海洋科學導論課件7第七章海洋環(huán)流

第四節(jié)風海流

——風驅動的海水流動第四節(jié)風海流現(xiàn)象：北冰洋浮冰隨海水運動的方向與風吹方向不一致。（1893～1896年，挪威海洋調查船前進號橫越北冰洋時）FridtjofNansen風海流的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象：北冰洋浮冰隨海水運動的方向與風吹方向不一致。（1893無限深海漂流理論定義:湍切應力和科氏力平衡時的穩(wěn)定流動風驅動大尺度環(huán)流的關鍵1874-1954VagnWalfridEkman現(xiàn)象解釋——漂流理論無限深海漂流理論1874-1954VagnWalfrid水平湍切應力和科氏力平衡時的穩(wěn)定流動。假定：1)

均勻；2)海區(qū)無限寬、廣，海面無起伏；3)風場均勻，長時間吹（只沿y方向吹）；4)科氏力不隨緯度變化。(f-平面近似)5)只考慮垂直渦動粘滯系量Kz引起的水平方向的摩擦力(Fx,Fy)

，且視為常數(shù)；無限深海風海流（亦稱漂流）水平湍切應力和科氏力平衡時的穩(wěn)定流動。假定：1)均勻；2邊界條件：海面z=0,海底:u=v=0運動方程：解：其中：水平湍切應力+科氏力=0邊界條件：海面z=0,海面100-200m在風的作用下而產生的風對海水的應力而形成的穩(wěn)定流動風海流艾克曼螺旋線摩擦深度海面100-200m在風的作用下而產生的風對海水的應力而形風海流有關經(jīng)驗公式埃克曼根據(jù)觀測資料給出經(jīng)驗公式：摩擦深度D與風速經(jīng)驗關系為表層流速V0與風速W的經(jīng)驗關系摩擦深度：與表面流向相反時對應的深度表面與風向夾角45o，相反時與風向夾角225o，與x軸夾角-135o隨緯度增加，摩擦深度會減小，流速減小風海流有關經(jīng)驗公式?？寺鶕?jù)觀測資料給出經(jīng)驗公式：摩擦深度：空間結構：表層流速最大，北半球流向偏于風向的右方45度隨深度增加，流向逐漸右偏，流速呈指數(shù)減小。摩擦深度D:流向與表面流向相反，流速是表面流速的4.3%，這個深度稱之為~，以下海流可忽略。?？寺菪哼B接各層流速在平面上投影的矢量端點構成～。空間結構：表層流速最大，北半球流向偏于風向的右方45度風海流體積輸運——深海風海流垂直風向輸送北半球風向的右邊南半球在風向左邊風海流體積輸運——深海風海流垂直風向輸送北半球風向的右邊南半水深越淺，從上層到下層的流速矢量越是趨近風矢量的方向。理論計算表明當h/D>2時，則可作為無限深海的情況處理淺海風海流存在岸、底摩擦;水體輸送:

