海洋的结构与海水的运动.ppt

水文学 城市与环境学院 第五章海洋的结构与海水的运动 水文学 城市与环境学院 第一节海洋的组成与结构第二节海水的运动 波浪第三节海水的运动 潮汐第四节海水的运动 洋流第五节海洋效应 水文学 城市与环境学院 第一节海洋的组成与结构 一 海洋的组成二 海洋运动的结构 水文学 城市与环境学院 一 海洋的组成由于海水所出的地理位置及其水文特征的不同 从区域范围上可分为洋 海 海湾 海峡等 他们共同组成了海洋 海洋 地球上广大连续的咸水水体的总称 面积3 61亿km2 占地表的70 8 调节气候 蕴藏丰富的动力资源 矿产资源 生物资源 化学资源和水资源 交通 大道 认识宇宙 发展自然科学的理想试验场 水文学 城市与环境学院 1 洋 洋是世界大洋的中心部分和主体部分 它远离大陆 深度大 面积广 不受大陆影响 具有较稳定的理化性质和独立的潮汐系统以及强大洋流系统的水域 位于大洋边缘 被大陆 半岛或岛屿所分割的具有一定形态特征的小水域 称为海 湾和海峡 水文学 城市与环境学院 2 海海是靠近大陆 深度浅 2 3km 面积小 兼受洋 陆影响 具有不稳定的理化性质 潮汐现象明显 并有独立海流系统的水域 包括地中海和边缘海 地中海分陆间海和内陆海 陆间海是于介两个以上大陆之间 并有海峡与相邻海洋相连通的水域 一般深度较大 如亚 欧 非大陆之间的地中海 内陆海是入大陆内部 海洋状况受大陆影响显著 海的个性很强 如黑海 红海等 水文学 城市与环境学院 水文学 城市与环境学院 边缘海是位于大陆边缘的水域 一部分以大陆为界 另一部分以岛屿 半岛 群岛与大洋分开 与大洋的水分交换比较自由 靠近大陆一边受大陆影响大 水文状况季节变化显著 靠大洋一边受大洋影响大 水文状况比较稳定 3 海湾 海湾是海洋伸入大陆的部分 其深度和宽度向大陆方向逐渐减小的水域 海湾中的海水因其与邻近海或洋相通 故海水性质与相邻海洋的性质相似 海湾中的最大水文特点是潮差很大 原因是深度和宽度向大陆方向不断减小 如杭州湾的钱塘江怒潮 潮差一般为6 8m 北美芬地湾潮差更达18m之最 水文学 城市与环境学院 水文学 城市与环境学院 4 海峡海峡是连通海洋与海洋之间狭窄的天然通道 其水文特征是水流急 潮速大 上下层或左右两侧海水理化性质不同 流向不同 水文学 城市与环境学院 二 海洋运动的结构 1 海洋形态结构 1 大陆边缘 2 大洋盆地 世界海洋中面积最大的地貌单元 3 大洋中脊 洋中脊或中央海岭的是世界大洋中最宏伟的地貌单元 4 海沟 海洋中最深区域 水文学 城市与环境学院 水文学 城市与环境学院 水文学 城市与环境学院 水文学 城市与环境学院 水文学 城市与环境学院 2 海水运动结构 洋流系统 潮汐系统 波浪系统 混合系统 水文学 城市与环境学院 第二节波浪 波浪概述小振幅波和有限振幅波风浪和涌浪地震 海啸与风暴潮近岸波 水文学 城市与环境学院 一 波浪概述1 波浪要素波浪是宽敞水面的水体运动 水质点周期振动引起的水面起伏现象 波峰 波谷 波顶 波底 波高 波长 波陡周期 波速等等 水文学 城市与环境学院 2 海洋中波的分类 1 按波的周期 频率 分类 表面张力波 短周期重力波 长周期重力波 长周期波和长周期潮波 2 按成因分类 风浪和涌浪 内波 潮汐波和海啸 3 按水深分类 深水波和浅水波 4 按波形的传播性质分类 前进波 进行波 和驻波 水文学 城市与环境学院 二 小振幅波和有限振幅波 1 小振幅波动 线性波动 