氣象條件與救撈作業(yè)：7海流海浪海冰潮汐

1、海流（Ocean Current）,海流:是指海洋中的海水具有相對穩(wěn)定速度的流動，它是海水運動的形式之一。 流向: 海流的方向是指去向，常用8個方位或以度為單位表示。 流速: 流速的單位常用Kn（節(jié)）和n mile/d（海里/日）表示。,按海流的成因分類,1. 風(fēng)海流：包括風(fēng)生流和漂流，是由風(fēng)對海水的牽引作用而產(chǎn)生的海流。風(fēng)生流是短暫風(fēng)力引起的暫時性的海流，其流速和流向隨風(fēng)向，風(fēng)速而變化。漂流是由信風(fēng)或盛行風(fēng)的長期作用而引起的海流，流向和流速比較穩(wěn)定，又叫定海流。 2. 密度流：由于海水中的密度不均勻而產(chǎn)生的海流，又稱梯度流。如非洲的紅海，蒸發(fā)大，鹽度高密度大，產(chǎn)生由紅海流向印度洋的海流。江河

2、入?？?3. 補償流：由于海水的連續(xù)性，一處海水流失，它處海水將流來補充，形成補償流。 4. 潮流：由于天體引潮力引起的海水周期性水平運動。 實際上由單一原因產(chǎn)生的海流極少，往往是幾個因子共同作用的結(jié)果，但有主次，近海以潮流為主，外海多風(fēng)海流和梯度流。,按海流的物理屬性(溫度)分類,水團：來自相同的源地，具有獨特的相對均勻的物理性質(zhì)（如溫度，鹽度，溶解氧等）的海水稱水團。 暖流：流動水團的溫度比它所經(jīng)過海區(qū)的水溫高稱暖流。一般從低緯向高緯流動的海流為暖流。 冷流：流動水團的溫度比它所經(jīng)過海區(qū)的水溫低稱冷流。一般從高緯向低緯流動的海流為冷流。 中性流：流動水團的溫度比它所經(jīng)過海區(qū)的水溫相差不大稱

3、中性流，一般東西向的流。,風(fēng)海流,形成：當(dāng)風(fēng)向不變的風(fēng)持續(xù)（一般6h以上）吹過海面時，對海面產(chǎn)生一種切應(yīng)力，在這個力的作用下，表層海水開始沿風(fēng)的去向流動。流動一開始，海水便受到地轉(zhuǎn)偏向力和下層靜止海水對水層流動海水的粘滯作用。當(dāng)切應(yīng)力、摩擦力和地轉(zhuǎn)偏向力達到平衡時，便形成了穩(wěn)定的海流。 特點：風(fēng)海流是海洋上最主要的海流。 流向：在遠離海岸的深海中，由于地轉(zhuǎn)偏向的作用，表層風(fēng)海流的流向在北半球偏于風(fēng)的去向之右約45；南半球則相反，偏于風(fēng)的去向之左45。在淺海中，流向與水深、摩擦深度有關(guān)，當(dāng)水深很淺時，流向與風(fēng)向幾乎一致。 流速（經(jīng)驗公式）V=0.0127*W/(sin)(1/2) v: Kn W

4、:m/s,?？寺?EkmanDriftCurrent),海面風(fēng)力對海水的攪拌混合，使風(fēng)的動量通過海面?zhèn)鹘o表面的海水后，因海水的粘滯性，依次傳給下層的海水，使后者也流動起來。由于地轉(zhuǎn)偏向力的作用，表層以下的海水隨著深度的增加，流向不斷右（左）偏，流速也不斷減小，直至某深度處流向和表面流向完全相反時，流速便約為表面流速的4。,世界大洋表層海流模式,1.信風(fēng)流和赤道逆流： 在赤道區(qū)有一支從東向西的海流，即 北赤道海流（NEC）和南赤道海流(SEC)，南北赤道海流之間有一支從西向東的赤道逆流。 2. 西邊界流和西風(fēng)漂流：在西風(fēng)帶中，海流基本上自西向東流，西邊界流大多來自熱帶洋面，水溫高，流速大，是