沿風向和垂直風向都有淺海風海流水深越淺，從上層到下層的流速矢量越是趨近風矢量的方向。淺海風風海流的副效應

上升流或下降流順岸風氣旋與反氣旋風場分布不均勻導致輻散、輻聚風海流的副效應

上升南順岸風—離岸流—上升流秘魯沿岸著名的上升流區(qū)北順岸風—向岸流—下降流南半球順岸風作用陸地西岸亦即大洋東岸南順岸風—離岸流—上升流秘魯沿岸著名的上升流區(qū)北順岸風—向岸海洋內區(qū)不均勻風場北半球風矢量Ekman輸運西向風向北減弱→北向Ekman輸運向北減弱→Ekman輻聚、海表面上升Ekman輻聚海洋內區(qū)不均勻風場北半球風矢量Ekman輸運西向風向北減弱→北半球風矢量Ekman輸運Ekman輻散東向風向北減弱→南向Ekman輸運向北減弱→Ekman輻散、海表面下降練習：如圖所示風場分布，請給出表層Ekman輸運的分布情況，并說明中間區(qū)域為輻散還是輻聚？北半球風矢量Ekman輸運Ekman輻散東向風向北減弱→南向Ekman輸送和Ekman泵Ekman輸送使得海水在某些海域輻聚，某些海域輻散，從而在Ekman層底部產生鉛直方向的速度，使海水流入或流出Ekman層，這種現(xiàn)象稱為Ekman泵Ekman輸送和Ekman泵Ekman輸送使得海水在某些海域赤道上升流赤道上升流南赤道流跨越赤道南赤道流跨越赤道→Ekman水體輸運向兩極→赤道上升流赤道上升流赤道上升流南赤道流跨越赤道南赤道流跨越赤道→Ekm副熱帶環(huán)流——輻聚副熱帶海域副熱帶環(huán)流——輻聚副熱帶海域北半球副熱帶海域：Ekman輻聚、海表面升高北半球副熱帶海域：Ekman輻聚、海表面升高氣旋風場→Ekman輻散→海表面下降、上升流→溫躍層變淺反氣旋風場→Ekman輻聚→海表面上升、下降流→溫躍層加深輻散輻聚氣旋風場→Ekman輻散→海表面下降、上升流→溫躍層變淺反氣溫度鹽度密度海表面高度Ekman輻聚→次表層溫躍層、密躍層和等鹽度面均加深溫度鹽度密度海表面高度Ekman輻聚→次表層溫躍層、密躍層和Ekman層地轉層海表面溫躍層北半球海洋上層流場情況摩擦深度Ekman層地轉層海表面溫躍層北半球海洋上層流場情況摩擦深度上層（運動）深層（靜止）一層半海洋：海表面高度越高，溫躍層越深深層中水平壓強梯度力近似為零→海水運動微弱AB上層（運動）深層（靜止）一層半海洋：海表面高度越高，溫躍層越海洋科學導論ppt課件7第七章海洋環(huán)流第五節(jié)慣性流慣性流指引起海流的外力停止后，在慣性力作用下仍沿一定方向流動的水流。特點：具有時間性。當慣性力被各種摩阻力抵消時，慣性流也就消失了。只考慮科氏力作用下的慣性流動：運動軌跡為圓北半球順時針南半球逆時針第五節(jié)慣性流慣性流指引起海流的外力停止后，在慣性力作用下仍北半球順時針旋轉；南半球逆時針旋轉軌跡半徑與運動速度成正比，與緯度成反比北半球順時針旋轉；南半球逆時針旋轉慣性流——只考慮科氏力作用方程：(1)v-(2)u:慣性流是等速圓周運動，流速大小不變。北半球為順時針旋轉，南半球相反。切向速度為常數(shù)角速度為常數(shù),北半球順時針轉,南半球相反(1)u(2)v相加慣性流——只考慮科氏力作用方程：切向速度為常數(shù)角速度為常數(shù),水質點運動軌跡對方程式積分：水質點軌跡是圓形半徑為：與緯度有關。周期：頻率：緯度越高，半徑越小，周期越短，頻率越高。變換形式積分水質點運動軌跡對方程式積分：變換形式積分慣性流緯度45度處慣性流：周期為17~18h，半徑1~10km.半徑為：周期：頻率：緯度越高，半徑越小，周期越短，頻率越高。慣性流緯度45度處慣性流：周期為17~18h，半徑1~10k流速大小：與等壓面和等勢面的夾角的正切成正比，與科氏參量成反比；流向：沿兩面的交線流動,北半球流向偏在壓強梯度力水平分力右方90o；等壓面傾斜方向：在北半球，面向流去的方向，右側等壓面高，左側低。地轉流流速大?。号c等壓面和等勢面的夾角的正切成正比，與科氏參量成反隨堂作業(yè)：如圖所示為南半球海表面高度分布，其中黑色等值線為海表面等高線，請畫出海洋表層水平面上水平壓強梯度力和科氏力方向，并標出地轉流方向1米0.5米0米隨堂作業(yè)：如圖所示為南半球海表面高度分布，其中黑色等值線為海45o90o風應力矢量表面流矢量Ekman層體積輸運北半球45o90o風應力矢量表面流矢量Ekman層體積輸運南半球風海流空間結構：艾克曼螺旋摩擦深度45o90o風應力矢量表面流矢量Ekman層體積輸運北半球4慣性流只考慮科氏力作用下的穩(wěn)定流動運動軌跡為圓北半球順時針南半球逆時針指引起海流的外力停止后，在慣性力作用下仍沿一定方向流動的水流。特點：具有時間性。當慣性力被各種摩阻力抵消時，慣性流也就消失了。慣性流只考慮科氏力作用下的穩(wěn)定流動運動軌跡為圓指引起海流的外第六節(jié)世界大洋環(huán)流及水團分布（一）世界大洋上層主要水平環(huán)流（二）世界大洋上層鉛直向環(huán)流（三）世界大洋表層以下環(huán)流及水團（四）大洋環(huán)流的成因第六節(jié)世界大洋環(huán)流及水團分布（一）世界大洋上層主要水平環(huán)流總體特征：環(huán)流中心偏于大洋西側，西邊界強流，而內區(qū)流較弱6.1大洋環(huán)流的成因

