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Salzgehalt

 
     
  Mass für die Konzentration der gelösten Salze im Meerwasser und wichtige Grundgrösse in der Ozeanographie, z.B. zur Berechnung der Dichte und damit zum Verständnis der ozeanischen Zirkulation sowie zur Analyse der Wassermassen. Die Definition des Salzgehaltes ist in den vergangenen 100 Jahren als Folge verbesserter chemischer Kenntnisse über das Meerwasser sowie durch die Entwicklung moderner Messmethoden mehrmals verändert worden. Erste Versuche zur gravimetrischen Direktbestimmung des Meersalzes (durch Verdampfen des Wassers mit nachfolgender Wägung des Rückstandes) erwiesen sich als sehr fehlerhaft, hauptsächlich wegen der hydrolytischen und thermischen Zersetzung einiger Salze. Deshalb nutzte man schon sehr früh die gewonnenen Erkenntnisse über die »konservative Zusammensetzung« des Meerwassers zur Bestimmung bzw. Definition des Salzgehaltes. Hierfür genügte die chemische Analyse eines Hauptbestandteiles, da seine Konzentration, unabhängig vom Salzgehalt, in einem konstanten Verhältnis zur Gesamtmenge der gelösten Salze steht. So galt ab 1902 die empirisch abgeleitete Knudsen-Formel S=0,03+1,8050 Cl und ab 1969 die verbesserte Beziehung S=1,80655 Cl als Definition des Salzgehaltes S, wobei Cl der »Chlorinity-Gehalt« einer Meerwasserprobe ist, definiert als der Verbrauch an Silber zur Ausfällung der Halogenide Chlorid und Bromid und Iodid in einer vorgegebenen Menge dieser Probe.


Mit der Einführung von physikalischen, bordtauglichen Messmethoden in der Ozeanographie, vor allem der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit, wurde auch der Salzgehalt neu definiert. Seit 1978 gilt die »Practical Salinity Scale« (PSS78):


S=0,0080-0,1692·K151/2+25,3851·K15+14,0941·K153/2-7,0261·K152+2,7081·K155/2,


wobei K15 das Leitfähigkeitsverhältnis der Meerwasserprobe zu einer definierten Kaliumchlorid-Referenzlösung darstellt (Standardmeerwasser). Deshalb ist der »praktische Salzgehalt« eine dimensionslose Zahl, obwohl darunter natürlich die Masse Salz in g pro kg Meerwasser verstanden werden muss. Die PSS78-Gleichung gilt für Salzgehalte zwischen 2 und 42 und nur für Messungen bei 15ºC und einer »Standardatmosphäre« von 1013,25 hPa. Für die Umrechnungen von anderen Temperaturen und Drucken auf K15 existieren Algorithmen. Die PSS78-Definition hat gegenüber den früheren (chemischen) Gleichungen den Vorteil, dass sie a) unabhängig von der genauen Kenntnis der ionalen Zusammensetzung des Meerwassers ist, b) die Grundlage für die Berechnung wesentlich genauerer Dichtewerte bildet und c) für in situ Messungen mittels CTD-Sonden angewendet werden kann. Die Eichung solcher Sonden sowie die Messung des Salzgehalts in Einzelproben erfolgt heute ausschliesslich mit Hilfe von Salinometern unter Verwendung von Standardmeerwasser. Die in der Ozeanographie verbreiteten Instrumente verwenden die galvanische (über Elektroden) oder induktive Messmethode. Die modernen Salinometer erzielen Genauigkeiten von S=0,001 (Abb. 1 und Abb. 2).

SalzgehaltSalzgehalt 1: Prinzip der induktiven Leitfähigkeitsmessung. Dazu verwendet man zwei mit niederfrequentem Wechselstrom betriebene Transformatoren (T1 und T2), die über eine Meerwasserschleife (mit Widerstand Rw) gekoppelt werden. Wenn die dadurch in T2 induzierte Wechselspannung durch eine Kompensationsschleife (Einstellung erfolgt über Potentiometer Rp) gerade ausgeglichen wird, so zeigt das Galvanometer (G) Null (Rw=Rp). Damit ist der eingestellte Wert Rp ein Mass für die elektrische Leitfähigkeit der zu untersuchenden Probe.

SalzgehaltSalzgehalt 2: relativer Anteil der chemischen Hauptbestandteile am Meersalz.
 
 

 

 

 
 
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