海洋热平衡和水循环对气候的影响.docVIP

海洋热交换和水平衡对全球气候和海水温度盐度密度的影响和作用 世界大洋中的温度盐度和密度是海洋学中极为重要的三个基本物理参量。可以说海洋中的一切现象几乎都与他们有密切的关系。而海洋中的热交换和水平衡是制约其分布和变化的最重要因素。 海面与大气会产生热交换。主要有辐射传输、感热输送和潜热输送三种方式。海洋层结比较稳定，海水密度大，总质量比热大，太阳辐射能大部被其吸收，所以热容量很大。因此，海气之间的热交换，主要是海洋向大气输送热量。海气热交换是双向的。辐射传输主要以长波辐射的形式进行；感热输送是海气交界处通过湍流及分子接触传导作用而进行的热量传递；潜热输送则通过湍流和分子运动，海气界面处的凝结和蒸发而进行热量传递。海气热交换在全球热量平衡中占有极其重要的地位，对各种尺度天气系统的形成和发展以及大气环流系统的建立和维持都具有重要的作用。海洋和大气之间，相互作用，穿越海气交界面的热量输送如果水温比气温高，海洋就要向大气输送热量，一般来说，水温总是比气温高，海洋总是向大气输送热量的，不过这种能够交换失去的热量比蒸发消耗的热量小得多。当海洋收入的热量超过支出的热量时，海洋为吸热增温过程；当海洋支出的热量超过收入的热量时，海洋为散热降温过程；当海洋收入与支出的热量相等时，海水的温度就不会变化。每年，海洋的热量总是收支平衡的，所以一年中海洋的平均水温也是稳定的。不过，一年之中，海水的热量会在不同时期内和不同地区呈现出差异。这样，热量分布的不均衡就会海水温度在地理分布和不同季节中的变化。 地球表面有71%被海水覆盖，海水的比热大大的超过了陆地和空气的比热。所以，海洋吸收的热量比陆地大得多。海洋热量的来源主要是接受太阳辐射和大气对海面的热辐射。海洋在吸收热量的同时也丧失了许多的热量。海洋散热的过程是通过海面辐射、海水蒸发和水起交换的方式进行的。海面时刻不停地向外辐射自己地热量，辐射量的多少与海面的温度有密切的关系，水温越高，辐射越强。根据测量和统计得知，海面辐射得热量大约是海面吸收太阳辐射热量得42%。海水在蒸发过程中，消耗了大量热量，蒸发越快，热量散失就越多。蒸发速度取决于海面上空得水汽含量和空气的 流通状况，海面空气越干燥，风速越大，海水蒸发越快。海水因蒸发失去得热量，大约是海洋吸收太阳辐射热量得一半以上。 海热收支，习惯上称海洋表层的热量平衡。实际上，就某一海区和某一时段而言，海洋表层的热量收支一般是不平衡的。海洋表层收入的热量，主要包括来自太阳和天空的短波辐射、大气通过湍流向海面输送的热量(感热)、海面水汽凝结时的热量（潜热）、海水内部由下层向海面输送的涡动热量和水平方向的暖平流带来的热量。海洋表层支出的热量，主要包括海面的长波有效回辐射、海面以湍流方式向大气输送的热量（感热）、海水蒸发时消耗的热量（潜热）、由表层向下层输送的涡动热量和冷平流带走的热量。 大气所包含的热量是很有限的。如果将大气中所蕴涵的全部热量都转化到海水中去，那么3米深的海洋就能把整个大气中的热量包含进去。其实，地球的大气对温度的记忆是非常短的，大概有五六天的时间，而占地球表面约70%的海洋对温度的记忆是非常久的，可能会是在五年以上，到十几年，甚至是几十年。整个海洋中有一半的面积都达到了3000米的深度，如果整个海洋都热起来，就需要很长的时间。全球变暖主要表现在海洋的温度上，而不是大气的也不是地表的温度，海洋的温度主要决定了气候的变化。海洋影响整个气温是一定的，海洋变化有其规律洋流是地球上热量转运的一个重要动力。据卫星观测资料，在20°N地带，洋流由低纬向高纬传输的热量约占地－气系统总热量传输的74％，在 30°～35°N间洋流传输的热量约占总传输量的47％。洋流调节了南北气温差别，在沿海地带等温线往往与海岸线平行就是这个缘故。 暖流在与周围环境进行交换时，失热降温，洋面和它上空的大气得热增湿。我们以墨西哥湾暖流为例，湾流每年供给北欧海岸的能量，大约相当于在每厘米长的海岸线上得到600吨煤燃烧的能量。这就使得欧洲的西部和北部的平均温度比其它同纬度地区高出16～20℃，甚至北极圈内的海港冬季也不结冰。苏联的摩尔曼斯克就是北冰洋沿岸的重要海港，那里因受北大西洋暖流的恩泽，港湾终年不冻，成为苏联北洋舰队和渔业、海运基地。再如，对我国东部沿海地区的气候影响重大的黑潮，是北太平洋中的一股巨大的、较活跃的暖性洋流。它在流经东海的一段时，夏季表层水温常达30℃左右，比同纬度相邻的海域高出 2～6℃，比我国东部同纬度的陆地亦偏高2℃左右。黑潮不但给我国的沿海地区带来了温度，还为我国的夏季风增添了大量的水汽。根据观测资料进行的计算和不同区域的比较都充分说明：气温相对低而且气压高的北太平洋海面吹向我国的夏季风，只有经过“黑潮”的增温加湿作用以后，才给我国东部地区带来了丰沛的