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《海水的氧饱和度与韦斯方程》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第21卷第1期海洋技术Vol121,No112002年3月OCEANTECHNOLOGYMarch,2002海水的氧饱和度与韦斯方程马传芳田锐(国家海洋标准计量中心,天津300112)摘要:1973年,联合国教科文组织(UNESCO)汇同英国国立海洋研究所(NOI)联合颁布了“国际海洋学用表”第二卷,即由国际海洋学用表与标准联合专家小组监督制订,由NOI与UNESCO,依据韦斯方程编辑出版的海水氧饱和度表。韦斯方程是海水中氧的溶解度与温度和盐度关系的一组方程式,它提供了一种计算海水中氧的溶解度的简便而又系
2、统的方法。本文主要介绍了韦斯方程的推导过程、计算方法、数据引用、适用范围及公式精度等技术问题,供海洋科技工作者研究、参考,以利于进一步提高海水溶解氧的观测技术及计量标准工作的水平。关键词:海水;饱和度;方程中图分类号:P734文献标识码:B文章编号:100322029(2002)0120022205-3溶解氧是描述海水水团,了解海水混合过程和C=012094(101B)(1-Pvap)(1)大洋环流的重要参数之一,它在海洋生物和地球化式中:Pvap为海水的蒸气压。学过程中起着极其重要的作用。因此,海水溶解
3、氧本世纪60年代,卡彭特(Carpenter)等人在很的测定和氧饱和度的判断是海洋科学工作者的重要宽的温度和盐度范围内测定了氧(包括氮、氩)在任务。海水和蒸馏水中的溶解度。韦斯选择了他认为是最海水溶解氧的测量方法主要是温克勒可靠的数据,利用热力学公式于1969年建立了表示(Winkler)法及其各种改进的方法。该方法易于掌这三种气体在海水中的溶解度与温度和盐度关系的握,不需要复杂的仪器设备,至今被认为是测定海一组方程式,即韦斯(Weiss)方程。韦斯方程的建水中溶解氧的最好的方法。所以温克勒法被许多海立,
4、为我们提供了一种计算海水中氧(包括氮、洋国家收入海洋调查规范中使用。经多次国际标准氩)溶解度的方法。1973年,由国际海洋学用表与试验证明,采用碘酸钾或碘酸氢钾作为基准的温克标准专家联合小组(JPOTS)监督制订,由英国国立33勒现场方法的最佳精密度在0103～0105cmödm海洋研究所(NOI)与联合国教科文组织之间。(UNESCO)联合编辑出版的“海水氧饱和度表”海水中氧溶解度的表示式通常有三种:一是亨(见国际海洋学用表1973年第二卷)就是依据韦斯利(Henry)定律常数K,它是气体溶解度的最基本
5、方程计算的。的表示式。二是邦森(Bensen)系数B,其定义为当韦斯方程的建立大致分三步:第一步是首先选气体的分压为一个大气压,在测量温度时,每单位择可靠的各种气体的溶解度数据。第二步确定合适体积的液体所吸收的气体(STP)的体积,这种表示的溶解度公式。第三步用严密的数学方法推算方程式也经常被海洋化学工作者所采用。三是空气溶解的各常数项。度C,其定义为在总的压力为一个大气压,在测量温为了试验各种溶解度公式的拟合优度,韦斯从度时,每单位体积液体中吸收空气达到饱和所须气文献中选择了高精密度的氧、(包括氮、氩)
6、的溶解体(STP)的体积。就海洋学实际用途来说,空气溶度数据。韦斯数据选择的原则是建立在实验方法系解度C是最方便的溶解度表示式。它与邦森系数B统误差的精密度和灵敏度,以及分析人员之间一致之间的关系如(1)式所示:性水平的基础上的。另外,数据的选择还仅限于0～35℃温度范围内,蒸馏水和各种盐度的海水的溶解收稿日期:2001209215度的测定研究。第1期马传芳等:海水的氧饱和度与韦斯方程23在相应大的温度和盐度范围内氧的溶解度的测项拟合,数据的再现性是很好的。定是由戈林(Green,1965)、卡彭特(19
7、66)、默里在温度不变的条件下,溶解度与盐度的关系符和赖利(MurragandRiley,1969)完成的。测定结合赛特切诺(Setche′-now)经验公式:果表明,卡彭特与默里和赖利的数据一致性相当好。lnB=b1+b2S‰(3)在整个温度和盐度范围内,默里和赖利的结果比卡式中,b是常数项,S‰是以千分比表示的盐度。彭特的结果平均约低011%。然而戈林的数据比他在一些文献中,有人曾试图证明或怀疑特切诺们的数据高1%。卡彭特指出,这主要是由于戈林忘公式的可靠性。为了验证这一问题,韦斯从与公式记了修正分析
8、时使用的试剂所增加的氧的量。在经(2)的前三项的最小二乘法拟合曲线中,在-2℃到过必要的修正之后,他们的数据之间的一致性也是+40℃范围内每间隔2℃取了许多点1对于每一温相当好的。尽管是这样,戈林的大部分数据与卡彭度,在不同盐度测定的各点与赛特切诺公式进行拟特或默里和赖利的数据,其均方根偏差是合。因此,23条独立的等温线与每种气体的每一批333301016cmödm,其中大部分数据在0101cmödm以实验数据都进行了拟合。同
