海洋科学导论教案7-8章

1、第一节 海流的概念和表示方法第二节 海流的成因和分类第三节 大洋环流第四节 中国近海海流一、海流的概念 具有相对稳定的速度和方向的海水大范围流动称为海流。 海流是海洋的主要水文要素之一，同时它也影响其他水文要素。海流既有水平方向的，也有垂直方向的，但以水平方向为主。垂直方向的通常称为上升流或下降流。 海洋里有着许多海流，每条海流终年沿着比较固定的路线流动。二、海流的表示方法 为了在地图上描绘出海流，通常有两种方法。 1.流线图。在海图上实际位置用箭头表示方向，箭身粗细（或标值）表示流速。表示一小段时间某海区海流情况。 2.海流频率图。以某一观测点为中心绘制放射状箭头，箭身长表示海流的频率，粗细

2、表示流速，同时要有流速频率比例尺。此图可表示某海区长时间流向的变化情况。一、海流的成因 海流形成的原因归纳起来有两种。第一是风生海流。由于海水运动中粘滞性对动量的消耗，这种流动随深度的增大而减弱，其深度通常只为几百米。第二种原因是海水受热不均导致的密度不均。实际海洋中的等压面往往是倾斜的，即等压面与等势面并不一致，这就在水平方向上产生了一种引起海水流动的力，从而导致了海流的形成。二、海流的分类 1.风海流。由风的拖曳效应形成的海流。 2.潮流。伴随涨落潮产生的海水水平流动。 3.梯度流。等压面倾斜产生的流动。也叫密度流。 4.补偿流：由另一海域的海水流来补充海水流失而形成的海流。 另外，根据海

3、流处水温又分为暖流和寒流。 暖流指海流水温高于周围海域水温，反之为寒流。一、大洋环流的一般模式 受太阳光照不均匀性的影响，地球表面具有几个固定的气压带和信风带，从而形成了固定的洋流模式。在北半球，中低纬度是顺时针，高纬度逆时针旋转。在南半球，中低纬度是逆时针，高纬度是顺时针。 信风带：由副热带高压区向赤道低压区流动的空气。二、太平洋的洋流 北太平洋有： 北赤道流：暖流。大约北纬10，自东向西流动，流速12.8km/h。透明度40m，厚200m，在菲律宾东侧分为两支，一支向南汇入赤道逆流，一支向西北形成黑潮。 黑潮：沿台湾东岸、日本东岸自南向北流动的巨大暖流，流速 0.9-2.8km/h，最快3

4、4节。流量是长江的1000倍，达9.41014次方吨/年，流幅80km。影响深度近千米。 北太平洋流：北纬4050，自西向东，暖流。 加利福尼亚海流：北美洲西岸，自北向南，寒流。二、太平洋的洋流 南太平洋有： 南赤道流（暖流）：赤道南侧，自东向西。 西风漂流（寒流）： 平行于南纬45-50流动 东澳海流（暖流）：大体在澳洲东部自北向南。 秘鲁海流（寒流）：南美洲西岸，自南向北。 一、黄海暖流：黑潮流入黄海的分支。流速0.20.4节。二、台湾暖流：黑潮在台湾西面的分支，沿福建沿岸向北达长江口，流速0.51节。三、沿岸流：位于黄渤海西岸，大体自北向南。主要是江河水组成的低盐水。第一节 潮汐的成因第

5、二节 潮汐的要素和类型第三节 中国近海潮汐类型第四节 潮汐的各种周期第五节 潮流第六节 潮汐的查对和推算 在天体引潮力的作用下，海面周期性的升降称为潮汐。我国古代将白天的海面升降叫作“潮”，夜间的叫做“汐”。潮汐现象发生在海面，本质上是一种天文现象。先介绍一点有关的天文知识。一、天球和天球坐标 天球就是以地球为中心，半径为无限大的的球体，即整个宇宙。 地球赤道在天球上的投影称为天球赤道。 地球纬线在天球上的投影叫赤纬，分南赤纬和北赤纬。 地球经线在天球上的投影叫赤经，经度基准线采用春分点，即3月21日春分这一天太阳的经度定位0。 黄道：地球绕太阳运行的公转轨道。黄道面与赤道夹角是2327 白道