6.1.1風生大洋環(huán)流：西向強化全球海表面平均動力地形全球海洋上層流速總體特征：環(huán)流中心偏于大洋西側，西邊界強流，而內區(qū)流較弱6.世界大洋上層水平環(huán)流概圖西向強化世界大洋上層主要水平環(huán)流世界大洋上層水平環(huán)流概圖西向強化世界大洋上層主要水平環(huán)流大洋上層水平環(huán)流的地理分布特征1、副熱帶海區(qū)反氣旋式環(huán)流：太平洋、大西洋：南半球和北半球都存在。印度洋南半球與大西洋和太平洋相似，北半球冬夏環(huán)流形式受季風影響不同，冬半年是反氣旋式環(huán)流，夏季則消失。2、亞極地海區(qū)氣旋式環(huán)流：太平洋和大西洋的亞北極海區(qū)受極地弱東風的影響。大洋上層水平環(huán)流的地理分布特征1、副熱帶海區(qū)反氣旋式環(huán)流：大洋上層水平環(huán)流各流系的特征赤道流系：南、北赤道流，對應信風帶，亦稱信風流。南北不對稱，夏季北赤道流在10°N到20°~25°N之間，南3°N~10°S之間。冬季稍偏南。赤道流自東向西逐漸加強。流系主要100~300m的上層，平均流速0.25~0.75m/s。下部有強大的躍層存在，躍層以上溫暖高鹽的表層水。溶解氧含量高，營養(yǎng)鹽低。赤道流是高溫、高鹽、高水色及透明度大為特征的流系。印度洋赤道流系主要受季風控制。11至翌年3月盛行東北季風，5~9月盛行西南季風。赤道逆流：對應赤道無風帶，平均位置在3°~10°N之間。逆流區(qū)有充沛的降水，相對赤道流具有高溫、低鹽特征。它與北赤道流之間存在輻散上升運動，水色和透明度也相對降低。赤道潛流(TheCromwellCurrent(alsocalledPacificEquatorialUndercurrentorjustEquatorialUndercurrent))：南赤道流區(qū)下方溫躍層內，與赤道流相反自西向東的流，成帶狀分布，厚約200m，寬300km，最大流速達1.5m/s。流軸常與溫躍層一致，向東變淺大洋上層水平環(huán)流各流系的特征赤道流系：大洋西側沿大陸坡從低緯向高緯的強流。流場特征：流速大，流幅窄，影響深度深。與近岸水相比，具有高溫、高鹽、高水色和透明度大等特征。對周圍氣候影響：溫暖濕潤北(半球)強南(半球)弱西邊界流太平洋黑潮Kuroshio東澳流大西洋灣流GulfStream巴西流Brazil印度洋厄加勒斯海流和莫桑比克流大洋西側沿大陸坡從低緯向高緯的強流。西邊界流太平洋課堂留下的思考討論問題西邊界流北(半球)強南(半球)弱Why？課堂留下的思考討論問題西邊界流北(半球)強南(半球)弱Why灣流GulfStream：佛羅里達流與安的列斯流匯合處視為起點。北上經(jīng)1200km，到哈特拉斯角，又離岸向東，直到45°W附近的格陵蘭灘以南，行程2500km。然后轉向東北，橫越大西洋——北大西洋流。灣流在海面寬度100~150km，表層最大流速2.5m/s，最大流速偏在流軸左方，沿途流量不斷增大，影響深度可達海底。兩側有自北向南的逆流存在。(流軸兩種定義)灣流方向左側為高密冷水，右側低密暖水，水平溫度梯度高達10°C/20km。等密線傾斜滲達2000m以下。絕大部分達海底。灣流GulfStream：佛羅里達流與安的列斯流匯合處視常有彎曲現(xiàn)象，流軸彎曲足夠大，與主流分離在南側形成氣旋式冷渦，在北側則形成反氣旋式暖渦渦沿灣流相反方向移動空間特征尺度為數(shù)百千米，有時存在幾年常有彎曲現(xiàn)象，流軸彎曲足夠大，與主流分離中尺度渦是指發(fā)生在海洋中,尺度從幾十公里至幾百公里的水平渦旋。這種渦旋類似大氣中的氣旋和反氣旋,故又稱為天氣式海洋渦旋。氣旋式海洋渦旋——冷渦水按照逆時針旋轉（北半球），將下層冷水帶到上層水層中,使水溫降低，使海面升高。反氣旋式渦旋——暖渦水按順時針方向旋轉，,上層暖水進入下層冷水中,使海面下降,稱為暖渦。渦旋的厚度為400～600米,最厚度可從表層一直延伸到海底。按起源和生存方式可分成流環(huán)、流環(huán)式中尺度渦和中大洋中尺度渦3種。①流環(huán)：起源于大洋西邊界的西向強化流。在灣流和黑潮中常出現(xiàn)海流彎曲現(xiàn)象，當彎曲程度很大時，便出現(xiàn)冷渦和暖渦，它們脫離了母流，而形成了直徑100～300千米的流環(huán)。其表層旋轉的線速率可高達90～150厘米／秒。此速率隨深度而降低。流旋的持續(xù)時間可達2～3年。②流環(huán)式中尺度渦：生存于北大西洋的冷水區(qū)中，強度約為流環(huán)的一半，寬度則比流環(huán)大1倍。屬于冷渦。③中大洋中尺度渦：在地球上的海洋中幾乎無處不有。具有5～50厘米／秒的旋轉速率，向下可延伸到整個水柱。存在的周期從幾周至幾個月。中尺度渦是指發(fā)生在海洋中,尺度從幾十公里至幾百公里的水平渦旋黑潮KuroshioCurrent