小振幅波动是只波高远小于波长的简单波动 1 短波 深水波 2 长波 浅水波 波长很长的波浪 水文学 城市与环境学院 2 有限振幅波动 1 斯托克斯波 2 正弦波 摆线波 3 孤立波 4 椭圆余弦波 无旋转的 表面呈周期性起伏的波动 只有一个波峰或波谷 而且只出现于浅水水域中 用椭圆函数来描述波面的形状 水文学 城市与环境学院 三 风浪和涌浪1 风浪生成和成长理论 风浪是在风的作用下所产生的波浪 力学机理 共振 平流的不稳定性 2 涌浪 当风开始平息 或波速超过风速时 风浪就要离开风区传到远处去 这种波浪称为涌浪 四 地震 海啸与风暴潮1 地震海啸 由火山爆发 海底地震引起海底大面积升降 以及沿海地带山崩和滑坡等造成的巨浪 称为地震海啸 水文学 城市与环境学院 2 风暴潮 由台风 温带气旋 冷锋的强风作用和气压骤变等强烈的天气系统引起的海面异常升降现象 叫风暴潮 又称风暴增水或气象海啸 1 温带风暴潮 多发生在春秋季节 中纬度沿海各地都可以见到 2 热带风暴潮 热带风暴潮常见于夏秋季节 总伴有急剧的水位变化 水文学 城市与环境学院 五 近岸波1 波浪的绕射 当波浪传入近岸时 如果受到沙嘴 岬角等的阻挡时 波浪将从其旁边绕过 进入波影区 波峰线变形 波高递减 波浪能量大为减小 故波影区一般为比较平静的水域 2 波浪的折射 由于波浪受海底摩擦阻力影响大小不一 使波向发生转折 最终波峰线基本与海岸线平行 当入射波浪不垂直于海岸时 便可造成水体沿海岸流动 形成沿岸流 水文学 城市与环境学院 第三节潮汐 一 潮汐及其类型二 潮汐的成因三 潮汐的变化四 潮流 水文学 城市与环境学院 水文学 城市与环境学院 我国古代把白天出现的海水涨落称为 潮 晚上出现的海水涨落称为 汐 合称 潮汐 水文学 城市与环境学院 一 潮汐及其类型 1 潮汐基本要素潮汐指海水位周期性涨落的现象 潮汐要素 高潮或满潮 低潮或干潮 涨潮 落潮 平潮 停潮 高潮时 低潮时 潮差 高潮间隙和低潮间隙 两者合称为月潮间隙 水文学 城市与环境学院 在潮汐涨落过程中 当海面上涨到最高位置时 称为高潮 hightide 或满潮 当海面下降到最低位置时 叫做低潮 lowtide 或干潮 从低潮到高潮 海面不断上涨 海水涌向海岸的过程叫涨潮 floodtide 从高潮到低潮 海面不断退落的过程叫落潮 ebbtide 当潮汐达到高潮或低潮时 海面在一段时间内既不上升 也不下降 把这种状态分别称为平潮和停潮 平潮的中间时刻 叫高潮时 停潮的中间时刻 称为低潮时 相邻二次高潮时或低潮时的时间间隔 称为潮期 潮周期 相邻高潮与低潮的水位差 叫潮差 水文学 城市与环境学院 一 潮汐及其类型 2 潮汐类型潮汐的涨退现象是因时因地而异的 但从涨退周期来说 可分为4种类型 半日潮 全日潮 不正规半日潮 不正规全日潮 水文学 城市与环境学院 1 半日潮 指在一个太阴日内 有两次高潮和两次低潮 而且相邻两次高潮或低潮的潮位相等 涨潮时间和落潮时间也很接近 潮汐周期为半日 2 全日潮 在一个月内 多数日子一天有一次高潮和低潮 少数日子为一日有两次涨落 3 不正规半日潮 指一日内虽然有两次高潮和低潮 但潮位和涨 落时间有很大差异 4 不正规全日潮 在半个月内 较多天数为不规则半日潮 但有时一天里也发生一次高潮 一次低潮的现象 但全日潮不过7天 水文学 城市与环境学院 二 潮汐的成因海洋潮汐是由月球和太阳的引潮力引起的 作用力有两个 吸引力和惯性离心力 1 引潮力引力的性质 惯性离心力的性质 