世界の海洋 の年間平均海面塩分濃度 。データは世界海洋アトラス 2009より。 [ 1 ] 国際海洋物理科学協会（IAPSO）標準海水。 塩分濃度 / 、または水に溶けている塩分の量のことで塩水 と呼ば れます（ 濃度も参照） 。通常 g/L または g/kg（水 1 リットル/キログラムあたりの塩のグラム数。後者は無次元で‰ に等しい）で測定されます。
塩分濃度は、天然水の化学 的性質や水中の生物 学的プロセスを決定する上で重要な要素であり、温度 や圧力 とともに、水の密度 や比熱容量 といった物理的特性を左右する熱力学的状態変数 です。これらの特性は、海洋循環や大気との熱交換を理解する上で重要です。
塩分濃度が一定の等高線は、等塩分線 、 または等塩水線 と呼ばれる。
定義 河川、湖沼、海洋の塩分濃度は概念的には単純だが、正確に定義して測定するのは技術的に難しい。概念的には、塩分濃度とは水中に溶解している塩の量である。塩とは、塩化ナトリウム 、硫酸マグネシウム 、硝酸カリウム 、炭酸水素ナトリウム などの化合物で、溶解するとイオンになる。溶解した塩化物イオンの濃度は、塩化物濃度と呼ばれることもある。操作的には、溶解物質は非常に細かいフィルター（歴史的には孔径0.45μmのフィルターだが、後には通常0.2μm）を通過できるものと定義される。[ 2 ] 塩分濃度は質量分率 、つまり単位質量の溶液中の溶解物質の質量の形で表すことができる。
海水は通常、質量塩分濃度が約 35 g/kg ですが、河川が海に流れ込む沿岸付近ではそれよりも低い値になるのが一般的です。河川や湖の塩分濃度は、0.01 g/kg 未満[ 3 ] 死海の 塩分濃度は 200 g/kg を超えます。[ 4 ] TDS が 20 mg/kg 以下です。[ 5 ]
定義にどの孔径が使われていても、特定の天然水サンプルの塩分値は数パーセント （%）以上変動することはありません。しかし、深海 で活動する物理海洋学者は、異なる研究者が異なる時期に測定した値の精度と相互比較性を、ほぼ5桁の有効数字 まで重視することがよくあります。[ 6 ]
構成 測定や定義が困難なのは、天然水には様々な起源（溶解塩類だけではない）の多様な元素が、様々な分子形態で複雑に混ざり合っているためです。これらの形態の中には、温度や圧力によって化学的性質が変化するものもあります。また、これらの形態の多くは高精度で測定することが難しく、複数のサンプルを分析する際には、いずれにしても完全な化学分析を行うことは現実的ではありません。塩分濃度の実用的な定義は、こうした問題を様々な精度レベルで考慮しつつ、使いやすさを維持しようとする試みから、多様に生まれています。
実用的な理由から、塩分濃度は通常、この組成を生み出した未知の塩の質量ではなく、これらの溶解した化学成分のサブセットの質量の合計（いわゆる溶液塩分濃度）に関連付けられます（ 人工海水 が作られる場合は例外です）。多くの目的のために、この合計は天然水中の 8 つの主要イオンのセットに限定できますが、[ 7 ] [ 8 ] [ 6 ] 主要イオンは、ほとんどの（ただし、決してすべてではない）天然水の無機組成を支配しています。例外には、一部のピット湖や一部の 熱水泉 の水が 含まれます。
酸素 や窒素 などの溶存ガスの濃度は、通常、塩分濃度の説明には含まれません。[ 2 ] 炭酸塩 や重炭酸塩 に変化する二酸化炭素 ガスは、しばしば含まれます。ほとんどの自然水のpH 範囲で通常中性分子として存在するケイ酸 の形のケイ素も 、特定の目的（たとえば、塩分濃度と密度の関係を調査する場合）で含まれることがあります。
海水 NASAによる3分間のフル動画（2013年2月27日公開） アルゼンチンのSAC-D衛星に搭載されたNASAのAquarius機器は、世界の海面塩分濃度を測定するために設計されています。この動画は、Aquariusが2011年12月から2012年12月にかけて測定した塩分濃度のパターンを示しています。赤色は高塩分濃度の領域を、青色は低塩分濃度の領域を表しています。海洋学者にとって、塩分という 用語は通常、一連の特定の測定技術のいずれかに関連付けられています。主流の技術が進化するにつれて、塩分のさまざまな記述も進化します。1980年代以前は、塩分は主に滴定に基づく技術を使用して測定されていました。 硝酸銀による滴定を使用して、 ハロゲン 化物イオン (主に塩素 と臭素 )の濃度を決定して塩素濃度 を得ることができました。次に、塩素濃度に他のすべての成分を考慮するための係数を掛けました。結果として得られる「クヌーセン塩分」は、千分率 (ppt または‰ )の単位で表されます。
海水のイオン含有量を推定するために電気伝導率 測定を使用することで、 1978年実用塩分スケール （PSS-78）と呼ばれるスケールが開発されました。 [ 9 ] [ 10 ] psu またはPSU （実用塩分単位 を表す）が付けられることがある。[ 11 ] [ 2 ]
2010年に、海水の特性に関する新しい標準である「海水の熱力学方程式2010 （TEOS-10 ）」が導入され、実用塩分の代わりに絶対塩分、ポテンシャル温度 の代わりに保存温度 が推奨されました。[ 6 ] この標準には、参照組成塩分スケール と呼ばれる新しいスケールが含まれています。このスケールの絶対塩分は、溶液1キログラムあたりのグラム数で表される質量分率で表されます。このスケールの塩分は、電気伝導率の測定値と、海水組成の地域的な変化を考慮した他の情報を組み合わせることによって決定されます。また、密度を直接測定することによっても決定できます。
