海洋科學(xué)導(dǎo)論論文

1、海洋科學(xué)導(dǎo)論題目：海水運(yùn)動(dòng)及其對(duì)氣候的影響姓名曹靜逸學(xué)號(hào)1012101104班級(jí)測(cè)繪一班（10121011）一一年十一一月二十四日目 錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 緒論1 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document Parti海洋環(huán)流2 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 1.1海流的分類2 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 1.2海流形成的原因3 HYPERLINK l

2、bookmark38 o Current Document 1.3地轉(zhuǎn)偏向力與地轉(zhuǎn)流3 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 1.4 上升流與下降流4 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 1.5風(fēng)海流理論5 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document Part2 潮汐6 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 2.1潮汐現(xiàn)象概述6 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 2.

3、2潮汐的分類7 HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 2.3引潮力7 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document Part3波浪與深層水8 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 3.1波浪8 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 3.2大洋深層水的運(yùn)動(dòng)及主要特征9 HYPERLINK l bookmark83 o Current Document Part 4海水運(yùn)動(dòng)對(duì)沿岸的影響9 HYPERLINK l bookma

4、rk86 o Current Document 4.1氣候系統(tǒng)9 HYPERLINK l bookmark89 o Current Document 4.2海洋對(duì)氣候系統(tǒng)的作用9 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 4.3洋流對(duì)沿岸地理環(huán)境的影響10參考文獻(xiàn)10緒論1、海洋是環(huán)境的產(chǎn)物。在地球上，通過(guò)能量、物質(zhì)的相互傳遞與環(huán)境相互作用。（1）它占地球表面積70.8%，被陸地分隔。（2）海洋平均深度為3800米，最深為11034m （陸地海拔最高為8848米），（3）海洋中海水的運(yùn)動(dòng)以水平運(yùn)動(dòng)為主。（4）北半球，陸地占其總面積的67.5%，南半球占

5、32.5%；北半球陸地和海洋 比例為60.7%和39.3%，南半球海陸比例為80.9%和19.1%。（5）各大洋水域連成一體，可以充分進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換。北半球陸地幾乎 連成一體，阻擋了北冰洋與其他大洋的水交換，使北冰洋底層水無(wú)法流出、 進(jìn)入其他大洋。其他大洋底層水均來(lái)自于南極大陸附近的邊緣海。2、海洋的概述（1）洋：遼闊連續(xù)巨大的咸水體；占海洋總面積的90.3%；全球有4個(gè),分別為太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋。洋的水文特征：遠(yuǎn)離陸地，受陸地影響小；面積大，水深（平均23千米）；有獨(dú)立的環(huán)流和潮波系統(tǒng)；底質(zhì)為軟泥、紅粘土。平均鹽度35，年變化小。（2）海：陸地邊緣的咸水小水體；占海洋總面積

6、的9.7%；全球共54個(gè)。海的水文特征：靠近陸地，受陸地影響大；面積小，水淺（小于2千米）；無(wú)獨(dú)立的潮波系統(tǒng)，潮波是大洋傳入；底質(zhì)為陸沉積；,陸間海：大陸之間的，面積深度較大。例如一地中海、加勒比海。內(nèi)海： 伸入大陸內(nèi)部的海，面積較小，其水文特征受周圍大陸的強(qiáng)烈影響。 世家海和波羅的海。y邊緣海：位于大陸邊緣，以半島、島嶼或群島與大洋分隔。如東海、日本海。（3）海灣一一外寬內(nèi)窄，洋或海伸進(jìn)大陸的一部分。海灣中常出現(xiàn)最大潮差， 如杭州灣大潮，最大潮差可達(dá)8.9m。（4）海峽一一兩塊陸地之間形成的兩端連接海洋的狹窄水道。（5）南大洋：三大洋在南極洲附近連成一片的水域稱為南大洋，又名南極水域。3、海

7、洋的意義它有自成體系的環(huán)流系統(tǒng)和獨(dú)特的水團(tuán)結(jié)構(gòu)，既是世界大洋地層水團(tuán)的主要形 成區(qū)，又對(duì)大洋環(huán)流起著重要作用。Part.1海洋環(huán)流海洋環(huán)流一般是指海域中的海流形成首尾相接的相對(duì)獨(dú)立的環(huán)流系統(tǒng)或流 旋。海流是指海水大規(guī)模相對(duì)穩(wěn)定的流動(dòng)，是海水重要的普遍運(yùn)動(dòng)形式之一。 所謂“大規(guī)模”是指它的空間尺度大，具有數(shù)百、數(shù)千千米甚至全球范圍的流 動(dòng)；“相對(duì)穩(wěn)定”的含義是在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，例如一個(gè)月、一季、一年或者多 年，其流動(dòng)方向、速率和流動(dòng)路徑大致相似。1.1海流的分類：按成因分有密度流，風(fēng)海流，補(bǔ)償流；按受力分有地轉(zhuǎn)流、慣性流；按發(fā)生區(qū)域有赤道流、陸架流、東西邊界流等； 按運(yùn)動(dòng)方向分有上升流、下降流；按

