4.5海洋效应(3)

　　实际上在海洋温差发电中，根据热力学定律，上述热能转换成有效能量要大打折扣，按卡诺效率计算，在12℃温差时，其效率仅有4％，那么可能转换为电能的海洋热能仅为20亿千瓦。

　　我国南海地处热带和亚热带，表层水温在5—8月可达26—28℃，2—11月也仍在20～26℃之间，水深大多在2000米以上。自表层向下500—1000米处，可获得5℃左右的冷却水。在我国南海诸岛搞温度发电，自然条件是具备的。目前海洋温度差发电尚未大型实用化，由此而引起的对环境影响问题尚未暴露出来。

　　（五）海洋浓度差能

　　在海水与淡水的交界面上，有着显著的盐浓度差，它们混合时所放出的自由能，叫做浓度差能。利用这种能进行发电，称为盐浓度差发电。这种能量的开发利用是最近提出的，新的海洋动力资源研究项目。

　　利用浓度差方法很多，目前认为，利用渗透压方法，实用性较高。将一个只让水分子通过而不让盐分通过的半透膜做成的袋子，装上盐水，再放在盛有淡水的槽中，并使盐水面与槽中淡水面相平。过一会，盐水面会升高，表明淡水已通过袋壁进入其中，这就是渗透现象。水槽中的水分子可以进入袋内，袋内的水分子也可以通过袋壁进入水槽。实际上，两种过程同时进行着。开始时，水分子进入袋内的过程占优势，结果袋内水面不断升高，升到一定程度后，当进出袋水分子相等处于动态平衡时，袋内水面便不再升高。此时，海水侧对于淡水侧的压力（盐水面高出淡水面的水柱静压）称渗透压。渗透压随海水的盐度和温度而发生变化。一般海水在20℃时，盐度为35×10^-3，已经得知具有24.8大气压的渗透压。相当256.2米的水头，对海水来说是250米。

　　浓度差发电原理是海水与淡水的交界面上装一水压塔，以半透膜与淡水隔开。在水压塔的顶端安装一根水平管，只要它的高度低于250米，导管中的海水就会喷射出来。如果导管的出口正好对准水轮机叶片，其喷射出的水流就会推动水轮发电机发出电来。

　　由导管出口喷出的水流，其最大输出功率（P）为：

　　

　　式中，m为出水口流出海水质量；V为出水口的水流速度；g为重力加速度；h为出水口距海面的高度。

　　导管流出的水量是通过半透膜渗透过来的淡水加以补充。显然，淡水渗透速度愈快，产生的功率愈大。

　　浓度差能源蕴藏量有多大？不同学者有不同估计数字。例如日本学者高野雄三，估计为35亿千瓦；美国威克估计为300亿千瓦，而在日本另一些学者的文章中则更高，达14000亿千瓦。

　　浓度差能虽然蕴藏丰富，但由于它的利用需要以半透膜或离子交换的研究为前提（例如每千瓦输出功率需要的膜面积约为几千平方米），所以，此种能源的利用到实用化的规模，尚需时日。

　　二、海洋的大气环境效应

　　（一）海洋是大气的主要热源

　　海洋和陆地向大气供热差异从表4－12可以看出：

　　1.除了最北部的纬度带以外，由海洋向大气输送的热通量与陆地相比，都占明显优势。例如，在50°—60°N区域，由海洋输给大气的热通量已占一半以上。随着纬度的减低，海洋对

　　

　　大气的热量贡献越来越大，在近赤道海区，海洋对大气的热量贡献达到83—85％。平均而论，北半球的大气由海洋得到的热量占海陆总供热量的75％。由此可以得出结论：在海洋-大气系统中，热交换的异常，完全可以影响大气环流，并造成巨大的天气异常。

　　2.在赤道区域，进入大气的热通量，几乎完全取决于海洋与大气的相互作用；而在近极地区域，则主要取决于大气与陆地表面的相互作用。

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