：菲律賓群島東側北上，主流從臺灣東側經(jīng)臺灣和與那國島之間水道進入東海，沿陸坡向東北方向流動。到九州西南方一部分向北層對馬暖流，經(jīng)對馬海峽進入日本海。在此之前也有一部分進入黃海稱黃海暖流，具有風生補償流特征。黑潮主干經(jīng)吐噶喇海峽進入太平洋，沿日本列島流向東北。在35°N附近分兩支：主干轉向東流直到160°E，稱黑潮延續(xù)體一支在40°N附近與親潮(OyashioCurrent)匯合轉向東流匯于黑潮延續(xù)體，橫過太平洋。西邊界流每年向高緯輸送熱量，約同暖氣團輸送熱量相等。黑潮KuroshioCurrent：菲律賓群島東側北上，北太平洋漂流——西風漂流North

Pacific

Current：是黑潮延續(xù)體的延續(xù)，在北美沿岸附近分為兩支：向南一支稱為加利福尼亞流(CaliforniaCurrent),匯于北赤道流；向北一支稱為阿拉斯加流(AlaskaCurrent)北太平洋氣旋式環(huán)流：阿拉斯加流、阿留申流(AleutianCurrent)、連同亞洲沿岸南下的親潮(OyashioCurrent)共同構成北太平洋高緯海區(qū)氣旋式環(huán)流。北太平洋漂流——西風漂流北大西洋漂流——西風漂流North

Atlantic

Current：在歐洲沿岸附近分為三支：中支進入挪威海，稱挪威海流(NorwegianCurrent)；南支沿歐洲海岸向南，稱加那利流(CanaryCurrent)，向南與北赤道流匯合，構成北大西洋反氣旋式環(huán)流；北支流向冰島南方海域，稱伊爾明格流（

The

Irminger

Current）。北大西洋氣旋式環(huán)流：伊爾明格流，東、西格陵蘭流(E.,W.GreenlandCurrent)及北美沿岸拉布拉多流(LabradorCurrent)構成北大西洋高緯海區(qū)氣旋式環(huán)流。北大西洋漂流——西風漂流南極繞極流——南半球西風漂流AntarcticCircumpolarCurrent（ACC）

：由于南極海域連成一片，南半球西風飄流環(huán)繞整個南極大陸，是一支自西向東的強大流動。流動自表至底，其上部是漂流，下部為地轉流。在大洋東岸向北分支，太平洋秘魯流，大西洋本格拉流，印度洋西澳流。南極鋒：大西洋和印度洋平均位置為50°S，太平洋位于60。南極輻聚帶：風場分布不均形成，使低鹽、富溶解氧表層水在極鋒向極一側下沉。極鋒兩側氣候特征也有明顯差異。極地海區(qū)干冷、亞南極海區(qū)為極地與溫帶海洋氣團輪流控制，季節(jié)性明顯。頻繁的氣旋活動，降水量較多，海況惡劣。特別南半球的冬季，風與浪更大。稱其為“咆哮45°”或“咆哮好望角”南極繞極流——南半球西風漂流東邊界流Eastboundarycurrent：太平洋加利福尼亞流秘魯流大西洋加那利流本格拉流印度洋西澳流流場特性：是寒流，流幅寬、流速小、影響深度淺水文特性：低溫、低鹽、水色低、透明度小的特征東邊界流Eastboundarycurrent：太平洋東邊界流：寒流上升流是東邊界流海區(qū)的一個重要水文特征。原因：信風常年沿岸吹，風速分布不均（近岸小，海面大），海水離岸運動。對氣候影響:

干旱少雨,有利海霧形成。與西邊界流區(qū)具有氣候溫暖、雨量充沛的特點形成明顯差異。來自高緯海區(qū)的寒流，形成大氣冷下墊面，上層大氣層結穩(wěn)定東邊界流：寒流都是暖流流場特征：流幅窄，流速大，影響深度深。水文特征：與近岸水相比，具有高溫、高鹽，高水色和透明度大等特征。對周圍氣候影響：溫暖濕潤北(半球)強南(半球)弱東西邊界流特征對比都是寒流，流場特征：流幅寬、流速小、影響深度淺水文特征：與近岸水相比，具有低溫、低鹽，水色低、透明度小等特征對周圍氣候影響：寒冷、干旱、少雨，有利海霧形成。上升流是東邊界流海區(qū)的一個重要水文特征。西邊界流東邊界流都是暖流東西邊界流特征對比都是寒流，西邊界流東邊界流東西邊界流特征對比東西邊界流特征對比極地環(huán)流——北冰洋中的環(huán)流從大西洋進入的挪威流及一些沿岸流。加拿大海盆為一巨大反氣旋式環(huán)流，從楚奇科海穿越北極到達格陵蘭海，部分西折，部分匯入東格陵蘭流，把大量的浮冰攜帶進入大西洋。極地環(huán)流——北冰洋中的環(huán)流從大西洋進入的挪威流及一些沿岸流。極地環(huán)流——南極海區(qū)環(huán)流南極大陸邊緣一個很窄范圍內，極地東風作用，形成一支自東向西繞南極大陸邊緣的小環(huán)流，稱為極地東風環(huán)流。與南極繞極流間，形成南極輻散帶。與南極大陸間形成海水沿陸架的輻聚下沉，即南極大陸輻聚區(qū)，亦是南極陸架表層海水下沉的動力學原因。極地環(huán)流——南極海區(qū)環(huán)流南極大陸邊緣一個很窄范圍內，極地東風副熱帶輻聚區(qū)——海洋沙漠反氣旋大環(huán)流的中間海域，流向不定，流速甚小。表層海水輻聚下沉——副熱帶輻聚區(qū)形成高溫、高鹽、高溶解氧次表層水。具有世界上最高水色和透明度，“海洋沙漠”透明度最大?！R尾藻海，北大西洋20~35oN，40~75oW副高，又稱“馬緯度”：南北緯30o，此處無風,運馬的船在此處停留，船上的淡水不足，將馬趕入海中,后稱其為“馬緯度”副熱帶輻聚區(qū)——海洋沙漠反氣旋大環(huán)流的中間海域，流向不定，流大洋環(huán)流認識2011年日本地震海嘯對北太平洋環(huán)流認識大洋環(huán)流認識2011年日本地震海嘯對北太平洋環(huán)流認識2011年3月11日，宮城縣名取市，海嘯來襲時的場面。新聞直升機拍攝2011年日本地震海嘯海嘯產生的大量垃圾,估計海洋中的垃圾2500萬噸2011年3月11日，宮城縣名取市，海嘯來襲時的場面。201日本海嘯垃圾形成長111公里巨島正漂向美國美國海軍三月十三日及十四日拍攝的照片，顯示日本強震引發(fā)的海嘯將房屋、汽車和各種殘骸卷入太平洋，形成“垃圾島”，正漂向美國西岸日本海嘯垃圾形成長111公里巨島正漂向美國美國海軍三月十三美國夏威夷大學研究人員：