引潮力的性质 2 平衡潮理论 静力学理论 平衡潮理论系由牛顿1687年首创 3 潮汐的动力理论拉普拉斯于1775年提出了动力理论 潮汐的成因 顺潮 对潮 内因 海洋水体 外因 天体引潮力 月球引潮力是太阳的2 17倍 水文学 城市与环境学院 1 潮汐周期现象根据平衡潮理论 在引潮力作用下 海面呈椭圆球状 形成潮汐椭球 通常将月球引潮力引起的潮汐叫太阴潮 太阳引潮力引起的潮汐叫太阳潮 由潮汐椭球的概念 解释几种潮汐的周期现象 1 潮汐的日变 半日周期潮和日周期潮 2 潮汐的月变 半月周期潮和月周期潮 3 潮汐的年变和多年变化 年周期潮多年周期潮 水文学 城市与环境学院 1 潮汐的日变由于地球的自转 同一地点向着月球和太阳与背着月球和太阳各一次 所以一日之内将发生两次涨潮和落潮 又由于海洋潮汐的主体是太阴潮 所以高潮与低潮相隔时间为1 4太阴日 即6小时13分 可见 每太阴日内发生两次高潮和低潮是海洋潮汐的一个基本周期 水文学 城市与环境学院 潮汐的日变 可分为半日周期潮和日周期潮 半日周期潮 当月球赤纬为零时 即月球在赤道上空 海面任一点都为半日潮 如图 潮汐高度从赤道向两极递减 并以赤道为对称 故称为赤道潮 或分点潮 水文学 城市与环境学院 日周期潮 当月球赤纬不为零时 不同纬度的潮型不同 在赤道为半日潮 在赤道至中纬地区为混合潮 在高纬地区为全日潮 当月球赤纬增大到回归线附近时 潮汐周日不等现象最显著 这时的潮汐称为回归潮 如图 水文学 城市与环境学院 2 潮汐的月变又由于太阳 月球和地球的会合运动 在一个朔望月 29 5306日 内 日 月 地三者的相对位置发生变化 使得海洋潮汐以朔望月为周期的变化 图 在朔日 农历初一 新月 日月合朔 和望日 农历十五 满月 太阳 月球和地球的中心几乎在一条直线上太阳引潮力和月球引潮力最大程度地叠加 地球受到的引潮力相当于月球引潮力和太阳引潮力之和 形成高潮特高 低潮又特低 潮差最大 故称大潮 而在上弦 农历初八 和下弦 农历二十三 时 日 月 地三个天体的中心几乎成一直角位置 地球受到的引潮力相当于月球引潮力与太阳引潮力之差 合引潮力最小 形成高潮不高 低潮不低 潮差最小 所以称为小潮 可见 每朔望月内发生两次大潮和小潮也是潮汐的基本周期 水文学 城市与环境学院 水文学 城市与环境学院 水文学 城市与环境学院 水文学 城市与环境学院 月周期潮 它是由于月球绕地球旋转而产生的 当月球运行到近地点时 所涨的近地潮大 而当月球运行到远地点时 所涨的远地潮小 近地潮较远地潮约大40 月球绕地球转一因为一个月 故一个月内有一大潮和一小潮 故称月周期潮 水文学 城市与环境学院 3 潮汐的年变和多年变 可分为年周期潮和多年周期潮 年周期潮 地球绕太阳转时 当地球运行到近日点时所涨的近日潮为大潮 而当地球运行到远日点时所涨的远日潮为小潮 近日潮比远日潮大10 地球绕太阳转一周为一年 故形成年周期潮 多年周期潮 月球的轨道长轴方向上不断变化 其近地点的变化周期为8 85年 故潮汐有8 85年长周期变化 又由于黄道与白道交点的移动周期为18 61年 故潮汐也有18 61年的周期变化 水文学 城市与环境学院 2 地形对潮汐的影响 以上只考虑天文因素对潮汐的影响 实际上潮汐还要受当地自然地理条件的影响 各地海水对天体引潮力的反应 视海区形态而定 物体失去外力作用后还能自行振动 这振动称为自由振动 其振动周期称为自然周期 潮汐是一种受迫振动 当受迫振动周期与海水本身的自然振动周期相接近时 