6、：月亮的公转轨道。与天赤道夹角是变化的。 二、太阳日和太阴日 中天：天体在天球上自东向西运行经过观测点正上方和正下方的时刻，在正上叫上中天，正下叫下中天。太阳连续两次通过头顶的时间间隔叫太阳日，其平均值称为平太阳日，为24小时，它是地球自转361的时间。自转1耗时约4分钟，因为地球每天公转1。 月亮连续两次通过头顶的时间间隔叫太阴日，平均是24小时48分钟。三、潮汐的成因 我国汉代王充即提出潮汐“随月盛衰”，已了解月亮运动与潮汐的关系。 海水质点受到的四种力：地心引力、自转离心力、地月公转离心力、月球引力。前两种不变，与潮汐无关，后两种力随时变化，合力就构成引潮力。月球引潮力是太阳引潮力的2.

7、17倍，因为太阳距离是月球的400倍。一、潮汐要素 高潮和低潮：海面上升到最高位置或下降到最低位置。 平潮和停潮：高潮状态海面停止升降一段时间叫平潮，最低时叫停潮。 高潮时和低潮时：平潮和停潮的中间时刻 潮高：海面实际位置与潮高基准面的高度差 潮差：高潮和低潮海面的垂直高度差。二、潮汐的类型 按照潮汐的不同周期，分为四种类型。 正规半日潮：周期为半个太阴日，即12小时24分。每天涨落两次，涨潮时等于落潮时。 正规全日潮：每天涨落一次。1.混合潮：有些日子为半日潮，但周期不等；有些日子为日潮。又分为不正规半日潮和不正规日潮。 渤海：大部分为不正规半日潮。秦皇岛海区为全日潮。 黄海：主要是正规半日

8、潮，少数不正规半日潮。 东海：以半日潮为主。 南海：大部为不正规全日潮，北部湾为正规全日潮。 太阳、地球和月亮三者的相互位置发生周期性变化，形成各种复杂的潮汐周期。一、半日周期 月亮在赤道面附近时，随地球自转，海上各点每半日即涨落一次，但赤道上潮差最大。二、日周期 当月亮赤纬较大时，两极附近出现日周期，因复杂因素，中维度海区也有日周期。 三、半月周期 日、地、月三者位于同一直线上，太阳引潮力和月球引潮力相互叠加，形成大潮。每月阴历初一（朔）和十五（望）之后一两天。大潮晚于初一和十五的天数称为潮龄，一般12天。 三者呈90夹角时，月球和太阳引潮力互相抵消，出现小潮。 此种现象的周期是半个月。 四

9、、月周期 月球的轨道是一个椭圆形，引潮力与距离的立方成反比，远地点时距离为40.7万公里，近地点距离为35.6万公里，相差14%，引潮力相差40%。每月变化一次。近月潮若在初一十五则出现最大潮。五、年周期地球轨道也是椭圆形，距离差3.5%，引潮力差10%，近地点在1月初（1.47亿km），远地点在7月初（1.52亿km）。六、长周期 白道与赤道的夹角变化周期是18.61年，因此引起了18.61年的潮汐超长周期。海拔基准面就是该周期的平均海面。一、潮流的概念 在天体引潮力作用下，伴随海面升降而发生的海水周期性水平流动。潮流的流速和流向具有周期性。二、潮流的分类 往复流： 在海峡等较狭窄的海域，由

