海水

海水都帶有鹹味,但不同水域的鹹味程度(鹽度)有所不同,約90%的海水每公升溶解有34-35克的固體,鹽度在3.4-3.5%之間。為了準確描述較小的差異,海洋學家通常用千分比(‰)或千分率(ppt)來表示海水的鹽度。北半球表層海水的鹽度約為34‰,而南半球表層海水的鹽度約為35‰。海水中的溶質主要來自河流和海底[。但世界海洋的溶質的組分是相似的:鈉離子(Na)和氯離子(Cl)占溶質的85%左右。其他溶質包括金屬離子如鎂離子(Mg),鈣離子(Ca),而陰離子包括硫酸鹽(SO₄)、碳酸根(CO₃)、溴離子等。由於海水的含鹽量過高,所以即使在沒有被污染的情況下,海水也不能直接飲用[d]。同樣地,海水也不能在未經淡化的情況下用於灌溉大多數植物。經一定比例調配的人造海水常用於科學和科技領域。

海水鹽度的變化受到眾多因素的影響:海洋間的洋流、從河流和冰川流入的淡水、海冰的形成與融化、海水的蒸發、降雨,海水的鹽度還與溫度,風,海浪互相影響。例如,波羅的海表層海水的鹽度很低,約為10-15‰,這是因為北歐較低的氣溫令海水的蒸發量較小,且波羅的海有眾多的流入河流,由于波羅的海和北海連接的海峽較窄,所以波羅的海的表層海水幾乎不與寒冷、濃度較大的底層海水混合。與之相反的是位於撒哈拉沙漠、阿拉伯沙漠之間的紅海,海水的鹽度平均約為40‰:蒸發量較高,沉澱較少;只有幾條且多為季節性的流入河流;它和其他的海洋相連的通道-北面的蘇伊士運河和南面的曼德海峽都十分狹窄。地中海的海水鹽度稍低,約為37‰。而部分內陸湖則有相當高的鹽度,如死海鹽度達300‰。

Annual mean sea surface temperature from World Ocean Atlas 2009.
全球海水的表面平均溫度(2009年),從-2°C(紫色)到30°C(粉色)
海水的溫度主要取決於所吸收的太陽輻射量。在陽光直射的赤道地區,表面海水的溫度會超過30 °C(86 °F),而兩極附近的海水溫度在冰點左右。海水中的所含溶質使得其凝固點低於純淨水,大約為−1.8 °C(28.8 °F)。海水間的溫度差異有助於海水連續不斷地循環。暖流在離開熱帶地區後溫度下降,密度增加並逐漸下沉,在寒冷的深海海水回到海面前,海水再次回流到赤道地區。深海海水的溫度在−2和5 °C(28和41 °F)之間[35]。零度以下的海水會在表面開始形成冰晶。冰晶破碎成小塊,然後融合成扁平的圓片,形成懸浮物,這便是所謂的片冰。若是風平浪靜,片冰會凍結成扁平的薄片,稱為暗冰,如繼續凍結加厚,暗冰就會沉入水底形成海冰。反之若水面波動,片冰會相互合併形成所謂「薄煎餅」(pancake)的扁平圓塊。這些滑動的冰塊相互覆蓋,由此形成浮冰。在這一系列過程中,鹽水和空氣被封入冰中,暗冰在鹽都有12%–15%時形成,開始時呈灰黑色,但會逐漸變淺,一年之後便會呈藍色,並含鹽4%–6%。

Annual mean dissolved oxygen levels at the sea surface from World Ocean Atlas 2009.
全球海水表面平均含氧量(2009年),從0.15(紫色)到0.45(粉色)摩爾/每立方米
海水的透光量取決於陽光照射角度、當地天氣及海水濁度,到達海面的光線大多於表面即反射,陽光中紅光被最表層幾公尺的海水吸收;黃光及綠光則能到達較深處;藍光及紫光更能穿透至1,000米(3,300英尺)深處。

海水的含氧量主要取決於溫度和海洋中的光合生物,特別是藻類、浮游植物及海草。白天,它們通過光合作用產生的氧氣溶解在海水中並被其他海洋生物所利用,海水在夜間的含氧量較低,而深海海水的含氧量更低。海平面200米以下的地方,光線的強度不足以發生光合作用[37],因此海水的含氧量較低。在此以下,厭氧細菌分解沉到海底的有機物,產生硫化氫[38]。全球暖化將會造成海水的含氧量降低,並加劇海水分層。