5、較強的暖流。在南半球三大洋的西風(fēng)海流彼此溝通，形成一個連續(xù)的水環(huán)。又稱西風(fēng)漂流。,世界大洋表層海流模式,3. 東邊界流：西風(fēng)漂流在大洋東岸流向低緯的海流。東邊界流流動緩慢，幅度寬廣具有寒流性質(zhì)。 4.大洋兩岸的海流在強度上不對稱，大洋西邊界的海流比東邊界的海流窄而強。如墨西哥灣流和黑潮均為強海流。,大洋表層海流,熱鹽環(huán)流,厄爾尼諾是個筐?,海流與全球變暖?,全球變暖是個筐?,海浪 (Sea Wave),海浪與海流都是海水運動的重要形式，對船舶航行有很大的影響。大風(fēng)浪造成航速下降，舵效降低，甚至停止不前；在狂濤巨浪中還會出現(xiàn)“中垂”或“中拱”使船舶結(jié)構(gòu)變形，嚴(yán)重時造成船體斷裂。,波浪要素,波峰：

6、波面的最高點； 波谷：波面的最低點； 波高H：相鄰的波峰與波谷間的垂直距離；海浪預(yù)報中的波高預(yù)報的是H1/3； 波長：相鄰的兩個波峰（或波谷）間的水平距離，單位米； 波陡：波高與波長之比，它是表示波形陡峭的量； 波幅a：波高的一半稱為波幅； 周期T：兩相鄰的波峰（或波谷）相繼通過一固定點所需時間，單位為秒； 波速c：波形傳播的速度，即波峰（或波谷）在單位時間內(nèi)的水平位移； 波峰線：沿垂直于波浪傳播方向通過波峰的線叫波峰線； 波向線：垂直于波峰線的線叫波向線；波向是來向。,波浪的傳播：波形沿水平方向前進，水質(zhì)點作上下旋轉(zhuǎn)而無水平位移 當(dāng)水深大于 1/2 波長時（深水波），水質(zhì)點作圓周運動；當(dāng)水深

7、小于 1/2 波長時（淺水波），水質(zhì)點作橢圓運動。近岸時水深變淺，海底的摩擦影響增大，波浪變形劇烈，成為破浪和激浪。,群 波海洋中的波浪常以“群”的形式出現(xiàn)，通常稱為群波(Group of Waves)。設(shè)兩列波向、振幅相同，波長和周期稍有差別的正弦波相互疊加，疊加以后的合成波形如下圖。,駐 波由兩列波向相反的正弦波疊加，可以得到一種波形不向前傳播的波，波面只在原地振動，稱為駐波（standing wave）。海濱峭壁處常出現(xiàn)駐波，臺風(fēng)眼區(qū)的“金字塔浪”就是駐波。波腹處的水質(zhì)點只作垂直運動，波節(jié)處的水質(zhì)點只做水平運動。,波浪的分類（按成因分類）,風(fēng)浪：由風(fēng)直接作用而引起的水面波動稱為風(fēng)浪。 涌

8、浪：風(fēng)浪離開風(fēng)區(qū)傳至遠處或者風(fēng)區(qū)中風(fēng)停息后所留下來的波浪，稱為涌浪。 近岸浪：風(fēng)浪或涌浪傳至淺水或近岸區(qū)后，因受地形影響將發(fā)生一系列變化，稱近岸浪。 風(fēng)暴潮：由于氣象原因，如臺風(fēng)，強風(fēng)暴等引起的海面異常升高現(xiàn)象稱風(fēng)暴潮，亦稱風(fēng)暴海嘯。 海嘯：由于海底或海岸附近發(fā)生的地震或火山爆發(fā)所形成的波動。亦稱海嘯。 潮汐波：由于天體引潮力作用所產(chǎn)生的波動。 內(nèi)波：不同密度的水層界面處而產(chǎn)生的波動。,風(fēng)浪(seas; waves),風(fēng)浪中同時出現(xiàn)許多高低長短不等的波，波面較陡，波峰附近通常有浪花或大片泡沫。,部分大波或各種波的平均波高和平均周期等是代表風(fēng)浪強度的特征量，決定于風(fēng)速，風(fēng)區(qū)和風(fēng)時。,部分大波波高

