海水与河水的分界线为什么会变化的科学故事

大家知道，河水是淡水，海水是咸水。河流不断地将淡水输往海洋，在河口附近海域与海水混合，并因此形成低盐的河口混合水，又称冲淡水。由于冲淡水的密度小于海水的密度，它浮托于海水之上，在惯性和浮力的作用下，呈羽状流形式向海扩散。当低盐的冲淡水在上层向海扩散时，高盐的海水则以补偿流的形式从底部楔入到冲淡水层之下。由于两者的密度差异，在冲淡水与海水之间便形成一个界面。该界面向河口方向倾斜，在海面上表现为一条呈弧形分布的线，这条线大体上代表海水与河水的分界线。在界面附近的海面上经常出现泡沫线，有时还可以看到油污、塑料、木头、玻璃瓶及动物尸体等污染物和废弃物构成的碎屑线，这些成为了判别海水与河水分界线的标志之一。如在美国哈得孙河口，曾经观测到碎屑线延伸距离长达30千米以上。

河流在通过河口向海洋输出径流淡水的同时，也将泥沙、有机质及营养盐等物质携带入海。因此，源自河流的冲淡水不仅在悬浮泥沙的含量上高于外围海水，而且因含有丰富的营养物质导致浮游植物大量繁殖，含量显著高于周边海水。不同河口的冲淡水或由于泥沙含量高，或由于浮游植物含量高，或两者兼而有之，导致水色发黄，这也就是河口附近海域色线形成的原因。

河口冲淡水与海水分界线的位置始终处于不断变化之中，主要是受径流、潮汐潮流及沿岸流的制约。首先，由于河流径流量的年际变化较大，洪季时径流量大，冲淡水扩散范围大；枯季时径流量小，冲淡水扩散范围小。如长江河口冲淡水的主体边界，洪季时一般可达东经123°附近，而在枯季时退缩至长江河口口门一带，相距近100千米。其次，冲淡水与海水的分界线会随潮周期（包括年、月和日周期）发生脉动变化，涨潮时向陆移动，落潮时向海迁移，其移动幅度随不同潮周期而变化。此外，河口冲淡水与海水分界线还受到沿岸流的影响。如长江河口冲淡水在冬季大多向东南偏转，但在夏季时因受台湾暖流的影响而有着向东北转向的趋势。