日本震后巨量垃圾或將2013年漂流至美國近海/a/qirenqishi/tianxiaqishi/2011/0710/86170_6.html美國夏威夷大學研究人員通過電腦模擬發(fā)現(xiàn)，海嘯造成的2500萬噸垃圾將隨洋流，預計明年春季就將抵達中途島和夏威夷西北部，并將最終于2013年至2014年抵達美國西海岸。美國夏威夷大學研究人員：

日本震后巨量垃圾或將2013年漂流2011年9月22日一艘從夏威夷出發(fā)返程的俄羅斯貨輪航行至中途島附近發(fā)現(xiàn)大量的垃圾帶一名俄羅斯船員報告“我們看到海上漂浮著木板、塑料瓶、漁網(wǎng)上的浮標、洗手盆、大鼓、靴子以及其他垃圾。我們甚至還看到電視機、冰箱以及其他家用電器?！毕耐拇髮W國際太平洋研究中心發(fā)言人說：“這些俄羅斯船員看到的的確是日本海嘯垃圾，它們正在美國檀香山和俄羅斯符拉迪沃斯托克市之間的航道上?！蹦承┵|量較輕的垃圾的移動速度比預想的更快。2011年9月22日一艘從夏威夷出發(fā)返程的俄羅斯貨輪航行至中擊沉銹跡斑斑的“鬼船”2012年3月底，一艘全長50米、原本停靠在日本青森縣八戶市的無人駕駛船只經(jīng)過7500多千米漂流，出現(xiàn)在加拿大西部的夏洛特皇后群島附近，隨后進入美國阿拉斯加水域。2012年4月5日，美國海岸防衛(wèi)隊將去年日本海嘯后漂流到阿拉斯加的一艘日本漁船擊沉，結束它在太平洋上長達一年多的孤獨旅程擊沉銹跡斑斑的“鬼船”2012年3月底，一艘全長50米、原本美國阿拉斯加開始清理日海嘯垃圾中新網(wǎng)2012年5月25日電據(jù)外電報道，美國清潔工人25日將開始處理被沖到阿拉斯加州海島的日本海嘯漂來垃圾，清理工作將在蒙達哥島啟動，預計將持續(xù)兩個星期。這是阿拉斯加州首次大規(guī)模收集并處理海嘯帶來的垃圾。當?shù)鼐用裾诤０秾ふ野ǜ伺c建筑材料在內的各種物品當?shù)貢r間2012年5月6日，加拿大維多利亞，當?shù)啬ν熊嚱?jīng)銷商RalphTieleman和其他民眾看著這輛沖到加拿大的摩托車美國阿拉斯加開始清理日海嘯垃圾中新網(wǎng)2012年5月25日電美國嚴查日本"海嘯垃圾"據(jù)《美國國家科學院院報》5月28日報道，在自日本海奔波近1萬千米回游到美國西海岸的藍鰭金槍魚體內，研究人員發(fā)現(xiàn)了帶有福島核電站泄漏的銫，含量是一年前從加州海岸游往日本的金槍魚體內含量的10倍。2012-06-15文，近日，一座大型鋼筋混凝土船塢漂上美國俄勒岡州中部海岸新港附近的海灘，船塢上一塊金屬標識牌上的日文字跡清晰可辨。日本駐美國波特蘭領事館證實，牌上編號、日期和制造商等信息顯示這座“浮動船塢”來自去年遭受海嘯侵襲的日本三澤市。經(jīng)檢測，船塢沒有受到核輻射污染美國嚴查日本"海嘯垃圾"據(jù)《美國國家科學院院報》5月28日報據(jù)美國媒體2013年11月5日消息，2011年日本海嘯后產生大批垃圾，現(xiàn)在這巨型“垃圾島”正漂向美國西海岸。有英國媒體報道稱，該“垃圾島”重量可能超過100萬噸，籠罩面積與得克薩斯州雷同?！坝卸镜墓治铩背掷m(xù)擴大：持續(xù)吸收周圍的漂浮垃圾，可能將比美國面積還要大，理論上重量可以達到500萬噸。直接影響將持續(xù)幾年實際上該照片為2011年9月俄羅斯船在夏威夷中途島附近拍攝鳳凰衛(wèi)視11月10日《傾傾百老匯》尉遲琳嘉：尉遲琳嘉：美國最近也有個無從下手的事兒，自從11年日本海嘯之后呢，日本產生了大量的海上垃圾，最近這其中的一個巨型的“垃圾島”向美國的西海岸展開了一次“有毒物”的奇幻漂流，據(jù)說這個“垃圾島”重量超過一百萬噸，覆蓋的面積和得克薩斯州差不多。