ほとんどの場所で採取された、塩素濃度が 19.37 ppt の海水サンプルは、 クヌーセン塩分が 35.00 ppt、PSS-78 実用塩分が約 35.0、TEOS-10 絶対塩分が約 35.2 g/kg になります。この水の 15 °C での電気伝導率 は 42.9 mS/cm です。[ 6 ] [ 12 ]
地球規模では、1950年代以降、人為的な気候変動 が表面および海底の塩分濃度の変化に寄与してきた。21世紀を通しての表面塩分濃度の変化の予測では、淡水域はさらに淡水化し、塩水域はさらに塩分濃度が高くなることが示されている。[ 13 ]
塩分濃度は、異なる物質の塊を追跡する指標として機能します。表層水は沈降する水を補うために引き込まれ、その水はやがて冷たく塩分濃度が高くなり、沈降します。塩分濃度の分布は、海洋循環の形成に影響を与えます。
湖と川 湖沼学者 や化学者は、塩分濃度を単位体積あたりの塩の質量で定義することが多く、単位は mg/L または g/L です。[ 7 ] 電気伝導率 、または「基準伝導率」も使用します。この測定値は温度の影響を補正することができ、通常はμS/cm の単位で表されます。
塩分濃度が約 70 mg/L の河川水や湖水は、 通常 25 °C で 80 ～ 130 μS/cm の比伝導率を持ちます。実際の比率は、存在するイオンによって異なります。[ 14 ]
直接的な密度測定は、特に塩分濃度の高い湖 において、塩分濃度を推定するためにも使用されます。[ 4 ]
塩分濃度に基づく水域の分類 海水とは海洋の水のことであり、別の言い方をすれば真塩性海水 です。真塩性海の塩分濃度は30～35‰です。汽水 または汽水は塩分濃度が0.5～29‰の範囲であり、メタハリン海は 36～40‰です。これらの水はすべて、塩分濃度が海洋に由来するため海洋水とみなされ、塩分濃度が時間とともにあまり変化しない場合（実質的に一定である場合）は、等塩性であると定義されます。 右側 の表は、Por (1972) [ 15 ] [ 16 ]を改変したもので、「ヴェネツィア方式」(1959) [ 17 ]
等塩分環境とは対照的に、塩分濃度の変動が生物学的に重要な変塩性 環境（海洋性環境の場合もある）が存在する。 [ 18 ] 変塩性 水の塩分濃度は0.5‰から300‰を超える範囲に及ぶことがある。重要な特徴は、これらの水域の塩分濃度が季節的または他のほぼ同等の時間スケールで、生物学的に意味のある範囲で変動する傾向があることである。簡単に言えば、これらは塩分濃度が非常に変動する水域である。
塩分濃度が非常に高い水、つまり塩が結晶化する（または結晶化しようとしている）水は、塩水 と呼ばれます。
環境への配慮 塩分濃度は、水域に生息する生物の種類に影響を与える、非常に重要な生態学的要因です。また、塩分濃度は、水域内または水（または地下 水）によって養分を与えられた土地で生育する植物の種類にも影響を与えます。 [ 19 ] 塩生植物と呼ばれます。 残留炭酸ナトリウム 塩分濃度に耐性のある塩生植物は、グラスワート 、ソルトワート 、またはバリラ 植物と呼ばれます 。非常に塩分濃度の高い環境で生育できる生物（主に細菌）は、極限環境生物 、特に好塩生物 に分類されます。幅広い塩分濃度に耐えることができる生物は、広塩性生物 です。
水から塩分を除去するのは費用がかかり、塩分濃度は水の利用において重要な要素であり、飲用適性や 灌漑 への適性に影響します。米国では、一般的な道路用塩 やその他の融雪剤が 流出水に含まれるため、湖や河川で塩分濃度の上昇が観測されています。[ 20 ]
海洋の塩分濃度は、世界の海洋循環の 原動力の一つです。海面における塩分濃度と温度の変化による密度変化は浮力の変化を引き起こし、それが水塊の沈降と上昇を招きます。海洋の塩分濃度の変化は、 二酸化炭素の溶解度が低いため、地球規模の二酸化炭素濃度の変化にも寄与すると考えられています。さらに、氷河期には、海洋の成層化によって循環 が弱まる可能性があり、その場合、熱塩循環による水の沈み込みがより困難になります。
塩分濃度は海洋循環の原動力であるだけでなく、海洋循環の変化も塩分濃度に影響を与えます。特に亜極北大西洋では、1990年から2010年にかけてグリーンランドの融解水の流入が増加したのに対し、塩分濃度の高い大西洋水の北向き輸送が増加したことで相殺されました。[ 13 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 13 ] [ 24 ]
関連項目 経済目的のための海水淡水化 塩分濃度の測定 生物学的文脈における塩分濃度 生物全般、特に人間の健康に焦点を当てて 植物において 魚 地質学的文脈による塩分濃度 溶質濃度の一般的なケース
