋上層的相對濕度的日變化和變化相對較小，則Qb隨緯度及季節變化小。

三、蒸發潛熱Qe(latentheatofevaporation)

1、對海氣間熱交換起重要作用(importanteffect)

2、影響因素(influencingfactors)： A.水汽溫差

B.大氣中水汽垂直分布 C.風速

3、分布及變化(distributionandchanges)：(a)經向（南北）：

赤道蒸發量小（相對濕度大，風速小）高緯度海區小（溫度低，水汽含量少）副熱帶和信風帶海區大氣流下沉，空氣干燥，氣溫高，風大(b)季節變化：

冬季最強（風速大，水汽壓差大，水溫高于氣溫，空氣層結不穩）

四、感熱交換Qh(exchange)

1、海氣溫度不等，通過熱傳導也有熱量傳遞。

2、有兩個影響因素：海面風速和海氣溫差。

3、分布：寒暖流區較強

4、季節變化：冬季強，夏季較小

五、世界大洋海面年平均熱收支隨緯度變化

海洋內部熱交換（Heatexchangeintheocean）

一、鉛直方向上的熱輸運Qz(vertical)

二、水平方向熱輸送QA(horizontal)

三、海洋中全熱量平衡(equilibrium)海洋中的水平衡

一、影響因子(Influencingfactors)：

1、蒸發（evaporation）：

熱量、水量消耗的過程。44萬立方千米。124—126cm/a

2、降水(precipitation)：41萬立方千米,113.7cm/a。各大洋分布不均勻。與大氣環流有關。

3、大陸徑流、地下水(runoff&groundwater)：2.92萬km3,大西洋最多，亞馬遜(第一徑流)，密西西比(第二大河)，剛果(第二大徑流)，全部注入大西洋(Atlantic)，可使海面上升23cm/a.印度洋(IndianOcean)次之，太平洋最少。長江(第三徑流)只及亞馬遜18.9%。全部注入，使太平洋(PacificOcean)海面上升7cm/a。

4、結冰與融冰(icingandmelting):局地影響

5、海流(current):整個大洋是可逆的，局部海區有影響。

二、水平衡方程(Equationsofhydrologicalcycle)

1、方程(equations)：

對整個世界大洋、全年或多年平均

2、水平衡對鹽度的影響(effectonsalinity)1）世界大洋表層鹽度分布取決于蒸發和降水量之差。2）(E-P)~S 3）低緯度海區(lowerlatituderegion)：降水大于蒸發,P-E>0,S低。4）副熱帶海區(subtropicalregion)：蒸發大于降水,P-E<0，S高。5）副極地海區(subpolarregion)：多云帶，蒸發少，S低。

3、局部地區各大洋的情況(localregions)北冰洋（ArcticOcean）：徑流大，蒸發量小，水量盈余，鹽度低，冰點升高，易結冰。

太平洋（PacificOcean）：降水最多，降水+徑流>蒸發，水量盈余，平均鹽度低。大西洋（AtlanticOcean）：降水少，蒸發>降水+徑流，導致水位損失12cm/a。平均鹽度高。

世界大洋及中國海溫鹽密分布及變化

一、概述(Summary)1.對整個世界大洋 75%的水體溫度(watertemperature)在0-6°C,50%在1.3-3.8°C,整體水溫平均3.8°C。其中太平洋(thePacificOcean)3.7°C，大西洋(theAtlanticOcean)4.0°C，印度洋(theIndianOcean)3.8°C。表層海水平均溫度17.4°C，其中太平洋19.1°C，大西洋16.9°C，印度洋17.0°C。（太陽輻射入海的光能被表層海水吸收，因此表層海水溫度(SeaSurfaceTemperature)高于海洋內部。2.大西洋表層水低于太平洋的原因： 1)兩大洋擁有的熱帶海域面積;2)與北冰洋(theArcticOcean)水交換

3.熱赤緯：最高溫出現的位置。平均在7°N左右。熱赤緯不是在赤道的原因： 1）大洋環流系統(oceancirculationsystem)的配置 2）與兩極水交換

二、分布(Distribution)

（一）水平分布(horizontaldistribution)1.表層(surfacelayer)：等溫線(isotherm)成條帶狀，沿緯向逐漸減小東、西邊界等溫線彎曲方向相反寒暖流交匯處等溫線密集徑向溫度梯度（meridionalthermalgradient)冬季大于夏季。

2.深層(abyssallayer)：表層以下太陽輻射(solarradiation)直接影響減弱，環流情況與表層不同，所以水溫分布與表層不同。500m，水溫經向梯度減小，南北溫差減小。西邊界(westernboundary)出現明顯高溫區。1000m，經向變化更小，大西洋、印度洋高溫區是高溫高鹽地中海水溢出形成高鹽中層水。4000m，溫度分布均勻，整個大洋溫差不過3°C。底層，南極底層水(Antarcticbottomwater)影響，性質均勻，約0°C左右。