看到這個新聞，我的感想是，居然還有日本不要的島。日本海嘯垃圾島漂向美國難得有日本不要的島據(jù)美國媒體2013年11月5日消息，2011年日本海嘯后產生日海嘯垃圾輸運受海洋環(huán)流和風影響日海嘯垃圾輸運受海洋環(huán)流和風影響大洋表層環(huán)流認識GulfStreamCaliforniaCurrent風生大洋環(huán)流西向強化寒暖流大洋表層環(huán)流認識GulfStreamCalifornia世界四大漁場北海漁場、紐芬蘭漁場、北海道漁場和秘魯漁場紐芬蘭漁場Newfoundland北海道漁場北海漁場踩著鱈魚群的脊背就可上岸”的美名世界四大漁場紐芬蘭漁場Newfoundland北海道漁場北海世界大洋上層鉛直向環(huán)流赤道海區(qū)，海水輸運有南北分量，導致海水的輻聚下沉與輻散上升運動南赤道流跨赤道：輻散上升南赤道流和赤道逆流之間：輻聚下沉赤道逆流和北赤道流間：輻散上升世界大洋上層鉛直向環(huán)流赤道海區(qū)，海水輸運有南北分量，導致海水世界大洋上層鉛直向環(huán)流赤道區(qū)海水輻散輻聚：海水升降由于連續(xù)性，在一定深度上形成了經(jīng)向的次級小環(huán)流。所處深度較淺，變動于50~100m之間。使赤道海區(qū)表面的熱量和淡水盈余向高緯方輸送，部分調節(jié)了熱鹽的分布情況。赤道區(qū)海水輻散輻聚：海面起伏對水平環(huán)流有作用世界大洋上層鉛直向環(huán)流赤道區(qū)海水輻散輻聚：海水升降大洋子午環(huán)流：經(jīng)向環(huán)流世界大洋表層以下環(huán)流及水團在高緯海區(qū)，海水變冷密度增大而下沉到深處甚至海底，然后向整個海盆擴展在低緯度海區(qū)，海水輻散迫使海水穿越溫躍層而涌升到海面，這種循環(huán)稱為熱鹽循環(huán)或子午翻轉循環(huán)深層環(huán)流的深度主要取決于海水的密度（熱鹽環(huán)流），某些海域海水的下沉或上升由動力作用引起。深層環(huán)流大洋子午環(huán)流：經(jīng)向環(huán)流世界大洋表層以下環(huán)流及水團在高緯海區(qū)，深層冷水與上層暖水決定海洋層化，海洋層化強烈影響著海洋動力學冷水的體積遠大于表層暖水水體，雖然流速非常弱，但深層海水的輸送能力與表層水相當子午環(huán)流攜帶的熱量和其他物質直接影響地球的熱收支、氣候等深層冷水與上層暖水決定海洋層化，海洋層化強烈影響著海洋動力學I.次表層水的運動和分布：次表層水：表層水以下與大洋主溫躍層以上的海水。來源：副熱帶海域的表層水下沉形成的。大部分水體流向低緯一側，沿主溫躍層散布，少部分流向高緯一側。性質：高鹽高溫，只能下沉到表層水以下的深度上。大洋表層以下的環(huán)流副熱帶副熱帶中高緯南極陸架I.次表層水的運動和分布：大洋表層以下的環(huán)流副熱帶副熱帶中大洋冷水區(qū)環(huán)流主溫躍層以下中層水深層水底層水大洋冷水區(qū)環(huán)流主溫躍層以下中層水的運動低鹽中層水：鹽度34左右南極輻聚帶西北輻聚帶：拉布拉多海、伊爾明格海、堪察加海南部等區(qū)域高鹽中層水：鹽度37以上地中海中層水紅海中層水補償流密度流南極陸架中層水的運動低鹽中層水：鹽度34左右補償流密度流南極陸架低鹽中層水的運動南極輻聚帶：溫鹽特征為2.2°C與33.8下沉800~1000m,一面參加南極繞極流，一部分水體向北散布進入三大洋。大西洋可達25°N；太平洋可越過赤道，印度洋僅達10°S。西北輻聚帶：鹽度34左右。位置：拉布拉多海、伊爾明格海、堪察加海南部（傳播至10°N附近）等區(qū)域南極陸架低鹽中層水的運動南極輻聚帶：溫鹽特征為2.2°C與33.8南