便会产生共振 反应就强烈 振动就特大 否则相反 而海水振动的自然周期与海区形态和深度有密切关系 故各海区对天体的引潮力反应也不同 例如 在雷州半岛西侧的北部湾为全日潮 而东侧的湛江港则为半日潮 又例如钱塘江口 由于呈喇叭形 故常出现涌潮 其特点是潮波来势迅猛 潮端陡立 水花飞溅 潮流上涌 声闻数十里 如万马奔腾 排山倒海 异常壮观 这一奇特景观也叫怒潮 潮高可达6 8米 最大可达12米 前进速度6 7米 秒 吼声在几十公里外都可听见 水文学 城市与环境学院 3 钱塘潮 钱塘潮又称为海宁潮 指发生在浙江省海宁县杭州湾钱塘江口的涌潮 每年夏秋大潮时 特别是中秋之后农历八月十八日最为显著 势力最为强大 原因 杭州湾形态和河底地形 钱塘江河口杭州湾呈典型的巨大喇叭形 杭州湾湾口处宽达102km 平均水深10m 而澉浦附近河口宽度只有20km 水深仅2m左右 因此 由于深度和宽度向大陆方向不断减小 潮波从湾口进入以后能量高度集中 迫使潮波变形 潮水涌积 潮水猛涨 再加上潮峰传播速度大于潮谷 到大尖山附近潮峰追上了潮谷 潮波前坡陡立 甚至倒卷破碎 水花飞溅 来势凶猛 声闻数十里 如万马奔腾 排山倒海之势 天文因素 中秋之后农历十八 日 月 地三天体大致处在同一直线上 日 月引潮力相互叠加 钱塘江潮差极大 气象因素 受季风影响 钱塘江夏秋水量大 洪水波与潮波相遇 迫使潮水涌积 形成较高的涌墙 水文学 城市与环境学院 四 潮流 潮流是海水在天体引潮力作用下所形成的周期性水平运动 它和潮汐现象是同时产生的 随着涨潮而产生的潮流 称涨潮流 随着落潮而产生的潮流 称落潮流 当高潮或低潮时 各有一段时间潮流速度非常缓慢 接近于停止状态 称为憩流 潮流的运动形式 可分为回转流和往复流 1 旋转流 凡在江河入海的外海或广阔的海区 一般都有旋转式潮流发生 2 往复流 一般在海峡 港湾入口或江河海口 潮流受到海洋宽度的限制 经常作直线式的往复流动 称为往复流 水文学 城市与环境学院 1 旋转流在外海和开阔海区 潮流受地转偏向力作用而成回转流 也叫八卦流 回转流的方向在北半球为顺时针方向 在南半球则为逆时针方向 旋转的次数取决于潮汐类型 半日周期潮在一个太阴日内测转两次 全日潮则回转一次 其流速从最大到最小 再到相反方向的最大 再到最小 不断往复旋转流动 水文学 城市与环境学院 2 往复流在海峡 河口 窄湾内 受地形影响 潮流便成了往复流 其流速从零到最大 再到零 再到相反方向的最大 再到零 这样不断循环 其往复的次数也取决于潮汐类型 当半日潮时 一个太阴日内 水流往复两次 当全日潮时 一个太阴日内 水流则往复只有一次 往复流的最大流速较回转流大 每小时可达18 22km 而回转流一般每小时只达4 5km 实际海洋上的水流 既不是纯粹的潮流 也不是纯粹的海流 而是两者合成的结果 水文学 城市与环境学院 第四节洋流 一 洋流的成因及类型二 大洋环流系统三 水团四 中尺度涡五 厄尔尼诺现象 水文学 城市与环境学院 一 洋流的成因及类型1 洋流及其分类 1 洋流的概念 洋流即海流 是指海洋中具有相对稳定的流速和流向的海水 从一个海区水平地或垂直地向另一海区大规模的非周期性的运动 2 洋流的分类 洋流按成因可分为风海流 密度流 补偿流3类 按本身与周围海水温度的差异又可分为暖流和寒流两类 按其流经的地理位置又可分为赤道流 大洋流 极地流及沿岸流等 3 作用于洋流的力 作用于洋流的力主要有风对海水的应力和海水的压强梯度力 