8、海流溫度與周圍海水溫度差異分有寒流、暖流等1.2海流形成的原因1、海面上的風(fēng)力驅(qū)動(dòng)，形成風(fēng)生海流。地球表面受熱不均勻，赤道附近低緯度地區(qū)太陽(yáng)輻射強(qiáng)、氣溫高。隨著緯 度增大，太陽(yáng)輻射愈來(lái)愈弱，氣溫也逐步降低。到了南、北極便進(jìn)入了冰天雪 地的世界。由于空氣的流動(dòng)，赤道地區(qū)氣溫高，空氣上升，向兩極方向流動(dòng)。 于是，便在赤道和兩極之間形成一個(gè)大氣環(huán)流。這種空氣流動(dòng)就是我們最常見(jiàn) 的風(fēng)。由于受地球自轉(zhuǎn)等因素的影響，原本正南、正北的風(fēng)向發(fā)生了變化，使 地球表面形成了風(fēng)帶。風(fēng)吹水動(dòng)，某處海水流走了，鄰近的海水馬上補(bǔ)充過(guò)來(lái)，連續(xù)不斷，就形 成了海流，這種由風(fēng)直接產(chǎn)生的海流叫做風(fēng)海流。由于海水運(yùn)動(dòng)中粘滯性對(duì)動(dòng)量

9、的消耗，這種流動(dòng)隨深度的增大而減弱，直 至小到可以忽略，其所涉及的深度通常只為幾百米，相對(duì)于幾千米深的大洋而 言是一薄層。2、由于海水的溫鹽變化形成的海流。因?yàn)楹Ｋ芏鹊姆植寂c變化直接受溫度、鹽度的支配，而密度的分布又決 定了海洋壓力場(chǎng)的結(jié)構(gòu)。實(shí)際海洋中的等壓面往往是傾斜的，即等壓面與等勢(shì) 面并不一致，這就在水平方向上產(chǎn)生了一種引起海水流動(dòng)的力，從而導(dǎo)致了海 流的形成。3、實(shí)際上，單一原因產(chǎn)生的海流是極少見(jiàn)的，海流往往是多種原因綜合作用的 結(jié)果。海流一旦產(chǎn)生，又會(huì)受到海水深度、地形變化等因素的影響。1.3地轉(zhuǎn)偏向力與地轉(zhuǎn)流1、地轉(zhuǎn)偏向力（科氏力）研究地球上海水或者大氣的大規(guī)模運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須考慮地

10、球自轉(zhuǎn)效應(yīng)，或稱 為科氏效應(yīng)。2、地轉(zhuǎn)流水平壓強(qiáng)梯度力的作用下，海水將在受力的方向上產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)科 氏力便相應(yīng)起作用，不斷地改變海水流動(dòng)的方向，直至水平壓強(qiáng)梯度力與科氏 力大小相等方向相反取得平衡時(shí)，海水的流動(dòng)便達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。若不考慮海水 的湍應(yīng)力和其它能夠影響海水流動(dòng)的因素，則這種水平壓強(qiáng)梯度力與科氏力取 得平衡時(shí)的定常流動(dòng)，稱為地轉(zhuǎn)流。1.4上升流與下降流上升流是指海水從深層向上涌升，下降流是指海水自上層下沉的鉛直向流動(dòng)。實(shí)際的海洋是有界的，且風(fēng)場(chǎng)也并非均勻與穩(wěn)定。因此，風(fēng)海流的體積運(yùn) 輸必然導(dǎo)致海水在某些海域或岸邊發(fā)生輻散或輻聚。由于連續(xù)性，又必然引起 海水在這些區(qū)域產(chǎn)生上升或下沉

11、運(yùn)動(dòng)，繼而改變了海洋的密度場(chǎng)和壓力場(chǎng)的結(jié) 構(gòu)，從而派生出其它的流動(dòng)（即風(fēng)海流的附效應(yīng)）。由無(wú)限深海風(fēng)海流的體積 運(yùn)輸可知，與岸平行的風(fēng)能導(dǎo)致岸邊海水最大的輻聚或輻散，從而引起表層海 水的下沉或下層海水的涌升。而與岸垂直的風(fēng)則不能。當(dāng)然對(duì)淺海而言，與岸 線成一定角度的風(fēng)，其與岸線平行的分量也可引起類似的運(yùn)動(dòng)。例如，秘魯和 美國(guó)加利福尼亞沿岸分別為強(qiáng)勁的東南信風(fēng)與東北信風(fēng)，沿海岸向赤道方向吹， 由于漂流的體積運(yùn)輸使海水離岸而去，因此下層海水涌升到海洋上層，形成了 世界上有名的上升流區(qū)。又如非洲西北沿岸及索馬里沿岸（西南季風(fēng)期間），由 于同樣原因，都存在著上升流。上升流一般來(lái)自海面下200300m的

