第5章海洋及大气.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 主要热带气旋或台风的运动区域 风暴潮或风暴增水 不同程度的热带低压或风暴可在海洋特别是近岸地带掀起高达几米至10多米的大浪，对沿岸建筑物造成毁灭性的打击 海陆日夜气温的变化也可导致沿岸地区小尺度的天气变化 白天，陆地比相临的海洋更易升温，故在陆地易形成上升气流，海洋向陆地补充，形成海洋向陆地的向岸风（sea breeze），一般出现在陆地与相临水域温度差最大的下午。 晚上，陆地迅速降温，空气于海洋上升，陆地下沉，形成离岸风（land breeze），一般出现在午夜及凌晨时间段。 微微的海陆风使得夏季的海边更显得舒适 海洋对大气的作用 海洋对大气热力平衡的影响 海洋向大气输送热量——地球热平衡——气候 海洋对大气中水蒸汽的影响 水蒸汽含量——密度——大气运动 海洋对大气运动的调谐作用 海水的高热容——缓慢滞后 海洋对温室效应的缓解作用 海流重新调配高低纬度热量——地球热平衡——气候 极地海区其海水对全球气候影响较小 原因是： 由于球面分布，极区面积远小于温带与热带， 极区海面多覆有冰块，隔绝了海气交互作用， 当水温低时，海气间热交换过程亦较慢，效率较差。 大气对海洋的作用 风力强迫——大洋运动最主要的驱动力 风应力： 第四节 全球暖化现象(Global warming)﹕ 在过去的130年内，地球表层的平均温度已经升高了0.9℃。全球变暖化已经是一个人们不得不接受的事实。 但全球暖化是一个自然的演化现象还是由于人类活动的干预所导致的呢？很不幸，一直到现在，我们仍旧没有多少确实的证据来给出一个明确的答案。 大多数科学家认为，是由于大气的温室效应以及工业社会导致大气中温室气体含量的增加导致了全球暖化。 波长在8 μm ~ 13μm 之间的长波辐射主要被大气中的水蒸气吸收，而波长在3.5 μm ~4.0 μm 之间主要被大气中的二氧化碳吸收。 大气中二氧化碳的浓度增加，在过去的200年内，大气中二氧化碳的含量增加了30%，这会使大气吸收到更多的长波辐射热量。 随人类工业化后造成环境的改变，温室效应亦促成了全球暖化的现象。大气中二氧化碳、氟氯碳化物(Chlorofluorocarbons, CFCs)、氧化氮(Nitrous oxide)、甲烷(Methane)等含量逐年增加，虽然与大气中所有气体总质量相比其量仍小，但这些额外的人为物质却开始损害了地球精巧的热平衡过程。主要是这些气体会选择性地截留住长波辐射的能量，使地表向外层空间之反辐射不易穿透大气层，因此促成了暖化现象。其中有些气体更会破坏臭氧层，而使紫外线较易射到地表，对生物会产生致命的伤害，对暖化现象也有「贡献」 全球CO2总量收支状况，图中数值之单位为十亿吨 因人为原因造成全球暖化现象的预估发展趋势 但这仍是一个备受争论的观点。实际上，部分科学家利用非常成熟的大气模式计算了由温室气体的所增加的热量，会导致更多的海水被蒸发掉，由蒸发过程消耗掉这多余出来的热量，产生更多的云及水蒸气，阻挡住太阳辐射，最后使温室效应明显减少。 全球变暖会造成什么样的后果 有很多人研究，虽然不一定有部分人说得那么严重，但造成的后果还是很明显。现阶段主要表现在： 海表温度升高（比过去年份异常，高于正常年份），使得热带低压、风暴、台风的爆发频率增加。 温度增加的海水会影响到海洋中对温度很敏感的海洋生物的生存；也会改变海洋环流的流动形态，进而影响到全球的气候。 使得地球上部分地区发生更为严重的干旱，部分地区降雨量大大增加，洪灾泛滥，即使得地球上洪涝、旱灾的频率及强度增加。 水污染研究表明，水温度的升高使得水生疾病更为严重。 地球上动、植物群落的迁移变化 极地冰盖的融化，使得全球海平面上升，淹没地势较低的海岸地区。等等 海洋在降低温室效应上有其特殊的作用 如前所述，海洋是一个巨大的二氧化碳的溶解库，在全球二氧化碳的循环中，当海洋中的二氧化碳逸向大气中时，我们完全可以捕获这部分二氧化碳并将其输送到深海环境溶解掉。 同时，如果我们从海洋中提取了更多的二氧化碳，海洋就会吸收大气中更多的二氧化碳，这也是一种减少大气中二氧化碳的方式。 * * * * * * * * * * * * * 第五章 海洋与大气 海洋、大气相互作用，控制天气及气候 海水释放热量及水量给大气 强迫海水运动 大气运动 吸收、释放热量分布不均匀 巨大的太阳能是地球上海洋-大气相互作用的核心推动力量 第1节 大气成分及大气圈的层结结构 氮（N2）：78% 氧气（O2）21% 氩气（Ar） 惰性气体 大气的成分 水蒸气 二氧化碳 臭氧 碳、硫、氮化合物 定常成分： 混合均匀、比例恒定 可变成分 温室气体 大气基本属性 或气象要素 湿度 大气的水