地中海中層水

(MIW)溫度13，鹽度371000~1200m高鹽水下沉，但不會到底

比北大西洋深層水（NADW）和南極底層水（AABW）要輕

地中海中層水(MIW)溫度13，鹽度37溫度15，鹽度36.5，通過曼德海峽流出在600~1600m深度沿非洲東岸向南散布紅海中層水的運動2000m水深處溫鹽分布溫度15，鹽度36.5，通過曼德海峽流出紅海中層水的運動20副熱帶副熱帶中高緯南極陸架南極大陸邊緣的威德爾海、羅斯海其次為北冰洋的格陵蘭海與挪威海等南極底層水：會進入三大洋底。普遍認為南極威德爾海是南極底層水的主要來源。冬季冰蓋下海水（鹽34.6，溫-1.9°C）密度大，沿陸坡下沉到海底，一方面加入南極繞極流向東流，一方面向北進入三大洋。主要沿洋盆西側向北流動。在大西洋可達40°N，與北大西洋深層水相遇，由于南極底層水密度更大，繼續(xù)潛入海底向北擴散。北冰洋底層水幾乎是被隔絕狀態(tài)：白令海峽很淺，不可能進入太平洋，偶然下極少量海水通過海檻溢出而進入大西洋。大洋底層水的運動副熱帶副熱帶中高緯南極陸架南極大陸邊緣的威德爾海、羅斯海大洋大洋冷水區(qū)環(huán)流主溫躍層以下中層水深層水底層水南極陸架大洋冷水區(qū)環(huán)流主溫躍層以下南極陸架大洋深層水的運動位置：中層水和底層水之間，約在2000~4000m的深度源地：主要由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34.9，溫近3°C）向整個洋底散布。在大洋西部接近40°N，與來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。主要特征：貧氧在大西洋格陵蘭南部下沉的深層水南下大西洋，到達南極時要花700年；再東拐至澳大利亞南端需600年；然后北上太平洋，到達北太平洋北部還需700年。大洋深層水的運動位置：中層水和底層水之間，約在2000~40大洋五大水層(水團)水團名稱來源主要特征表層水局地富溶解氧次表層水副熱帶輻聚帶高鹽中層水西北輻聚帶、南極輻聚帶地中海、紅海低鹽高鹽深層水大西洋格陵蘭島南端表層下貧氧底層水南極大陸邊緣海高密大洋五大水層(水團)水團名稱來源主要特征表層水局地富溶解氧次水團的定義水團(watermass)的定義：中國大百科全書:源地和形成機制相近，具有相對均勻的物理、化學和生物特征及大體一致的變化趨勢，與周圍海水存在明顯差異的宏大水體?！皟韧浴薄巴猱愋浴?。長期來把溫鹽特性作為分析水團的主要指標。溫鹽圖解判定水團的數(shù)目。水團名稱來源主要特征表層水局地富溶解氧次表層水副熱帶輻聚帶高鹽中層水西北輻聚帶、南極輻聚帶(低鹽);地中海、紅海(高鹽)低鹽高鹽深層水大西洋格陵蘭島南端表層下貧氧底層水南極大陸邊緣海高密水團的定義水團(watermass)的定義：水團名稱來源主水團劃分主要以溫鹽特性作為分析水團劃分的指標。溫鹽圖解判定水團的數(shù)目。綠色太平洋水體中，可以清晰看出具有高鹽特征的太平洋次表層水和具有低鹽特征的太平洋中層水的水團特征。紅色代表南海與太平洋之間區(qū)域（呂宋海峽）的水體綠色代表太平洋的水體藍色代表南海的水體水團劃分主要以溫鹽特性作為分析水團劃分的指標。綠色太平洋水體中國近海水團的劃分主要根據(jù)溫鹽特性中國近海水團的劃分主要根據(jù)溫鹽特性水團的分析方法1）定性的綜合分析方法（經(jīng)驗法）：定性描述2）濃度混合分析方法：定量地確定水團邊界和混合區(qū)3）概率統(tǒng)計分析法：目前已被應用的主要有海水特征頻率分析法，判別分析法、聚類分析法等4）模糊數(shù)學分析方法：隸屬函數(shù)描述一水體元對水團的隸屬度水團的分析方法1）定性的綜合分析方法（經(jīng)驗法）：定性描述水型：性質完全相同的水體元的集合水系：符合一個給定條件的水團的集合。即只考慮一種性質相近即可?！把匕端怠薄巴夂Ｋ怠薄芭怠薄袄渌怠彼?WaterType)和水系(WaterSystem)水型：性質完全相同的水體元的集合水型(WaterType)水團的核心、強度、邊界與混合區(qū)核心：有一部分水體是該水團典型特征的代表，即為核心。黃海冷水團“冷中心”特征水平的升降反映水團特征型水平升降。核心位置的變動反映水團位置變動的趨向。強度：描述水團增強減弱的情況，2種強度.指水團占據(jù)的空間范圍特征水平，如高溫水團，升溫增強，低溫水團，升溫減弱。邊界與混合區(qū)：兼?zhèn)鋬韧耘c外異性的這部分水體的外包絡面?！坝颉薄斑^渡區(qū)”“混合區(qū)”混合帶:

