4. 温盐深参数物理定义与单位
CTD数据之所以需要专门讨论“单位”，是因为温度、盐度、压力这三个核心参数各自都有一套历史沿革复杂、彼此不能随意互换的计量体系。同一份CTD原始数据，如果温度按IPTS-68而非ITS-90解读，或盐度把实用盐度当成绝对盐度使用，或压力与深度换算时用错重力加速度，最终得到的密度、声速、热含量等派生量都会系统性偏移。本节围绕四个问题展开：温度用哪个温标、盐度用哪个定义、压力与深度如何换算、以及如何在数据处理中做单位一致性检查。
一、温度：ITS-90温标与历史温标的差异
1990年国际温标（ITS-90）是目前海洋温度数据的法定温标。它用一组定义固定点（如水的三相点273.16 K、镓熔点、水银凝固点等）和规定的内插仪器（标准铂电阻温度计等）来复现热力学温度，海洋观测范围内主要依靠铂电阻温度计分度。CTD的温度传感器出厂标定证书通常直接给出ITS-90下的系数，因此现代CTD数据默认就是ITS-90温标。
问题出在老数据上。1990年以前的大量海洋观测使用IPTS-68温标，两者在海洋温度区间（约-2～35℃）存在约0.001～0.005℃的系统差，且差值随温度变化。这个量级看似很小，但对深层海水密度计算并非无关紧要——海水密度对温度的敏感度在低温低盐区可达约0.1 kg·m⁻³/0.001℃，足以影响位势密度和层结判断。因此处理历史数据时，必须确认温标并做转换，常用近似关系为：
t90 = t68 / 1.00024 （海洋温度范围内的常用近似）
例：t68 = 10.000 ℃ → t90 ≈ 9.9976 ℃注意转换方向：由IPTS-68转ITS-90是除以1.00024，数值略微变小。若把方向搞反，误差会翻倍。实际业务中更稳妥的做法是查表或使用TEOS-10官方提供的转换函数，而不是手算近似。
二、盐度：实用盐度SP与绝对盐度SA
实用盐度（Practical Salinity, SP）是无量纲量，PSS-78定义它由电导率比R_t（海水电导率与相同温度压力下质量分数3.2431%的KCl标准溶液电导率之比）经多项式计算得到。它的历史使命是让盐度可以通过电导率快速测定，但严格来说它并不是“每千克海水含多少克盐”的质量分数。
绝对盐度（Absolute Salinity, SA）是TEOS-10引入的量，单位为g·kg⁻¹，表示海水中溶质质量分数的最佳估计。两者关系可近似写为SA = SR·(1+δ)，其中SR是由SP换算的参考盐度，δ为绝对盐度异常，与海域、深度有关，大洋中典型量级为±0.01 g·kg⁻¹以内，近岸受陆源径流影响可显著增大。对多数开阔大洋业务应用，SP与SA数值上接近，但单位与物理含义不同：SP无量纲，SA有g·kg⁻¹量纲。在TEOS-10框架下计算密度、声速、热膨胀系数等，必须使用SA而非SP，否则会引入与δ同量级的系统偏差。
三、压力与深度：换算不是简单乘系数
CTD直接测量的是压力p，单位常用dbar（分巴），1 dbar = 10⁴ Pa，海面附近压力约为0 dbar。深度z并不是压力的线性函数，因为海水密度随深度变化，且不同纬度重力加速度不同。常用的换算思路是：由压力经海水状态方程（如TEOS-10的gsw_p_from_z反函数）迭代求深度，或使用近似公式。一个在教学中常用的简化关系是“1 dbar约等于1 m”，但这只在表层、密度接近1030 kg·m⁻³、重力加速度取9.8 m/s²时近似成立，深水或高纬度海域误差可达数十米量级。
更严谨的近似式为z ≈ p/(ρ·g)，其中ρ取该压力层的平均密度，g取当地重力加速度（赤道约9.780 m/s²，极地约9.832 m/s²）。例如p=1000 dbar、ρ=1027 kg·m⁻³、g=9.81 m/s²时，z≈1000×10⁴/(1027×9.81)≈992.6 m，与“1 dbar=1 m”相差约7 m。对需要精确深度的应用（如等深面插值、水团分析），必须使用状态方程换算而非固定系数。
四、单位一致性检查与常见错误案例
在把CTD数据送入计算流程之前，建议按固定顺序做一次单位体检。第一步查温度：变量单位是℃还是K，温标是ITS-90还是IPTS-68，若是后者先转换。第二步查盐度：是SP还是SA，量纲是无量纲还是g·kg⁻¹，若后续用TEOS-10函数，必须提供SA。第三步查压力与深度：确认p的单位是dbar还是Pa，z是换算得到的还是仪器附带输出，两者不可混用。第四步查派生量输入：TEOS-10的gsw函数对输入单位有明确约定（SA用g/kg、t用℃、p用dbar），传错单位不会报错，只会静默给出错误结果。
几个典型错误案例值得警惕。其一，把PSS-78实用盐度直接当作绝对盐度输入TEOS-10密度函数，在δ较大的近岸海域，密度偏差可达0.01 kg·m⁻³量级，影响层结稳定性判断。其二，历史数据未做IPTS-68到ITS-90转换，温度系统性偏高约0.002～0.004℃，在深层水密度计算中引入可察觉偏差。其三，把压力dbar直接当深度m使用，在1000 m附近产生约7 m的深度误差，等深面插值结果整体偏移。其四，温度单位混用，把K值当℃值代入公式，结果完全失真——这类错误往往因数值量级差异明显而容易被发现，但若数据经过多次格式转换，也可能被掩盖。
把上述检查固化为流程，可以显著降低出错概率：读取数据后先打印各变量的名称、单位、量纲与数值范围，与预期对照；对盐度做SP/SA判别；对温度做温标判别；对压力与深度做单位判别；确认无误后再进入派生量计算。对批量数据，可编写脚本对每个剖面自动检查数值范围（如温度是否落在-3～40℃、盐度是否落在0～42、压力是否单调不减），异常值往往正是单位错误的信号。