10、于受到地形的限制，潮流只能大致沿前后两个方向做往复运动，称为往复流。高潮时和低潮时海面停止升降，水平的潮流也基本停止。 旋转流 在宽阔的海面，潮流是不能停止的，以半日或日周期流向沿顺时针旋转，流速变化不大。这是大多数海区潮流的形式。一、潮汐推算的原理 为了服务于沿海生产生活的需要，人们有必要预先了解各沿海海区及港口的潮时和潮高，所以编制了潮汐表。各海区的潮汐其实是由天文潮（日潮和月潮）在当地特定条件下的综和反映，天文潮可以计算，地理因素造成的偏差可由统计数据纠正，所以潮汐表是可以预先编制的。 二、关于几个基准面 1.平均海面：某一海区某一个时期海面的平均位置。 2.海拔基准面：计算陆上山脉建筑

11、物等海拔高度的基准面，我国使用黄海青岛大港验潮站27年（19531979）的平均海面。青岛观象山有一处“水准零点”标志，该处海拔是72.260米，各地依照此位置测量，然后加上72.26米即为海拔高度。 3.海图深度基准面：在海图上标明各处水深的基准面，一般用最低潮位时的海面。也可以使用平均低潮海面。 4.潮高基准面：一般与海图深度基准面重合，有时也可能略高于深度基准面。各地不一致。 三、潮汐表查对 1.主港：主要港口直接查表即可。如甲港 可知该港口12月1日两次高潮两次低潮的潮时和潮高数据。日日期期十十 二二 月月农农历历高 潮低 潮潮时 潮高潮时 潮高1时分 厘米时分 厘米20006 241

12、0634 0301259 2621902 044 2.附港：附属于主港的较小的港口称附港。 潮时差：附港与主港高潮或低潮潮时之差，+表示附港在后。 潮差比：附港与主港潮差的比值。 改正值：附港与主港潮高基准面之差，+表示附港基准面更低。 附港高（低）潮时=主港高（低）潮时+潮时差 附港潮高=主港潮高潮差比+改正值 例如已知乙港为甲港的附港，潮时差22分钟，潮差比0.95，改正值20厘米。 甲港(主港） 乙港（附港）日日期期十十 二二 月月农农历历高 潮低 潮潮时 潮高潮时 潮高1时分 厘米时分 厘米20006 2410634 301259 2621902 44日日期期十十 二二 月月农农历历高

13、 潮低 潮潮时 潮高潮时 潮高 1时分 厘米 时分 厘米 20028 2490656 491321 2691924 62附港第一高潮时：0006+0022=0028 第二高潮时：1259+0022=1321附港第一低潮时：0634+0022=0656 第二低潮时：1902+0022=1924第一高潮潮高：2410.95+20=249 第二高潮潮高：2620.95+20=269第一低潮潮高：0300.95+20=49 第二低潮潮高：440.95+20=623.特大港口潮汐表标明的逐时潮高。 如：某港口12月1日每时潮高数据月月日日时时0123456121潮高（厘米）256197131034035

14、066113 八分算潮法只能计算正规半日潮的大致潮时，不能计算潮高，也不能计算其他类型的潮时。 因为月中天时刻每天推迟48分钟，即1小时的“八分”，所以称为“八分算潮法”。 高潮间隙：月中天时刻与高潮时的时间间隔 低潮间隙：月中天时刻与低潮时的时间间隔 海潮性质，只有高潮间隙 上半月高潮时=（阴历日期-1）0.8+平均高潮间隙 下半月高潮时=（阴历日期-16）0.8+平均高潮间隙 低潮时=高潮时+0612 第二高潮时=第一高潮时+1224如厦门（海潮）高潮间隙为0002，农历初十各潮时为： 第一高潮时：（10-1）0.8+0002=0712+0002=0714 第二高潮时：0714+1224=1938 第二低潮时：0714+0612=1326 第一低潮时：1326-1224=0102 江潮性质，高潮和低潮分别由月潮间隙单独计算。 上半月高潮时=（阴历日期-1）0.8+平均高潮间隙 上半月低潮时=（阴历日期-1）0.8+平均低潮间隙 两次高潮间隔1224，两次低潮将也是1224如塘沽（