12、深度，上升速度十分緩慢，通常為 10-5量級(jí)（m/s），自60年代開(kāi)始，直接采用鉛直海流計(jì)測(cè)量的結(jié)果，所得流 速要大些。盡管上升流速很小，但由于它的常年存在，將營(yíng)養(yǎng)鹽不斷地帶到海 洋 表層，有利于生物繁殖。所以上升流區(qū)往往是有名的漁場(chǎng)，例如秘魯近岸就 是世界有名的漁場(chǎng)之一。在赤道附近海域，由于信風(fēng)跨越赤道，所以在赤道兩側(cè)所引起的海水體積 運(yùn)輸方向相反而離開(kāi)赤道，從而引起了赤道表層海水的輻散，形成上升流。大 洋中由于風(fēng)場(chǎng)的不均勻也可產(chǎn)生升降流。1.5風(fēng)海流理論1、風(fēng)海流理論是如何建立的？南森在北冰洋考察時(shí)發(fā)現(xiàn)冰的漂流方向與風(fēng)向不一致。他的學(xué)生艾克曼于 1905年在以下假定：（1）均勻；（2）海區(qū)

13、無(wú)限寬廣，海面無(wú)起伏；（3）風(fēng)場(chǎng) 均勻穩(wěn)定；（4）只考慮垂直渦動(dòng)粘滯系量引起的水平方向的摩擦力，且視為常 數(shù)；（5）科氏力不隨緯度變化的條件下建立了無(wú)限深海風(fēng)海流的理論模型。2、無(wú)限深海風(fēng)海流（亦稱漂流）的空間結(jié)構(gòu)或流動(dòng)特征 以北半球?yàn)槔?）表層流速最大，流向偏向風(fēng)向的右方45度；2）隨深度增加，流速逐漸減小，流向逐漸右偏；3）至摩擦深度，流速是表面流速的4.3%，流向與表面流向相反，其下可忽略；4）連接各層流速的矢量端點(diǎn)，構(gòu)成艾克曼螺旋線。3、風(fēng)海流的水體是怎樣輸運(yùn)的？無(wú)限深海風(fēng)海流垂直風(fēng)向輸送，北半球在風(fēng)向的右邊，南半球相反。淺海風(fēng)海 流沿風(fēng)向和垂直風(fēng)向都有輸送。4、風(fēng)海流的附效應(yīng)由于風(fēng)

14、海流水體的輸送，導(dǎo)致海水輻聚或輻散，會(huì)產(chǎn)生海水的升降流運(yùn)動(dòng)，稱 為風(fēng)海流的附效應(yīng)。而順岸風(fēng)；氣旋或反氣旋；風(fēng)場(chǎng)分布不均勻等情況能產(chǎn)生 升降流。4、大洋表層環(huán)流的地理分布特征副熱帶海區(qū)存在反氣旋式環(huán)流：由（南、北）赤道流、西邊界流、西風(fēng)漂流和 東邊界流組成首尾相接的環(huán)流；南半球和北半球在太平洋、大西洋都有環(huán)流。 印度洋南半球與大西洋和太平洋相似，北半球冬夏環(huán)流形式受季風(fēng)影響不同， 冬半年是反氣旋式環(huán)流，夏季則消失。亞北極海區(qū)存在氣旋式環(huán)流：太平洋和大西洋的亞北極海區(qū)受極地弱東風(fēng)的影 響。Part.2潮汐2.1潮汐現(xiàn)象概述潮汐是由于日月對(duì)地球的引力引起的海水水位的周期性漲落。在很多沿岸 地區(qū)內(nèi)，海

15、平面由于受月球和太陽(yáng)的引力作用，每日兩次漲落，所有水體經(jīng)受 潮汐作用的程度，取決于它們的尺度和所處的形狀。世界平均潮差為0.76米。 潮差較低的是蘇必利湖，僅為6厘米，相反，在加拿大的芬迪灣，最大潮差達(dá) 13.5米。我們習(xí)慣上把海面鉛直向漲落稱為潮汐，而海水在水平運(yùn)動(dòng)方向的流 動(dòng)稱為潮流。整-浩蒯S一2.2潮汐的分類1、正規(guī)半日潮：一個(gè)太陰日(24時(shí)50分)內(nèi)，有兩次高潮兩次低潮，潮差相等。2、全日潮：一個(gè)太陰日(24時(shí)50分)內(nèi)，有一次高潮一次低潮。3、混合潮：一個(gè)塑望月內(nèi)，既有半日潮，又有全日潮。包括:(1)不正規(guī)半日潮：一個(gè)塑望月內(nèi)的大多數(shù)日子是半日潮，少數(shù)日子是全日潮。(2)不正規(guī)日潮

