第六章 海流

1、第六章 海 流海流是指海水的大规模相对稳定的流动 §6 1 地转流水平压强梯度力和科氏力达到平衡时的稳定海流，叫做地转流。一、地转流的成因斜压场水平压强梯度力海水在受力方向上运动科氏力水平压强梯度力=科氏力地转流二、地转流方程及其解设等压面只沿x方向倾斜，夹角为,则有 （6-22） （6-23）由（6-22）得 6 24根据等压面方程，有 6 25利用式（623）可得 由图可知 6 27所以 6 28 由（6 28）式知：内压场引起的地转流流速v：与等压面倾角的正切成正比; 与科氏参量f成反比；随深度增大而减小;等压面与等势面平行时，流速为零在赤道处：，f=0,式(628)不适用。

2、外压场引起的地转流（倾斜流）：自表至底(不考虑底摩擦)流速相同 地转流流向：在等压面与等势面的交线上流动 在北半球垂直指向压强梯度力的右方观测者顺流而立时，右侧等压面高，左侧低。在南半球正好相反。§62 风海流 一. 无限深海风海流 1.基本假定北半球；稳定风场；无限广阔；海面水平；、f、为常量。2.运动方程、边界条件及解的形式动量方程： (1) (2)分析：流速为常量；方程左边均为0; 只考虑切应力(摩擦力)与科氏力. （3）； （4） （5）； （6） （1）、（2）式简化为： （7）以代上式得 （8） （9）引入复平面 令 复平面 （9）×i+(8)得 （10）解方程

3、得V=A （11）在海底: V=0 ； B=0在海面: 设风只沿 y轴方向吹，则海面的边界条件为= ; ; （11）式对z求导 （12）由上式得 z=0时 式中: ()3.对解的讨论(1)流速的量值，随深度呈指数减小(2)流矢量与x轴的夹角： (450+az)(3)z0时：流速为V0，与成正比，在风矢量右方450 (在南半球则左偏)(4)时：流速为； 为摩擦深度，用D表示流向为450=-1350，恰与表面流向相反。4.求的经验公式 求的经验公式 4.320121023二、浅海风海流h/D 流矢量与风矢量的方向趋于一致；h/D0.5与无限深海相似；h/D2 可作为无限深海处理。 三.风海流的体积

4、运输 在x与 y方向上通过单位宽度自表面到流动消失处的体积运输分别为利用分步积分公式:udv = uv - vdu有: 结论（北半球）：深海风海流 体积运输方向与风矢量垂直，指向右方。在南半球相反。 浅海风海流体积运输在x方向与y方向上都存在，其合成方向偏离风矢量的角度小于900，水深愈小，偏角愈小。§63 惯性流只有科氏力作用的海流称为惯性流 一、运动方程 水体微元 （1）由（1）式得： （2）即： （3）积分得 （4）又由（1）式得 （5）对（5）式积分有 （6） 利用（4）式则（6）式变为 该圆为惯性圆，对应的流称为惯性流 水质点运动的半径为：速度为：周期为：二、惯性流实例图为

5、1961年在31.50N，1430E，于10002000m深处观测的惯性流实例。§64世界大洋上层主要环流一、 主要环流1. 北太平洋a. 反气旋式环流：由加利福尼亚海流，北赤道流，黑潮，黑潮延续组成b. 气旋式环流由黑潮分支，阿拉斯加海流，阿留申海流，亲潮组成。2. 南太平洋环流由秘鲁海流，北赤道流，东澳大利亚海流，南极绕极环流组成。3. 印度洋环流由西澳大利亚海流，南赤道流，莫桑比克海流，南极绕极环流组成。4. 北大西洋a. 反气旋式环流由加那利海流，北赤道流，湾流，北大西洋流组成b. 气旋式环流由挪威海流，东格陵兰海流，拉布拉多海流，北大西洋流组成5. 南大西洋环流由本格拉海流

6、，南赤道流，巴西海流，南极绕极环流组成。6. 南极绕极环流,（自西向东）7. 北极环流 挪威海流沿岸流楚科奇海流北极东格陵兰海流二、赤道流系赤道无风带位置：30100N1. 北赤道流范围：100N到20 0250N。形成动力：东北信风性质：高温（纬度低）、高盐（蒸发强）2. 南赤道流: 范围：200S30N形成动力：东南信风性质：高温（纬度低）、高盐（蒸发强）3. 赤道逆流:向东流动范围：30100N（赤道无风带）形成动力：压强梯度力（大洋海面西高东低。）性质：高温（纬度低）、低盐（低压带，上升流，雨水多）4. 赤道潜流位置：赤道下方，大洋东部，约50米深处，大洋西部，约200米深处范围：厚约

7、200m，宽约3O0km形成原因：东南信风使表面海水在大洋西岸堆积，导致海面自西向东下倾，从而产生回流所致三.西边界流、湾流和黑潮1西边界流大洋西侧沿大陆坡从低纬流向高纬的海流。有：黑潮、东澳海流，湾流、巴西海流，莫桑比克海流等。2.湾流流系a. 佛罗里达海流北赤道流和南赤道流跨过赤道的部分组成的圭亚那流进入墨西哥湾后的海流b. 湾流流出佛罗里达海峡与安迪列斯海流汇合（湾流起点）进入大西洋的海流c. 北大西洋流由哈特拉斯角（35°N）转向东北横越大西洋的海流d. 湾流的特点：宽度：100150Km水平温度梯度最高处达10/20Km左侧为高密度冷水，右侧为低密度温暖的马尾藻海水。3.黑

8、潮 （1）黑潮流系（2）黑潮特点最强流轴宽：约7590km流速最大可达150200cm/s影响深度在1000m以下 四.西风漂流 1.北大西洋流 在欧洲海岸附近分为三支：挪威海流；加那利海流；伊尔明格海流。2.北太平洋流黑潮延续；加里福尼亚海流；阿拉斯加海流。 3.南极绕极环流上部为漂流，下部为地转流。在太平洋东岸的向北分支称为秘鲁海流；在大西洋东岸的向北分支称为本格拉海流；在印度洋东部的向北分支称为西澳海流.§65 热盐环流热盐环流:由热盐作用引起的环流一、表层环流 1. 赤道辐散带 由东北信风和东南信风引起 体积运输 N 北体积运输分量 东北信风 赤道 赤道 辐散 东南信风S 体积运输 南体积运输分量 2. 30°(N,S)辐聚带 东北(南)信风和西风引起 西风 体积运输 体积运输分量 30°N 辐聚 体积运输 体积运输分量 东北信风 3.环流 30°N 0° 30°S 表层水 次表层水 主温跃层赤道盐度低； 30°S（N）盐度高 二、中层水运动南极辐聚带（60°S附近）,由低温（2.2,纬度高）、低盐（33.8,上升流,降雨多）水下沉引起辐聚带 30 45 60辐散带N S 0 辐聚深层水 中层水底层水 三、深层水运动由北大西洋（约45°N）的低温、高盐水形成。 低温