在这些力的作用下 当海水运动起来后 还产生一系列派生的力 如摩擦力 地转偏向力和离心力等 水文学 城市与环境学院 2 成因分类 风海流 海水在风的摩擦力作用下形成的水平运动 又称漂流或吹流 风力作用于海面 同时产生波浪运动和使海水向前运动的洋流 埃克曼 Ekman 螺旋 风海流水体输送方向与风向成90 夹角 在北半球偏风向的右侧 而在南半球则偏风向的左侧 水文学 城市与环境学院 风海流的负效应 副热带反气旋型大洋环流在中低纬度的热带和亚热带海区 形成以副热带为中心的反气旋型大洋环流 其形成如下 以北半球为例 副热带高压以北是盛行西风 以南为东北信风 由于风海流总的海水体积输送方向偏于风向之右90 因此 0 30 间的东北信风将厚约100m 假设风海流摩擦深度为100m 的上层海水输向西北 30 60 间的西南风将海水输向东南 如图 这样两股水流相向而行 必然在以30 N为中心的区域涌成一个水堆 水峰 在水位造成的压力下 水堆上层 0 100m 从中心外溢 在地转偏向力作用和大洋两侧大陆阻挡下 便会形成以水堆为中心的顺时针方向旋转的大洋环流 南半球情况相类似 只是方向相反 形成逆时针方向的环流 由于环流中心处于亚热带 环流流向与反气旋型大气环流流向一致 所以称为亚热带反气旋型大洋环流 水文学 城市与环境学院 30 N 赤道 水堆 峰 最终梯度流 水流 西风 信风 30 N盛行风产生大洋高压区 副热带反气旋环流形成示意图 水文学 城市与环境学院 副极地气旋型大洋环流30 60 N的西南风 盛行西风 使上层水流流向东南 60 90 N的东北风 极地东风 又使上层水流流向西北 两股水流相背而行 导致以60 N为中心形成一个低凹 由于大洋两侧大陆的存在 最终必然围绕这个低凹形成反时针方向流动的副极地环流 与气旋流向一致 故称副极地气旋型大洋环流 如图 水文学 城市与环境学院 低凹 60 N 盛行西风 极地东风 最终梯度流 水流 60 N盛行西风产生大洋低压区 副极地气旋型环流形成示意图 水文学 城市与环境学院 水文学 城市与环境学院 风海流会造成岸边的升降流 南半球南美沿岸的升降流 水文学 城市与环境学院 密度流 是由于海水密度差异而引起的海流 海水密度分布不均匀而使海区形成了压力梯度 海水从高压区向低压区流动 所以又称梯度流 直布罗陀的表层流与深层流 水文学 城市与环境学院 补偿流 是由于某种原因使海水从一个海区流出 而使另一部分海水流入进行补充 补偿流可以是水平流动 也可以是垂直流 上升流和下降流 水文学 城市与环境学院 二 大洋环流系统 1 世界大洋表层环流系统大洋表层环流与盛行风系相适应 所形成的格局具有以下特点 1 以南北回归高压带为中心形成反气旋型大洋环流 2 以北半球中高纬海上低压区为中心形成气旋型大洋环流 水文学 城市与环境学院 3 南半球中高纬海区没有气旋型大洋环流 而被西风漂流所代替 4 在南极大陆形成绕极环流 5 北印度洋形成季风环流区 水文学 城市与环境学院 2 世界大洋表层反气旋型大洋环流 分布在南北纬50 之间 并在赤道两侧成非对称出现 原因是热赤道处在北半球 在东南信风和东北信风的西向风应力作用下 形成了南 北赤道洋流 又称信风漂流 其基本特点 从东向西流动 横贯大洋 宽度约2000公里 厚度约200米 表面流速为20 50厘米 秒 靠近赤道一侧达50 100厘米 秒 个别海区可达160 200厘米 秒 由于热赤道偏北 所以信风漂流也偏北 但印度洋除外 因此赤道洋流并不与赤道对称 