海水會(huì)不會(huì)結(jié)冰?
成和
會(huì)
在近岸區(qū)域,由于水深較淺,對(duì)流規(guī)模很小,當(dāng)溫度劇烈降低(比如遭遇強(qiáng)寒潮),海水會(huì)迅速結(jié)冰。一旦海冰形成,由于各種可溶性鹽會(huì)被水的結(jié)晶過(guò)程析出,所以造成下層未結(jié)冰海水的鹽度迅速升高,于是密度變得更大,冰點(diǎn)變得更低。這時(shí)候如果有海浪攪動(dòng),就會(huì)出現(xiàn)“冰水混合”的現(xiàn)象。
海水當(dāng)然可以結(jié)冰,只是情況比淡水復(fù)雜。純水的密度隨著溫度下降而增加,但當(dāng)?shù)竭_(dá)4℃以下時(shí)反而出現(xiàn)隨溫度下降而降低。當(dāng)氣溫降低,表層水溫下降,密度變大,下沉,造成對(duì)流。直到全部水溫降低到4℃,對(duì)流停止,表層繼續(xù)降溫,直到0℃開(kāi)始結(jié)冰。而氯化鈉和其他可溶鹽類(lèi)讓海水的結(jié)冰過(guò)程變得更復(fù)雜。下圖顯示了海水的鹽度、冰點(diǎn)和最大密度溫度之間的關(guān)系。
當(dāng)鹽度低于24.695(也就是含鹽量2.4695%)時(shí),海水的行為跟淡水類(lèi)似,對(duì)流,到達(dá)最大密度溫度,對(duì)流停止,上層結(jié)冰;當(dāng)鹽度恰好是24.695的時(shí)候,最大密度溫度和冰點(diǎn)都是-1.33℃;當(dāng)鹽度大于24.695(開(kāi)放大洋中海水的鹽度通常在30左右)時(shí),海水在整體到達(dá)冰點(diǎn)之前會(huì)持續(xù)不斷的對(duì)流,所以很難結(jié)冰。
但是在近岸區(qū)域,由于水深較淺,對(duì)流規(guī)模很小,當(dāng)溫度劇烈降低(比如遭遇強(qiáng)寒潮),海水會(huì)迅速結(jié)冰。一旦海冰形成,由于各種可溶性鹽會(huì)被水的結(jié)晶過(guò)程析出,所以造成下層未結(jié)冰海水的鹽度迅速升高,于是密度變得更大,冰點(diǎn)變得更低。這時(shí)候如果有海浪攪動(dòng),就會(huì)出現(xiàn)“冰水混合”的現(xiàn)象,也就是“冰沙浪”。其實(shí)生活在北方沿海的人幾乎年年可以見(jiàn)到這種浪。
如果低溫繼續(xù)保持,冰晶最終凝結(jié)成片,海面就封凍了。頂多在海灘上留下一排一排類(lèi)似海浪的痕跡。