参考文献 ↑ 世界海洋アトラス 2009年版。nodc.noaa.gov 1 2 3 Pawlowicz, R. (2013). "海洋における主要な物理的変数：温度、塩分、密度" . Nature Education Knowledge . 4 (4): 13. ↑ 1 2 Anati, DA (1999). "高塩分塩水の塩分濃度：概念と誤解". Int. J. Salt Lake. Res . 8 (1): 55–70 . Bibcode : 1999IJSLR...8...55A . doi : 10.1007/bf02442137 . ↑ 「塩分濃度と水質について学ぶ」 。 2018年 7月21日 取得 。 1 2 3 4 IOC、SCOR、およびIAPSO（2010）。 海水の国際熱力学方程式 – 2010：熱力学的特性の計算と使用 。政府間海洋学委員会、ユネスコ（英語）。196ページ 。 {{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)1 2 Wetzel, RG (2001). Limnology: Lake and River Ecosystems, 3rd ed . Academic Press. ISBN 978-0-12-744760-5 。↑ Pawlowicz, R.; Feistel, R. (2012). "海水熱力学方程式2010 (TEOS-10)の湖沼学的応用" . Limnology and Oceanography: Methods . 10 (11): 853– 867. Bibcode : 2012LimOM..10..853P . doi : 10.4319/lom.2012.10.853 . S2CID 93210746 . ↑ ユネスコ（1981）。実用塩分スケール1978と国際海水状態方程式1980。海洋科学技術論文 、36 ↑ ユネスコ（1981）。年実用塩分スケールに関する背景資料および補足データ。海洋科学技術論文 、37 ↑ Millero, FJ (1993). 「PSUとは何か？」. 海洋学 . 6 (3): 67. ↑ Culkin, F.; Smith, ND (1980). "Determination of the Concentration of Potassium Chloride Solution Having the Same Electrical Conductivity, at 15C and Infinite Frequency, as Standard Seawater of Salinity 35.0000‰ (Chlorinity 19.37394‰)". IEEE Journal of Oceanic Engineering . OE-5 (1): 22– 23. Bibcode : 1980IJOE....5...22C . doi : 10.1109/JOE.1980.1145443 . 1 2 3 Fox-Kemper, B.; Hewitt, HT ; Xiao, C.; Aðalgeirsdóttir, G.; Drijfhout, SS; Edwards, TL; Golledge, NR; Hemer, M.; Kopp, RE; Krinner, G.; Mix, A. (2021). Masson-Delmotte, V.; Zhai, P.; Pirani, A.; Connors, SL; Péan, C.; Berger, S.; Caud, N.; Chen, Y.; Goldfarb, L. (eds.). "海洋、氷圏、海面変動" (PDF) . Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change . 2021 .ケンブリッジ（英国）およびニューヨーク（米国ニューヨーク州）：ケンブリッジ大学出版局： 1211–1362 頁 。doi ： 10.1017 / 9781009157896.011。ISBN 9781009157896 。↑ van Niekerk, Harold; Silberbauer, Michael; Maluleke, Mmaphefo (2014). "南アフリカの河川における全溶解固形物と電気伝導率の関係における地理的差異" . Water SA . 40 (1): 133. Bibcode : 2014WatSA..40..133V . doi : 10.4314/wsa.v40i1.16 . ↑ Por, FD (1972). "シナイ半島の高塩分水域に関する水生生物学的考察". Marine Biology . 14 (2): 111– 119. Bibcode : 1972MarBi..14..111P . doi : 10.1007/BF00373210 . S2CID 86601297 . ↑ 「塩分濃度｜淡水流入量」 。www.freshwaterinflow.org 。 2020年10月25日 取得 。 ↑ ヴェネツィアシステム（1959年）。汽水域の分類に関するシンポジウムの最終決議。Archo Oceanogr. Limnol. 、11（増刊号）：243–248。 ↑ Dahl, E. (1956). "変塩水域における生態学的塩分境界". Oikos . 7 (1): 1– 21. Bibcode : 1956Oikos...7....1D . doi : 10.2307/3564981 . JSTOR 3564981 . ↑ Kalcic, Maria、Turowski, Mark、Hall, Callie (2010-12-22)。 「ステニス宇宙センター塩分ドリフタープロジェクト。ミシシッピ州キルンのハンコック高校との共同プロジェクト」 。 