它对南北半球水量交换起着重要作用 特别是大西洋 南大西洋的水可穿过赤道达北纬10 以北 并与北大西洋水相混合 水文学 城市与环境学院 赤道洋流到达大洋西岸遇大陆后 一部分海水由于信风切应力南北向分速分布不均和补偿作用而折回 便形成了逆赤道流和赤道潜流 逆赤道流与赤道无风带位置相一致 其基本特征是 从西向东流动 一般流速为40 60厘米 秒 最大流速可达150厘米 秒 为高温低盐海水 赤道潜流位于赤道海面以下 流动于南纬2 到北纬2 之间 轴心位于赤道海面下100米处 轴心最大流速约100 500厘米 秒 在赤道洋流和赤道潜流海区 表层水以下都存在着温度和盐度的跃层 这两支洋流都是暖流性质 赤道洋流遇大陆后 另一部分海水向南北分流 在北太平洋形成黑潮 在南太平洋形成东澳大利亚洋流 在北大西洋形成湾流 在南大西洋形成巴西洋流 在南印度洋形成莫桑比克洋流 这些洋流都具有高温 高盐 水色高 透明度大的特点 其中最著名的暖流有黑潮和湾流 这两支洋流西向 强化 明显 流势强大 水文学 城市与环境学院 黑潮起源于吕宋岛以东海区 其水源一部分来自北赤道流 一部分来自北太平洋西部亚热带海水 流经我国台湾一带 东到日本以东与北太平洋西风漂流相接 其主要特点是 在台湾以东黑潮宽度约150海里 277 8公里 平均流幅不到100海里 185 2公里 强流带靠近大陆一侧 表现出洋流西向强化的特点 随水深的增加流轴偏右 其平均厚度约400米左右 最大厚度可达1000多米 在主轴右侧有巨大旋涡 黑潮流路如蛇形 在多年内有很大变化 黑潮流速 在我国台湾以东为50 80厘米 秒 到琉球以西增到100 130厘米 秒 琉球东北表层流速增至150 200厘米 秒 流速垂直分布随水深的增加而呈指数律减小 到600 700米深处尚有50 100厘米 秒较强流速 到1000米深处还有20 50厘米 秒的流速 有人认为大约到2000 3000米深处才没有明显的流动 水文学 城市与环境学院 北大西洋湾流势力也非常强大 表层水流量达100 106米3 秒 相当于全球河川径流总量20倍以上 黑潮 东澳大利亚洋流 湾流 巴西洋流 莫桑比克洋流 受地转偏向力的影响 到西风带则转变为西风漂流 西风漂流与寒流之间 形成一洋流辐聚带 叫做海洋极锋带 极锋带两侧海水性质不同 冷而重的海水潜入暖而轻的海水之下 并向低纬流去 南半球因三大洋面积彼此相连 风力强度常达8级以上 所以西风漂流得到了充分的发展 从南纬30 一直扩展到南纬60 左右 表层水层厚度可达3000米 平均速度为10 20厘米 秒 流量2亿米3 秒 水文学 城市与环境学院 西风漂流遇大陆后分成南北两支 向高纬流去的一支成为暖流 北半球 向低纬流去的一支成为寒流 并以补偿流的性质汇入南北赤道流 这样就形成了大洋中的反气旋型环流系统 属于这类寒流的有 北太平洋的加利福尼亚寒流 南太平洋的秘鲁寒流 北大西洋的加那利寒流 南大西洋的本格拉寒流 南印度洋的西澳大利亚寒流等 水文学 城市与环境学院 3 世界大洋表层气旋型大洋环流 气旋型大洋环流分布在北纬45 70 之间 在大洋东侧 为从西风漂流分出来的暖流 属于这类洋流有 北太平洋阿拉斯加暖流和北大西洋暖流 其表层水一般厚度为100 150米 在大洋西侧为从高纬向中纬流动的寒流 它是极地东北风作用下形成的 属于这类寒流有 北太平洋的亲潮和北大西洋的东格陵兰寒流 其水层厚度可达150米 其水文特征是低温 低盐 密度大 含氧量多 水文学 城市与环境学院 4 南极绕极环流 