关于海水状态方程介绍

[拼音]：haishui zhuangtai fangcheng

[外文]：equation of state for sea water

描述海水状态参数之间关系的方程式。最常用的是表达海水的现场密度 （或现场比容 ）同温度(T)、盐度(S)和压力 (p)之间关系的经验公式。它不仅可由温度、盐度和压力的观测资料计算海水的密度（或比容），还可导出许多热力学函数。

海水的现场密度略大于1。为了书写方便起见，在海洋学中常用现场条件密度σSTp：

=(-1)×103

在大气压p=0条件下的密度，称为条件密度σT，

现场比容αSTp和现场密度成反比，即

同理，现场条件比容VSTp和条件比容VT分别为

=(-0.9)×103

海水状态方程在海洋学中通常用经验公式来表达，有代表性的或在海洋学中广泛使用的有：

（1）克努曾-埃克曼经典状态方程式。1901年，M.H.C.克努曾提出了计算条件密度的海水状态方程

σT=ΣT+(σ0+0.1324)[1-AT+BT(σ0-0.1324)]1908年，V.W.埃克曼考虑了压力的影响，提出计算现场 比容的关系式

上两式中ΣT、AT、BT是与温度有关的系数;σ0是与盐度（或氯度）有关的系数；而μ决定于T、p和σ0。把这两个式子综合起来，就得到克努曾-埃克曼状态方程，它曾广泛应用在海洋学中。

（2）皮耶克尼斯和桑德斯特勒姆状态方程式。1910年，V.皮耶克尼斯和J.W.桑德斯特勒姆把现场比容看作是温度、盐度和压力的函数，用泰勒级数展开后得到

式中诸δ表示改正值，已编成便于查算的数值表格。对比容也有类似的表达式。

（3）UNESCO高压海水状态方程式。20世纪70年代，F.J.米勒罗等人按新盐标计算实际盐度S，并提出了新的状态方程式

或者写成

在一个标准大气压 (p=0)下的海水密度可由下列方程确定：

式中ρw为基准纯水密度，K0和K分别为大气压下和压力为p时的正割体积d性模量，其中

K0=Kw+fS+gS3/2

A=Aw+iS+j0S3/2

B=Bw+mS

式中下角标W代表纯水的量;Kw、Aw、Bw、ρw、b、c、f、g、i、m都是和温度有关的系数;d0和jw为常数（见表）。此方程式的准确度相当高，能计算出某些热力学参数，已被联合国教科文组织的海洋学常用表和标准联合专家小组第九次会议采纳，并向全世界的各海洋学技术组织和学者推荐使用。它的适用范围为：温度-2～40°C，压力 0～1000巴，盐度0～42。

已提出的状态方程式很多，但大都比较复杂，不便用在流体运动方程的热力封闭系统中，因此一些学者提出不同的简化的海水状态方程式。例如О.И.马马耶夫在1964年发表的公式为

σT=28.152-0.0735T-0.00469T2+(0.802-0.002T)(S-35)它采用 A.德凡特在 1961年提出的压力影响改正值σ′p=0.0046p，因此

σSTp=σT+σ′p此式的使用范围:温度0～30°C，盐度0～40，压力0～1000巴。这种简化式便于在建立海洋流体动力学的理论模式中使用。

参考书目

1. F.J.Millero，C.T.Chen，A.Bradshaw and K.Schlei-cher，A New High Pressure Equation of State forSeawater，Deepsea Research，Vol.27，No.3/4A，1980.