9、,如將觀測的波高按大小順序排列，并把最高的一部分波的波高計算出平均值，稱部分大波的平均波高，例如對最高的1/10、1/3的波,其平均波高分別以符號H1/10（顯著波高）、H1/3（有效波高）表示。 設(shè)有效波高H1/31m，則 平均H0.63m H1/101.27m H1/1001.61m H1/10001.94m,Sea state,涌浪swell的傳播特點,1.波高衰減，而波長和周期增長 2.波長越長，波速越大，“無風(fēng)起長浪，不久狂風(fēng)降”,(38S的特里斯坦-達庫尼亞群島的強烈西風(fēng)產(chǎn)生的涌浪，2-3天可達2N的幾內(nèi)亞沿岸（40kn以上）),Character of the sea swell

10、,近岸浪,近岸浪指的是由外海的風(fēng)浪或涌浪傳到海岸附近，受地形作用而改變波動性質(zhì)的海浪.,隨著海水變淺，波動傳播速度變小，致使波峰線彎折而漸漸地和等深線平行。這時，波速和波長隨水深變淺而減小，同時由于波動在傳播中遇到障礙會引起折射、繞射和反射而使波高發(fā)生變化。 浪花破碎的原因：風(fēng)大；波浪傳到淺水波長變短，波陡增大；海底摩擦；波峰、谷處相速不同，波面變形；淺灘、沙丘、暗礁。,崩頂破碎：波陡較大的海浪在海底平緩的地段，消能緩慢，白頭浪,卷躍破碎：波陡中等，海底坡度較大，水深變淺較快，消能中速,rip currents：離岸急流；激流,A relatively small-scale surf-zon

11、e current moving away from the beach. Rip currents form as waves disperse along the beach causing water to become trapped between the beach and a sandbar or other underwater feature. The water converges into a narrow, river-like channel moving away from the shore at high speed.,How to Identify Rip C

12、urrents,Look for any of these clues: a channel of churning, choppy water an area having a notable difference in water color a line of foam, seaweed, or debris moving steadily seaward a break in the incoming wave pattern,海浪的觀測,海浪觀測要素為海浪的波高、周期、波型、波向和海況。 目前世界上監(jiān)測海浪主要手段以海洋船舶、海洋浮標(biāo)站、岸邊和島嶼海洋站監(jiān)測為主。 近年來遙感測波儀的

13、應(yīng)用發(fā)展很快，在國外已應(yīng)用于飛機和海洋衛(wèi)星，因而為大面積快速提供精確的海浪信息開辟了更廣闊的前景。 船上主要采用目測的方法對海浪進行觀測。,海浪預(yù)報,預(yù)報海浪，必須知道下面 3個因素： 氣象條件：從進行預(yù)報的時刻到被預(yù)報的未來時刻的間隔內(nèi)，海面上的風(fēng)速和風(fēng)向在有關(guān)海區(qū)內(nèi)的空間分布和時間變化。海區(qū)的地理環(huán)境：主要包括水平方向上的陸界分布和鉛直方向上的深度分布。這些可根據(jù)海圖而求得。海區(qū)內(nèi)海浪在預(yù)報時刻的初始分布：一般，這些初始分布是根據(jù)現(xiàn)場觀測或先前作出的預(yù)報結(jié)果而得到的。 利用波譜計算波群的數(shù)值預(yù)報方法,海浪預(yù)報的困難與產(chǎn)品,海浪是一種極其復(fù)雜的現(xiàn)象，它的生成、發(fā)展和消衰的規(guī)律，仍是探索研究的

