海洋学基本知识

海洋学基本知识第1页，课件共104页，创作于2023年2月第一节、海洋概况一、地表海陆分布地球表面总面积约5.1×108km2,分属于陆地和海洋。陆地面积为1.49×108km2，占29.2%；海洋面积为3.61×108km2，占70.8%.二、海洋的划分根据海洋要素特点及形态特征，分为主要部分和附属部分主要部分为洋：太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋附属部分分为：海、海湾和海峡**中国近海，依传统分为：渤海、黄海、东海和南海四个海区第2页，课件共104页，创作于2023年2月各大洋的基本形态数据大洋名称面积（万平方公里）体积

（万立方公里）平均深度

（米）最大深度

（米）太平洋17868.470710395711034大西洋9165.53297035979218印度洋7617.42826037119074北冰洋1478.8167011315449合计36130.1133610369811034第3页，课件共104页，创作于2023年2月洋

(Ocean)：面积广，约占海洋总面积的89%，洋的深度大、水色高、透明度大，水文要素相对比较稳定，季节变化小，有独自的潮波和强大的洋流系统。海

(Sea):大洋靠近大陆边缘部分，海的面积只占海洋总面积的11%，一般深度浅，水色低（浑浊），透明度小，季节变化显著。没有独立的海流系统和潮波系统，多数受大洋影响。海湾

(Gulf、Bay):洋或海的一部分延伸入大陆，其深度和宽度逐渐减小的水域称为湾。湾内潮差大。海峡

(Strait、Channel):海洋中相邻海区之间宽度较窄的水道称为海峡。海峡的特点是流急、速大、多涡旋。第4页，课件共104页，创作于2023年2月我国近海概况我国东南海岸面临四海。渤海：为我国的内陆海，自老铁山经庙岛与蓬莱角联线，分割黄海，面积约9万7千平方公里，平均水深18米。黄海：北起鸭绿江口，南从长江口北岸至济州岛与东海分开，面积42万平方公里，平均水深44米。东海：南自南澳岛与台湾岛的鹅銮鼻分隔南海，面积75万平方公里，平均水深349米。南海：南靠加里曼丹岛，东临菲律宾，西接印支半岛，面积350多万平方公里，平均深度1000米以上。我国拥有300万平方公里的海洋国土和1.9万公里的海岸线。

第5页，课件共104页，创作于2023年2月我国海域的基本形态数据海的名称面积

（万平方公里）平均深度

（米）最大深度

（米）渤海7.71883黄海38.0344140东海773702179南海35012125377合计472.73

第6页，课件共104页，创作于2023年2月中国“海洋国土”中国“海洋国土”的提出及国际法律依据**中国国土=960万km2的陆地国土+300万km2的“海洋国土”

“海洋国土”是广义的国土。是“海洋”与“国土”两词组成的新词，它是国家主权管辖的领海、毗邻区、海洋专属经济区和大陆架的总称。渤海、黄海、东海、南海，除渤海为我国内海，其余3个海均与相邻国共有。《中国统计年鉴》中，中国自然状况在国土栏目下标明海域面积为473万平方公里。其实这473万平方公里海域并非全是我国的，按《联合国海洋法公约》，约2/3属我国的“海洋国土”，即我国“海洋国土”约300万平方公里。**一个沿海国家的国土空间既在陆地又在海上，沿海国家的国土观应该是海、陆综合的国土观

