物理海洋(侍茂崇)--整理.docx

物理海洋学（侍茂崇）——整理引言略海水物理性质海水的空间分布洋海峡湾水的特性平凡（海水占70.8%）+ 特殊（分子结构，天然液体，活跃性，高沸点冰点，最大热容量，反常碰撞）水的绝热变化和位温绝热条件下：海水微团下沉时，压力增加致体积减小，外力做功使内能增加温度升高；海水微团上升时，压力减小致体积膨胀，内能消耗致温度降低。大洋典型温度刨面位温：海水微团从海洋某一深处（压强为p）绝热上升到海面（压强为一个标准大气压）时所具有的温度。（为了便于大洋环流研究，需用某些保守量来标记水块，即其特性不涉及能量交换，因此引入位温。）盐度绝对盐度：海水中溶解物质质量与海水质量的比值。1978年实用盐标：在1标准大气压下，15℃的环境温度下，海水样品与标准KCL溶液的电导比为1，即该样品的实用盐度值精确地等于35。海水的密度和比容海水密度：单位体积海水的质量（kg/m3）海水比容：单位质量海水的体积（m3/kg）位密：一个海水块在盐度不变的情况下绝热地从初始压强p移动到参考压强pr时的密度。（在动力海洋学研究中，经常需要识别出其他物理因子（如温度和盐度）的变化所产生的密度变化，因而引入位密。）海水中的声速声速最小层：随着水深的增加，声速先随温度减小而减小，温度变化减缓时，声速开始随压力的增加而增加，因此产生了一个极小值。大洋声道：当声速与声速最小层成较小角度向上或向下传播时，其传播发生弯曲而折回声速最小层。因此，近于水平方向发射的声束会以最小层为轴线，在某一层内上下往返传播。这样使得声波的能量集中在该层上下，损失很小，进而使其传播距离大大增加。该层即是大洋声道，声速最小层为声道轴。海水的光学特性植物光合作用与海水深度关系海冰略海水其他物理特性海水的比蒸发潜热：1kg海水汽化为同温度的蒸气所需的热量。饱和蒸汽压：水分子经由海面逃出和重又回到海水中的过程达到动态平衡时水汽所具有的压力。热传导：相邻海水若温度不同时，由于海水分子或者海水块体的交换，会使热量由高温处向低温处传播。涡动热传导（湍流热传导）：热量的传递是由于海水块体的随机运动所引起的传导。表面张力：在水的自由表面上，水分子之间的吸引力所形成的合力，使自由表面趋向最小。渗透压：渗透作用达到平衡状态时，膜两侧的压力之差。粘度：相邻水层之间存在相对运动，由于分子不规则运动，产生动量传递，从而形成切应力。海洋表面热平衡和水平衡海洋热平衡分量穿过海表面热交换的四个过程：来自太阳的短波辐射——太阳辐射能大气与海洋之间的长波（红外光部分）辐射热交换——有效回辐射海水蒸发热耗损或凝结热收入——蒸发损耗热由于海面和大气之间温度差而产生的湍流（显热）交换——显热损耗。蒸发耗损热量：是指液态水变为同温度条件下气态水所需要的热量，又称潜热通量。平流热传输：由于海水流动，水平方向暖流能带来热量，冷流能使这里失去热量。热平衡和海水略海洋中的水量收支水量平衡：水的来源几乎完全靠地球自身，又在地球系统自身之内周游而循环，所以也称为水循环。海洋中的水量平衡：海洋中水的收入主要靠降水、陆地径流和融冰，支出则主要是蒸发和结冰。蒸发降水差世界大洋的温度场水温的空间分布：表层：由热赤道向南北极，水温渐次降低，到极圈附近已降至0℃；由于湾流黑潮等平流水平输送热量，在亚热带至温带海域呈西高东低，在亚寒带至极地海域则东高西低。深层：海洋环流对水温分布影响更加明显。水温经向梯度减小，而在大洋西边界流区则会出现明显的高温中心。垂向：以主温跃层为界，其上水温较高为暖水区，其下为冷水区。暖水区，由于受动力（风力和波浪的搅拌）和热力（如蒸发增盐或降温增密）等因素的作用，促进了上层海水的垂向混合。水温的时间分布：日变化：不大年变化：因地轴的倾斜和日地距离的变化，呈正弦特征。世界大洋的盐度场和密度场海水盐度的空间分布水平分布：与蒸发降水差的分布很接近。垂向分布：（1）从高盐核心层向下，等盐线相当密集，形成铅直方向上的盐度跃层，跃层中心大致在300-700m的深度上；（2）因地而异。海水盐度的时间分布：日变化：很小年变化：由于降水、蒸发、结冰和融冰都有年周期变化，所以海洋表层盐度的年变化也有周期性，不过很复杂。海水密度的空间分布：大西洋每二十纬度年平均温度、盐度和密度（太平洋，印度洋类似）可从纬向，经向，区域，垂向各个方面讨论。大洋密度的时间变化密度跃层（温度跃层）：春季形成，夏季强盛，秋冬衰亡。海洋温度、盐度、密度的细微结构双扩散对流：当高温高盐水和低温低盐水重叠且呈稳定层结时，若上下密度差异小，由于分子热传导效应比盐度扩散效应强得多，则上层海水因失热较快而冷却下沉，下层则因受热较快而增温上升，于是形成双扩散对流。盐指：由于双扩散对流，而在界面上出现的簇状小长柱结构。多层阶梯状结构：界面上下的水层，因升降盐指的搅拌而趋于均匀，逐渐形成多层阶梯状结构。.