16、：一個(gè)塑望月內(nèi)的大多數(shù)日子是日潮，少數(shù)日子是半日潮。2.3引潮力1、引潮力：地月公共質(zhì)心運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性離心力與月球引力的合力稱為引潮力。2、引潮力特性：地球表面各點(diǎn)所受的引潮力的大小、方向都不同。3、引潮力勢(shì)：自地心移動(dòng)單位質(zhì)量物體至地面任一點(diǎn)克服引潮力所做的功。從地心移動(dòng)單位質(zhì)量物體到某一點(diǎn)，克服重力和引潮力所做的功，叫做這一點(diǎn)的位勢(shì)，位勢(shì)相等的點(diǎn)連成的面稱為等勢(shì)面。今天，研究潮汐的系統(tǒng)已比較完整。重要的是，它對(duì)航海、港口建設(shè)以及軍事有著特殊意義，所以格外受人關(guān)注。Part.3波浪與深層水3.1波浪在海洋中存在著各種不同形式的波動(dòng)，從風(fēng)產(chǎn)生的表面波，到由月亮和太 陽(yáng)的萬(wàn)有引力產(chǎn)生的潮波，此

17、外，還有表面看不見(jiàn)的且下降急劇的密度梯度層 造成的內(nèi)波，以及海嘯、風(fēng)暴潮等長(zhǎng)波。1、波浪類型：按成因分為風(fēng)浪、涌浪。按相對(duì)水深分有深水波、淺水波。按波形傳播分有前進(jìn)波、駐波波浪要素:波峰（谷）、波長(zhǎng)、周期、波速（波型傳播的速度）、波高（相鄰 波峰和波谷的垂直距離）、振幅、波陡（波高與波長(zhǎng)之比）波峰線（波峰的連線）、 波向線（波浪傳播方向，垂直于波峰線）。3、深水波與淺水波深水波：于波長(zhǎng)的一半時(shí)，為深水波。其波速與水深平方成正比淺水波：波長(zhǎng)的20分之一時(shí)為淺水波。淺水波波速與水深平方成正比。4、風(fēng)浪與涌浪風(fēng)浪：由局地風(fēng)產(chǎn)生，且一直處在風(fēng)的作用之下的海面波動(dòng)狀態(tài)。風(fēng)浪波面粗 糙，波長(zhǎng)和周期短，波峰

18、陡峭，波峰線短，常出現(xiàn)波浪溢浪（白帽）現(xiàn)象。涌浪：是海面上由其他海區(qū)傳來(lái)的或局地風(fēng)力減小、平息，或風(fēng)向改變后海面 上遺留下的波動(dòng)。涌浪波面光滑，波峰線長(zhǎng)，波長(zhǎng)和周期長(zhǎng)于風(fēng)浪。俗語(yǔ)中的“無(wú)風(fēng)不起浪和風(fēng)大浪高”指風(fēng)浪，“無(wú)風(fēng)三尺浪”指涌浪。決定風(fēng)浪大小的因素有風(fēng)速（風(fēng)力大?。?、風(fēng)時(shí)（風(fēng)的作用時(shí)間）和風(fēng)區(qū)（風(fēng)的 作用區(qū)域大小）。3.2大洋深層水的運(yùn)動(dòng)及主要特征1、深層水及其成因深層水介于中層水和底層水之間，約在20004000米的深度 上。主要在北大西洋格陵蘭南部的上層海洋中形成。東格陵蘭流與拉布拉多寒 流向該區(qū)輸送冷的極地水，與灣流混合后下沉（鹽度為34.9，溫度近3 C）向 整個(gè)洋底散布。在大洋西部接近北緯40度，與來(lái)自南極密度更大的底層水相遇， 在其上向南流去，直到南大洋。2、貧氧是深層水的主要特征。Part.4海水運(yùn)動(dòng)對(duì)沿岸的影響4.1氣候系統(tǒng)大氣、海洋、冰雪圈、巖石圈及生物圈組成了氣候系統(tǒng)。其中大氣一海洋子系 統(tǒng)是氣候系統(tǒng)中信號(hào)最強(qiáng)，最活躍的子系統(tǒng)。太陽(yáng)輻射為驅(qū)動(dòng)氣候系統(tǒng)提供了 幾乎所有能量。4.2海洋對(duì)氣候系統(tǒng)的作用1）海洋對(duì)大氣系統(tǒng)熱力平衡的影響：吸收的太陽(yáng)輻射的絕大部分儲(chǔ)存于海