ステニス宇宙センター塩分ドリフタープロジェクト 。NTRS。2011-06-16 に 取得 。 {{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)↑ 「塩の使用を控え、代わりにビーツジュースとビールで道路をきれいにしたい」 www.wbur.org 2018 年1月29日 ↑ Dukhovskoy, DS; Myers, PG; Platov, G.; Timmermans, ML; Curry, B.; Proshutinsky, A.; Bamber, JL; Chassignet, E.; Hu, X.; Lee, CM; Somavilla, R. (2016). "受動トレーサーを用いたモデル実験による亜北極海域におけるグリーンランド淡水経路" . Journal of Geophysical Research: Oceans . 121 (1): 877– 907. Bibcode : 2016JGRC..121..877D . doi : 10.1002/2015JC011290 . hdl : 1912/7922 . S2CID 603982 . ↑ Dukhovskoy, DS; Yashayaev, I.; Proshutinsky, A.; Bamber, JL; Bashmachnikov, IL; Chassignet, EP; Lee, M.; Tedstone, AJ (2019). "Role of Greenland freshwater anomaly in the recent freshening of the subpolar North Atlantic" . Journal of Geophysical Research: Oceans . 124 (5): 3333– 3360. Bibcode : 2019JGRC..124.3333D . doi : 10.1029/2018JC014686 . PMC 6618073. PMID 31341755 . ↑ Stendardo, I.; Rhein, M.; Steinfeldt, R. (2020). "北大西洋海流とその亜極北大西洋における水量および淡水輸送量、期間 1993–2016" . Journal of Geophysical Research: Oceans . 125 (9) e2020JC016065. Bibcode : 2020JGRC..12516065S . doi : 10.1029/2020JC016065 . S2CID 225238073 . ↑ ホリデイ、N. ペニー。ベルシュ、マンフレッド。ベルクス、バーバラ。チャフィク、レオン。カニンガム、スチュアート。フロリンド・ロペス、クリスティアン。ハトゥン、ヤルマル。ジョンズ、ウィリアム。ジョジー、サイモン A.ラーセン、カリン・マルグレサ・H.ミューレット、サンドリーヌ (2020-01-29)。 「海洋循環により、北大西洋東部の亜極地で過去 120 年間で最大の新鮮化現象が引き起こされる 。 」 ネイチャーコミュニケーションズ 。 11 (1): 585. Bibcode : 2020NatCo..11..585H 。 土井 ： 10.1038/s41467-020-14474-y 。 ISSN 2041-1723 。 PMC 6989661 。 PMID 31996687 。
さらに読む Lewis, Edward Lyn (1982). 「1978年の実用塩分スケールとその前例」(PDF) . Marine Geodesy . 5 (4): 350– 357. Bibcode : 1982MarGe...5..350L . doi : 10.1080/15210608209379432 . 2024年8月25日 取得 . Mantyla, Arnold W. (1987 年 4 月) 「標準海水比較の更新」 Journal of Physical Oceanography ( IEEE Journal of Oceanic engineering 、vol. OE5、n° 1、1980 年 1 月に掲載された原著論文の再録) 17 (4): 543–548 . Bibcode : 1987JPO....17..543M . doi : 10.1175/1520-0485(1987)017 < 0543:sscu > 2.0.co ; 2 .
外部リンク 「海水の熱物性」 . web.mit.edu (海水特性に関するMITのページ、 Matlab 、EES 、Excel VBA ライブラリルーチン付き) . 2024年8月25日 取得. 「塩分濃度の初期測定：古代の概念から挑戦的な結果まで」 salinometry.com （ 塩分濃度測定の歴史）2024年8月25日 取得 。 「実用塩分スケール — 1978」 . salinometry.com . 2024年8月25日 取得 。 「実用的な塩分濃度計算機」 . salinometry.com . 2024年8月25日 取得 。 「海水に関するアルゴリズム」 code10.info ( 海水の基本特性を計算するための方程式とアルゴリズム) 2024年8月25日 取得 。 「内陸水域の塩分濃度を計算するための方程式とアルゴリズム」。eos.ubc.ca 。2024年8月25日 取得 。