14、課題。 海浪預(yù)報時需要預(yù)先知道海面上的風(fēng)速、風(fēng)向的空間分布和變化，所以海浪預(yù)報的精度和風(fēng)速、風(fēng)向預(yù)報的精度密切相關(guān)。這說明海浪預(yù)報技術(shù)的改進，依賴于天氣預(yù)報技術(shù)的發(fā)展。 缺乏完善的監(jiān)測系統(tǒng)。海浪監(jiān)測可提供海浪預(yù)報時所需的初始浪場資料，可以檢驗預(yù)報結(jié)果的準(zhǔn)確性。更重要的是海浪監(jiān)測有助于我們對海浪現(xiàn)象和規(guī)律的了解，有助于不斷改進預(yù)報方法。但是，監(jiān)測系統(tǒng)尚不完善。 國家海洋局 海洋環(huán)境預(yù)報-海浪、海流等 最多3天的預(yù)報 沿海不能使用海浪預(yù)報圖,中國海洋局提供的海洋預(yù)報產(chǎn)品,海嘯,傳播迅速（穿越太平洋只需一天）,近海高-可達15m以上,海水的結(jié)冰過程,1.鹽度大于24.69%的海水，在結(jié)冰之前，隨著溫

15、度的降低，表面海水的密度不斷增大，從而引起的熱力對流將下層的熱量向上輸送，從而使結(jié)冰速度減慢。 2.可能幾次冷空氣過境都沒有結(jié)冰，而突然在某一次冷空氣襲擊下，海面上布滿了冰。,分類,1.按發(fā)展階段分： 初生冰（厚度0.1-1mm），尼羅冰（5cm）,餅狀冰（10cm），初期冰（10-30cm），一年冰，老年冰 2.按運動狀態(tài)分：固定冰，流冰 3.按源地分：陸地冰，海冰,浮冰 （流冰）,所有自由漂浮于海面、能隨風(fēng)和海流漂移的冰的總稱 根據(jù)海區(qū)中浮冰的密集度（海冰覆蓋面積與海區(qū)總面積之比）分為：開闊海面（海冰密集度1/10，可自由航行的海區(qū)），稀疏浮冰（密集度為4/106/10，浮冰塊一般彼此不連

16、接，有水道和冰間湖），密集浮冰（密集度為7/108/10，大部分浮冰互相聯(lián)接）和密接浮冰（密集度為1）。 從大陸冰川或陸架冰分離出來的、高出海面5米以上的各類巨大冰塊稱冰山，高度可達數(shù)十米（其中露出水面高度約為總高度的1/51/7 浮冰及冰山的漂移主要取決于風(fēng)和海流的共同作用。在弱海流海區(qū)，風(fēng)引起的冰塊漂流速度約為風(fēng)速的1/50。漂流方向，在北半球偏于風(fēng)向右方3040，在南半球偏于風(fēng)向左方；在強潮流海域，冰塊漂流方向和速度較復(fù)雜。,冰山,不規(guī)則冰山,桌狀冰山,海冰預(yù)報,短期 (2472 h)，周 (57 天)， 月 (1530天) ，季 (6090 天) 預(yù)報,潮汐術(shù)語(1),高潮 低潮 漲潮

17、 落潮 潮差：相鄰高潮高與低潮高之間的差異。世界上最大潮差在北大西洋的芬迪灣，為19.6米；我國沿海平均潮差在14.5米之間，最大潮差在錢塘江口，為8.93米（如用來發(fā)電，其發(fā)電能力幾乎等于三峽水電站的50。 ）第一座具有商業(yè)實用價值的潮汐電站是1967年建成的法國郎斯電站。 半日潮：在一個太陰日(24小時50分鐘）中有兩次高潮和低潮：完成一次升降運動所需的時間一般為12小時25分鐘 全日潮：我國南海（尤其北部灣） 潮高基準(zhǔn)面：理論最低潮高，在平均海面MSL以下 大潮和小潮：一個月中潮差最大的日子，稱為大潮，亦稱大潮日（初三，十八）；一個月中潮差最小的日子，稱為小潮，亦稱小潮日。 月中天(太陰中天)：月球經(jīng)過當(dāng)?shù)刈游缇€上方或下方的時刻叫當(dāng)?shù)卦?太陰)中天。 高潮(低潮)間隙：月球經(jīng)過當(dāng)?shù)刈游缇€時至發(fā)生高潮(低潮)的時間間隔。 ,www.physical ,潮汐類型,影響潮汐的因素,1.天體引潮力（月、日） 2.風(fēng)、降水、冰等氣象要素