密度海水和压力的关系

材料的密度是以每单位体积的质量为单位，在国际单位制中以千克每立方米表示。在海洋学海水的密度历来用克每立方厘米来表示。海水的密度是温度、盐度和压力的函数。因为海洋学家要求密度测量精确到小数点后第五位数据需要写很多数字来记录每次测量。此外，在许多情况下，用势温可以忽略压力效应。这两个因素导致海洋学家采用了一种叫做sigma-的密度单位t（σ_t)．这个值是通过从密度中减去1.0并将余数乘以1000来获得的。的σ_t没有单位，是海水密度的缩写控制盐度而且温度只有。的σ_t随着盐度的增加和温度的降低而增加。

之间的关系压力密度通过观察35 psu和0°C时压力对海水密度的影响来证明。因为一米(三英尺)厚的海水柱产生的压力约为1分贝(0.1大气压)，以分贝为单位的压力大约等于以米为单位的深度。(1分贝是十分之一巴，等于10⁵牛顿每平方米。)

值相关海水密度随深度的变化均列于表中。

增加密度值表明压缩系数海水在深海的巨大压力下海洋．如果海水不可压缩，水柱中每立方厘米的水就会膨胀，所有深度的密度值就会相等。如果在4000米(约13100英尺，大约是海洋的平均深度)深处的平均压力以某种方式被2000米(约6600英尺)深处的平均压力所取代，并且海洋的面积保持不变，就会有一个平均值海平面海拔约36米(120英尺)。

最高温度密度和冰点随着盐的加入，水的密度下降，最大密度温度比冰点下降得更快。在盐度低于24.7 psu时，密度最大值在冰点之前达到，而在更典型的公海盐度较高时，密度最大值永远不会自然达到。例如，在5 psu下，密度最大值在0到10°C之间(32到50°F)。(它的实际位置是3°C[37.4°F]，其中σ_t5 psu的值为4.04。)这种低盐度水的能力，当然还有淡水通过密度最大值的能力，使它们在水在表面冷却和密度驱动的翻转发生时，表现与海洋系统不同。

在秋天一个湖在它的表面冷却，地表水下沉，对流推翻随着温度的降低，地表水的密度增加。当地表水达到淡水最大密度温度4°C(39.2°F)时，由密度驱动的对流翻转已经到达湖底，并发生翻转停止．表面的进一步冷却会产生密度较小的水，并且湖泊会根据温度控制的密度稳定地分层。只有相对较浅的表层被冷却到4°C以下。当表层冷却到冰点，0°C时，冰就形成了潜热的融合被提取出来。在深湖中，深度温度保持在4°C。春天，地表水变暖，冰融化。浅对流翻转恢复，直到湖再次等温到4°C。地表持续升温产生稳定的水柱。

在海水中的盐度超过24.7 psu，在冷却循环过程中也发生对流反转，并渗透到由冷却水的盐度和温控密度决定的深度。由于没有超过密度最大值，热驱动的对流翻转是连续的，直到到达冰点海冰随着核聚变潜热的提取而形成。由于在大多数情况下，盐基本上不存在于冰中，冰下水的盐度略有增加，随着海冰的形成，由盐和温度共同驱动的对流翻转继续进行。

持续的翻覆要求大量的水被冷却到一个新的冰点决定在更多的冰形成之前，盐度增加。这样就形成了既冷又高盐度的高密度海水。这些地区包括威德尔海在南极洲产生密度最大的海水。这种水，被称为南极底水沉入海洋的最深处。持续的翻覆减缓了海冰形成的速度，限制了冰的季节性厚度。控制冰厚度的其他因素是热量通过冰层传导的速度和冰上雪的隔热作用。季节性海冰的厚度很少超过2米(约7英尺)。在温暖的季节，融化的海冰为海面提供了一层淡水，从而稳定了水柱(看到海冰)．

改变海水温度和盐度的表面过程有助于推动垂直的过程循环海洋的。被称为温盐环流在美国，它不断地用来自地表的水取代深层的海水，并慢慢地用来自更深深处的水取代其他地方的地表水。