（二）垂直分布(verticaldistribution)表層高，隨深度增加而降低。各緯度分布不同：

1.低緯度(lowlatitude)：表層溫高的均勻層(100m左右)，下面強大溫躍層(主溫躍層)。主溫躍層（mainthermocline,又稱永久性溫躍層）：不隨季節變化。在緯向上，赤道(equator)附近的主溫躍層較強、較薄，深度大約在300m左右；在副熱帶(subtropical)海域下降，深度加深，厚度加大。高緯度)區域，強度增大，厚度減小，水層變淺。極地(polarregion)水域不出現永久性躍層。2.中緯度(mid-latitude)：

上為均勻混合層(mixinglayer)，其下季節性溫躍層(seasonalthermocline)。3.高緯度(highlatitude)：

極鋒(front)向極一側，不存在永久性躍層，冬季在上層出現逆溫現象(暖中間水)，深度100m左右；夏季冷中間水。季節性溫躍層生消規律：

三、水溫的變化(Changesofwatertemperature)

（一）日變化(diurnalchange)： 很小，變幅不超過0.3°C。日較差：最高溫與最低溫之差。

1.影響因素：主要因子是太陽輻射(solarradiation)、內波(internalwave)等。2.表層：

相比之下，晴天比多云大；無風比有風大；低緯比高緯大；夏季比冬季大；近岸比外海大。主要受

云(cloud)、風(wind)、潮流(tidalcurrents)影響。3.深層：

表層水溫的日變化，通過海水內部的熱交換(heatexchange)向深層傳播。變幅隨深度增加而減小，位相則落后。

（二）年變化(annualchange)：

表層受制太陽輻射(solarradiation)年變化。最高溫與最低溫差為年較差，赤道和極地海域年變幅小于1°C，最大值出現副熱帶海域8-9°C，寒暖流交匯處可達14、15°C。北半球(theNorthernHemisphere)變幅大。近海大于大洋。表層以下水溫的年變化，主要靠混合(mixing)和海流(oceancurrents)等因子施加影響。

（三）非規則變化(irregularchange)：西班牙圣嬰ELNino現象。

鹽度分布及變化(DistributionandChangesofSalinity)

一、概述(Summary)世界大洋鹽度平均值(meansalinityoftheworld'socean)以大西洋最高，為34.90；印度洋次之，為34.76，太平洋最低，為34.62。

二、空間分布(Spatialdistribution)空間分布不均勻。

（一）水平分布(horizontaldistribution)1.表層(surfacelayer)：

總特征，基本上具有緯線(woof)方向的帶狀分布特征和經向分布呈鞍馬狀； 寒暖流交匯區和徑流(runoff)沖淡海區等鹽線(isohaline)密集；某些海域達0.2/km。鹽度的最高與最低值多出現在大洋邊緣的海盆(oceanbasinsaroundtheedgeoftheocean)中；地中海(Mediterranean)、波斯灣(PersianBay)、紅海(RedSea)達39-43，波羅的海(TheBalticSea)北部最低時只有3。冬季鹽度分布特征與夏季相似。

平均各大洋表層鹽度(meansurfacesalinityofeachocean)，北大西洋(NorthAtlantic)(最高(35.5)，南大西洋(SouthAtlantic)、南太平洋(SouthPacific)次之(35.2)，北太平洋(NorthPacific)最低(34.2)。大西洋鹽度高于太平洋鹽度的原因：(1)大西洋沿岸無高大山脈；(2)洋流影響 2.深層(abyssallayer)： 鹽度差異隨深度的增加而減小。在500m，整個大洋鹽度水平差異約2.3，高鹽中心移往大洋西部。1000m約1.7；至2000m,0.6；深處幾近均勻。

（二）垂直分布(verticaldistribution)1.赤道區：(equatorzone)均勻低鹽層、鹽度最大層—鹽度躍層(halocline)—鹽度最小層,緩慢增加。南強北弱

2.副熱帶海區(subtropicalzone)：均勻高鹽層、鹽度最小層.3.極地海區(polarregion)：

層狀分布的原因，大洋表層以下的海水都是從此海區表層輻聚(convergence)下沉而來的。

三、鹽度的變化(Changesofsalinity)1.日變化(diurnalchange)：

表層很小，變幅通常小于0.05。下層，受內波(internalwave)的影響，常有大于表層的。

日較差：一天中最高、最低鹽度之差。2.季節變化(seasonalchange)：

由蒸發(evaporation)、降水(precipitation)、徑流(runoff)、融冰(icemelting)結冰(icing)及大洋環流(oceancirculation)等因素制約。有年變化的周期。但各海區不同，無普遍規律可循。

3.不規則變化(irregularchange)：（1）徑流(runoff)（2）地震(earthquake)密度分布及變化(DistributionandChangesofDensity)

一、分布(Distribution)