大面圖上，“海洋鋒”；斷面圖上稱“過渡層”“躍層”水團的核心、強度、邊界與混合區(qū)核心：有一部分水體是該水團典型第六節(jié)世界大洋環(huán)流及水團分布（一）世界大洋上層主要水平環(huán)流（二）世界大洋上層鉛直向環(huán)流（三）世界大洋表層以下環(huán)流及水團（四）大洋環(huán)流的成因第六節(jié)世界大洋環(huán)流及水團分布（一）世界大洋上層主要水平環(huán)流大洋五大水層（水團）水團名稱來源主要特征表層水局地富溶解氧次表層水副熱帶輻聚帶高鹽中層水西北輻聚帶、南極輻聚帶地中海、紅海低鹽高鹽深層水大西洋格陵蘭島南端表層下貧氧底層水南極大陸邊緣海高密大洋五大水層（水團）水團名稱來源主要特征表層水局地富溶解氧次

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美國宇航局繪制的地球表層洋流圖酷似荷蘭畫家梵高風生大洋環(huán)流熱鹽環(huán)流大洋環(huán)流成因風生大洋環(huán)流大洋環(huán)流成因Sverdrup（1947）說明上層海洋環(huán)流與風應力旋度有關Stommel（1948）說明大洋環(huán)流的不對稱性與科氏力隨緯度變化有關Munk（1950）考慮大洋邊界的側向摩擦力說明了太平洋的西向強化問題上述三人奠定了大洋環(huán)流理論的基礎風生大洋環(huán)流理論西向強化現(xiàn)象Sverdrup（1947）說明上層海洋環(huán)流與風應力旋度有關Sverdrup大洋環(huán)流理論(1947)假定流動是定常的，分子粘性和水平湍流引起摩擦力很小流動為斜壓的，風驅動的環(huán)流在一定深度處消失考慮壓強梯度力、科氏力和鉛直湍流引起水平摩擦力之間的平衡忽略底摩擦影響利用流體的連續(xù)方程有由風驅動的海流引起的向北的水體輸送等于風應力的旋度，稱之為Sverdrup關系或平衡Sverdrup大洋環(huán)流理論(1947)假定流動是定常的，分對Sverdrup理論的評論Sverdrup理論認為內部流動為地轉平衡流在某一均一深度處海水沒有運動Ekman輸送理論是正確的Sverdrup解只在東邊界附近成立（忽略底摩擦的結果）。Sverdrup理論和觀測比較北赤道流北赤道逆流對Sverdrup理論的評論Sverdrup理論認為SverStommel大洋環(huán)流理論(1948)Stommel采用了基本上與Sverdrup一樣的運動方程，風應力、鉛直湍切應力及科氏力等的平衡關系,但底應力不再為0研究西向強化問題:將大洋視為等深矩形，風應力隨緯度變化科氏參數(shù)隨緯度的變化率

是引起洋流西向強化的主要原因Stommel大洋環(huán)流理論(1948)Stommel采用了基Munk大洋環(huán)流理論(1950)考慮均質大洋邊界側向摩擦力作用，將北太平洋為三角形，得到與實測海流相似的結果。Munk采用了Sverdrup的思想，垂直積分到海水處于靜止狀態(tài)的深度，考慮水平壓強梯度力、科氏力、鉛直渦粘力和水平渦粘力，假定AH=Ax=Ay為常數(shù)Munk大洋環(huán)流理論(1950)考慮均質大洋邊界側向摩擦力作Munk大洋環(huán)流理論的解析解在海盆東部與Sverdrup結果相似，海盆西部給出了強化流。Munk大洋環(huán)流理論的解析解在海盆東部與Sverdrup結果二、熱鹽環(huán)流由溫、鹽變化引起的環(huán)流。相對而言在大洋中下層占主導地位。大洋主溫躍層穩(wěn)定性：低緯海區(qū)有凈的熱輸入，表明深層有冷水上升，有效阻止熱量從表面向下擴散。使躍層深度保持穩(wěn)定。表明海洋深層環(huán)流的存在海水密度決定海水所處位置，熱鹽決定密度——熱鹽環(huán)流“海洋是否是熱機”？二、熱鹽環(huán)流由溫、鹽變化引起的環(huán)流。相對而言在大洋中下層占主海洋熱鹽環(huán)流或子午環(huán)流海洋是否為熱機？爭論焦點