南极绕极环流是世界大洋中唯一环绕地球一周的表层大洋环流 它具有许多独特性质 因此有人把它称为 南极洋 南极海 依水温变化规律不同 南极洋可分为两个海区 一是从南极大陆到南极辐聚线间的海区 称为南极海区 其表层水温较低 二是从南极辐聚线到亚热带辐聚线间的海区 称为亚南极海区 南极表层水形成于高纬海区 在极地东风作用下 形成一个独特的绕极西向环流 但是大部分南极海中仍然以西风漂流为主 南极绕极环流的特点是低温 低盐 冬季大部分水温在冰点左右 盐度34 0 34 5 10 3 南极绕极环流流量相当于世界大洋中最强大的湾流和黑潮的总和 但流速仅为其1 10 水文学 城市与环境学院 水文学 城市与环境学院 5 北印度洋季风漂流 三大洋中唯有北印度洋特殊 在冬 夏季风作用下形成季风漂流 冬季 北印度洋盛行东北季风 形成东北季风漂流 夏季 北印度洋盛行西南季风 形成西南季风漂流 大致从10 S以北的印度洋都属于季风区 夏顺东 冬逆西 暖流 水文学 城市与环境学院 水文学 城市与环境学院 2 世界大洋深层环流系统在大洋深层环流系的垂直结构中 可分出暖冷两种环流系统和五个基本水层 表层100 200m 次层300 400m 中层800 1000m 深层4000 5000m和底层 世界大洋环流体系由表层 包括次表层水 环流 中层环流 深层环流和底层环流所组成 表层环流系统主要是风成环流 中层水 深层水和底层水均为热盐环流 表层水 次层水 中层水 深层水和底层水在其运动过程中 进行着全球性的大量交换与循环 这构成了世界大洋中统一的环流体系 水文学 城市与环境学院 大西洋水下结构 太平洋水下结构 印度洋水构 水文学 城市与环境学院 3 洋流对地理环境的影响 洋流规模巨大 是促成不同海区之间大规模水量 热量和盐分交换的主要因素 它不仅深刻影响海洋水文 海洋生物 海洋化学以及海洋沉积 而且还影响大陆沿岸的气候和人类的海上活动 1 洋流对气候的影响1 洋流在高 低纬之间的热量输送中占据十分重要地位 缩小了极地与赤道的温差 一方面 洋流将低纬盈余的热量输向高纬 补充了高纬亏损的热量 从而实现全球海洋热量平衡 另一方面 洋流又同大气环流一道共同完成由低纬向高纬的热量输送任务 假如地球上没有洋流 地球上的赤道和热带地区将比现在炎热得多 高纬和两极地区则比现在寒冷得多 温带的寒暑变化也将激烈得令人难以忍受 水文学 城市与环境学院 2 洋流对其流经的海区和沿岸地带的气候具有重要影响 洋流作为下垫面条件 不仅能增高或降低气温 延长或缩短暖季或寒季的持续时间 而且影响降水量的增减 尤其对大陆东 西岸的气候具有重要影响 一般地暖流具有增温 增湿作用 寒流具有降温减湿作用 如冬季 亚欧大陆西岸气温明显高于东岸 主要原因就在于欧亚大陆西岸受北大西洋暖流和东岸受千岛寒流影响的结果 又如 非洲和澳大利亚热带大陆西岸的沙漠逼近海岸 与寒流的减湿作用有关 水文学 城市与环境学院 2 洋流是影响海水理化性质的重要因素 同纬地带 暖流流经的海区 盐度和温度偏高 寒流流经的海区 盐度和温度偏低 寒暖流交汇处 水温 盐度的水平梯度大 从而破坏了水温和盐度的纬度地带性规律 3 洋流对海洋污染的影响每年河流将大量的污染物质带入海洋 一方面 洋流将这些污染物从一个海区带到另一个海区 不断地稀释扩散 加快净化速度 另一方面 洋流又使污染范围扩大 沿岸受影响的居民和生物增多 4 洋流对航海事业的影响熟悉洋流流向有利于选择航线 顺洋流航行能节约时间 缩短周期 节约燃料