（一）水平分布(horizontaldistribution)是T、S、P的函數

1.表層(surfacelayer)：取決于溫度(temperature)和鹽度(salinity),沿經向從赤道(equator)向兩極(poles)逐漸增大。

2.深層(abyssallayer)：密度(density)水平差異減小。

（二）垂直分布(verticaldistribution)主要取決于溫度.1.隨深度(depth)增加而不均勻的增大。

2.低緯(lowlatitude)與主溫躍層對應，出現密度躍層(pycnocline)。

3.沿各緯度分布與主溫躍層相應。熱帶表面密度(surfacedensityoftropicalzone)小，密度躍層強度大，副熱帶表面密度增大，密度躍層強度(intensity)相對減弱。極鋒(front)向極一側，不存在躍層。（表面密度大）個別海域形成淺而弱的密躍層。（降水、融冰）在淺海，隨著季節性溫躍層(seasonalthermocline)的生消也會存在密度躍層的生消過程。

二、變化(Changes)1.日變化(diurnalchange)：微不足道。深層有密度躍層存在時，受內波(internalwave)影響會有波動，但無規律。

2.年變化(annualchange)：與溫度、鹽度年變化有關，綜合作用也導致了密度年變化的復雜。

中國海溫鹽分布及變化(DistributionandChangesofTemperatureandSalinityinChinaSea)季節性溫、鹽躍層 溫、鹽日較差 溫、鹽年較差

觀測手段(Measurements)

一、傳統：顛倒溫度計(Deep-seareversingthermometer)

二、電子(electronic)：CTD

三、紅外(infrared)：熱電偶、熱敏電

海水混合(MixingofSeaWater)

一、混合概念、形式(Definitionandtypes)

（一）定義(definition)：

混合是海水的一種普遍運動形式，混合過程就是海水各種特性逐漸趨向均勻的過程。

（二）混合形式(mixingtype)：分子混合(molecularmixing)，渦動混合(turbulentmixing)，對流混合(convectivemixing)分子混合(molecularmixing)：分子的熱運動與相鄰海水進行交換，只與海水的性質有關。

渦動混合(turbulentmixing)：海水微團的隨機運動與相鄰海水進行交換。與海水的運動狀態有關。

對流混合(convectivemixing)：熱鹽作用引起，主要是鉛直方向水體交換。

（三）海水混合具有區域性(localcharacter)：界面混合(interfacemixing)和內部混合(interiormixing)。

1、界面混合(interfaceblending)海氣界面：強烈的動力和熱力過程。風混合；熱力對流混合。海底層混合：主要由海流、潮流等動力因子引起，自海底向上發展。海洋鋒區：不同水團相交匯的海區，有水平和垂直混合。

2、海洋內部混合(interiorblending)海洋內波引起的混合尤為重要；

“雙擴散對流”效應：由于分子熱傳導系數大于鹽擴散系數（100倍），引起的自由對流，促進海洋內部混合。通常兩種形式：

1）冷而淡的海水置于暖而咸的海水之上溫度出現不穩定狀態，上下層海水是靜力穩定狀態，由于分子擴散的結果，上層海水增溫增鹽，下層降溫降鹽，由于熱傳導系量是鹽擴散系數的100倍，所以上層海水由于增溫而密度減小，導致海水從界面處上升，下層降溫降鹽而密度增大，導致海水從界面處下降。對流從界面開始分別向上和向下擴展。

2）暖而咸海水置于冷而淡海水之上與1）形式相似，上下層海水通過界面產生對流。海洋中觀測到“鹽指”(saltfinger)雙擴散對流效應大大促進了海洋內部的混合。

二、混合效應及影響因素(Effectandinfluencingfactorsofmixing)1.動力混合：均勻層，溫度躍層(thermocline)，鹽度躍層(halocline)，形成密度躍層(pycnocline)2.對流混合：均勻層，增鹽：溫度躍層，降溫：鹽度躍層，不會出現密度躍層

三、混合增密效應(Density-enhancedeffect)混合收縮效應:混合后的密度大于混合前海水的平均密度。海水密度隨溫、鹽和壓力的變化是非線性的。

四、水團之間混合(Mixingbetweenwatermasses)海洋熱鹽細結構(MicrostructureofOcean'sTemperatureandSalinity)

一、海洋細結構(microstructureoftheocean)：

相對常規觀測尺度的鉛直向結構，稱其為“細微”。很多很薄的水層構成，層內溫鹽性質相對均勻的分層結構。

二、兩種型式(Twopatterns)：階梯狀結構和不規則的擾動型 1.階梯狀結構(ladderpattern)：

海洋上層大風的擾動或相鄰海水的入侵。在海洋深層的一般認為是“雙擴散”對流是其形成原因。

2.不規則擾動型(irregulardisturbedpattern)：

躍層內有厚度為數米的溫度和密度相當均勻的薄層，有時甚至有逆溫現象。可能是內波的破碎或小尺度湍流形成。