海洋科学导论第五章讲解.ppt

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海洋科学导论第五章讲解

学习目的 海洋环流的时空变化是连续的,它把世界大洋联系在一起,使世界大洋的各种水文、化学要素及热盐状况得以保持长期相对稳定。 通过该章学习,掌握海流、环流的相关概念、形成原因及其特征,建立全球海洋及中国近海的环流结构,并了解各流系的主要特征。 ;第五章、海流;第五章、海流;第一节、基本概念 一、海流的定义与成因 1、海流(ocean current): 较大尺度范围内的海水具有相对稳定的速度,沿水平和垂直方向的流动。 ;2、海流的成因 ;二、海流的分类 按成因分: 1、风海流(wind-driven current): 由风的拖曳效应,或由风引起的海面倾斜和海水密度重新分布而形成的海流。 ;2、密度流(density current): 因海水密度分布不均匀性形成的海水流动。 3、地转流(geostrophic current): 由于气压的分布,或因径流和风等引起的增减水,使海面发生倾斜产生的海水流动, ——倾斜流;4、补偿流(compensation current): 海流使海水流向它处,由于海水的连续性,将由另一海域的海水流来补充海水流失,这种补充的海流叫补偿流(compensation current)。 水平补偿流 铅直补偿流;潮流: 在天体引潮力作用下,海水呈现就有周期性的水平流动。;以温度特性划分: 1、暖流:相对于周围海水来说,具有较高的温度, 流向:低纬→高纬 2、寒流:相对于周围海水来说,具有较低的温度, 流向:高纬→低纬 ;近岸特有的海流: 1、河川泄流: 河川径流入海,在河口附近的海区产生的流动。 2、波浪流: 近海岸地区波浪破碎所形成的水流。 沿岸流 离岸流 ;三、海流的表示法: 矢量表示法 流速:海流的强度 单位:节或cm/s表示 流向:海水流去的方向, 以度或方位表示 ;第二节、密度流与地转流 一、等压面和等势面 1、等压面: 海洋中压力相等的点组成的假想的面。 压力场?等压面倾斜 ;内压场: 海水质量分布决定 平均密度大,等压面间距离小 ;外压场: 风、气压的变化及增水和减水等;2、等势面 海洋中所有位势相同的点组成的面 海水沿等势面运动,重力不作功。;3、海水受力情况: 压强梯度力⊥等压面 ↑ ;密度不均匀 -----等压面倾斜;压强梯度力;;;;22.5℃ 22.6℃ 22.7℃ 22.8℃ 22.9℃ 23.0℃;33.2 33.3 33.4 33.5 33.6 33.7 33.8;三、地转流 海水密度均匀,等压面(海面)---等势面倾斜β角 ;∵ Fx=gtgβ fc=2ωvsinф ∴ gtgβ=2ωvsinф;;北半球 顺流而立,右方高 南半球相反;四、地形对海流的影响 隆起地形: 北半球 上坡,向右偏转(顺时针) 下坡,向左偏转(逆时针) 南半球方向相反 ;第三节、风海流 一、风海流的受力分析;;艾克曼(Ekman)风海流理论 ;结论: 1.深海中,表层流的方向在北半球偏于风向右边45°,南半球偏左。偏向不随风速、流速和纬度变化。 2.表层流流速与风速和所在地理纬度有关:;;3.风海流的速度和方向随水深变化: 流速随深度增加按指数规律减小; 流向随深度增加逐渐向右(北半球) ,到摩擦深度[D] ,流速为表层流速4.3%±。 摩擦深度[D]:流向与表层流向相反的深度, ---------无限深海漂流所及深度。 ;摩擦深度D 与纬度、风速的经验关系:;风速愈大,表层流速度愈大,影响深度愈深。 相同风速,表面流速及风海流影响深度,随纬度增高减小。 赤道底层无逆流。 风海流到达不同深度所需的时间不一致, 几小时-----几个月;三、浅海风海流;四、海岸对风海流的影响 海流与海岸垂直相遇,分为两支反方海流;;1、风海流的体积运输; 深海: 海水的运输方向⊥风向,北半球向右 浅海: 海水的运输方向与风向偏角90°, 深度越小,偏角越小。 ;;风海流的水量运输,导致海岸附近增、减水 产生与风向一致的倾斜流和密度流。 ;2、上升流与下降流 :;;;;;升降流形成的其他因素: 北半球 ;第四节、波浪流 1、沿岸流 波浪斜向海岸入射时,在破波带形成的大致平行于海岸的水流;;;;2、离岸流

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