**中国“海洋国土”的国际法律依据----联合国海洋法公约

1996年5月15日,第八届全国人大常委会第19次会议决定批准《联合国海洋法公约》，同时作了有关我国的海洋权益的声明。第7页，课件共104页，创作于2023年2月第二节海流海流:海水因受气象因素和热效应作用而沿着一定途径的、具有相对稳定速度和方向的流动。是较大尺度范围内的海水沿水平方向的非周期性流动。它是海水运动的形式之一。流向:海流的方向是指去向，常用8个方位或以度为单位表示。例如，由西向东的流，流向为900，称为东流。海流的主轴是指海流流动方向上流速最大点的连线。海流的规模常用流幅来表示，流幅是指垂于主轴的水平宽度和上下厚度。海流的强弱常用平均流速或平均流量表示。流速:流速的单位常用Kn（节）和nmile/d（海里/日）表示。第8页，课件共104页，创作于2023年2月按海流的成因分类风海流：包括风生流和漂流，是由风对海水的牵引作用而产生的海流。风生流是短暂风力引起的暂时性的海流，其流速和流向随风向、风速而变化。漂流是由信风或盛行风的长期作用而引起的海流，流向和流速比较稳定，又叫定海流。梯度流：由于等压面倾斜于等势面，海水在水平压强梯度力与地转偏向力相互平衡作用下而产生的海流。分：密度流和倾斜流补偿流：由于海水的连续性，一处海水流失，它处海水将流来补充，形成补偿流。潮流：由于天体引潮力引起的海水周期性水平运动。实际上由单一原因产生的海流极少，往往是几个因子共同作用的结果，但有主次，近海以潮流为主，外海多风海流和梯度流。第9页，课件共104页，创作于2023年2月按海流的物理属性(温度)分类暖流(WarmCurrent)：温度比它所经过海区的水温高的海流称暖流。一般从低纬向高纬流动的海流为暖流。冷流(ColdCurrent)：温度比它所经过海区的水温低的海流称冷流。一般从高纬向低纬流动的海流为冷流。中性流(NeutralCurrent)：流动水团的温度比它所经过海区的水温相差不大称中性流，一般东西向的流。暖流和冷流是一相对概念，要比较必须是相对同一海区而言，两者区别有：温度盐度水色透明度含氧量营养盐生产力暖流高高高大低少低寒流低低低小高多高第10页，课件共104页，创作于2023年2月风海流(WindCurrent)风海流主要是由风对海面的切应力、地转偏向力、粘滞摩擦力达到平衡时形成的稳定海流。风海流是海洋上最主要的海流，其强度较强。通常将大范围盛行风所引起的流向、流速常年都比较稳定的风海流称为定海流，或漂流。而将某一短期天气过程或阵风形成的海流称为风生流。在大洋中，海底对运动没有影响。称无限深海风海流（又称埃克曼漂流。简称漂流）在近海水域中，海底对运动产生一定影响。称有限深海（或浅海）风海流。第11页，课件共104页，创作于2023年2月表层风海流的方向和大小对无限深海风海流而言：*表层风海流流向：在北半球偏于风去向之右约45，在南半球则偏于风去向之左约45。V0=0.0247w/(sinφ)1/2表层以下风海流流向：随深度增加在表层流向基础上继续向右偏转（北半球），流速随深度增加按指数规律减小；Vz=V0e-az。（见图）南半球流向向左偏转*在某一水深（z=π/a），流向与表面流向完全相反，流速VD=0.043V0此深度（D=π/a）称为摩擦深度。实际中，将D称为风海流存在或影响的最大水深。经验公式：D=7.6w/(sinφ)1/2对浅海风海流而言：表面流向与风去向的交角比无限深海的小（即小于45

），流向随深度的变化也比较缓慢，当水深z0.1D时，表面流向几乎与风去向一致第12页，课件共104页，创作于2023年2月地转流倾斜流与密度流的相同点：都是由于海面倾斜后，在水平压强梯度力与地转偏向力相互平衡作用下而产生的海流倾斜流与密度流的不同点：倾斜流(SlopeCurrent)：海面倾斜是由于不均匀的外压场作用造成的。测者背流而立，右侧压力高，左侧压力低。倾斜度越大、水平压力梯度越大，流速就越大。若不考虑底摩擦作用影响，倾斜流的大小和方向，从海面到海底都一样）密度流(DensityCurrent)：海面倾斜是由于海水密度分布不均匀引起的。密度流只存在于密度分布不均匀的水层，且密度越不均匀，流越大；反之，流越小。当密度恢复均匀分布时，密度流消失。测者背流而立，右侧压力高，密度小、温度大、盐度低；左侧压力低，密度大、温度小、盐度高。第13页，课件共104页，创作于2023年2月地形对海流的影响一、海底凸地形在北半球：上坡时，流向右转；下坡时，流向左转。在南半球：上坡时，流向左转；下坡时，流向右转。第14页，课件共104页，创作于2023年2月大洋环流一、定义：大洋环流是指海面风力和热盐效应等作用下，海水从某海域向另一海域流动而形成的首尾相接的独立循环系统或流涡。**组成：风生环流、热盐环流**风生环流形成的主要原因：盛行风带、地转偏向力、海陆分布二、大洋表面环流的一般模式洋流分布\洋流分布.exe*在北半球，绕副热带高压中心而流动的是一顺时针方向的环流；绕副极地低压（中纬低压）流动的是一逆时针方向的环流；*在南半球，绕副热带高压中心而流动的是一逆时针方向的环流；在高纬,由于陆地少,三大洋在西风带里相互连接,西风强劲,形成自西向东的西风漂流,而没有出现小循环,仅在南极陆地周围受极地东风影响产生自东向西的极地海流第15页，课件共104页，创作于2023年2月世界气压带和风带的分布90°N60°N30°N0°30°S60°S90°S赤道低气压带极地高气压带副极地低气压带副极地低气压带极地高气压带副热带高气压带副热带高气压带东北信风带中纬西风带东南信风带中纬西风带极地东风带极地东风带70°N40°N0°40°S60°S请画出洋流模式图风海流风海流风海流补偿流补偿流补偿流补偿流补偿流补偿流补偿流第16页，课件共104页，创作于2023年2月DistributionofCurrentintheworldOcean第17页，课件共104页，创作于2023年2月洋流分布的规律1。中低纬度海区，形成以

为中心的大洋环流（反气旋型洋流），北半球呈

、南半球呈

；中、低纬度大洋东侧为

，西侧为

。2。北半球中高纬度海区，形成

方向大洋环流（气旋型）；大洋东侧为

，西侧为

。副热带顺时针方向逆时针方向寒流暖流逆时针暖流寒流第18页，课件共104页，创作于2023年2月

3。南纬40°～60°终年吹西风，形成

性质的西风漂流。4。北印度洋海区，

冬季吹

风，海水向西流，呈

方向流动夏季吹

风，海水向东流，呈

方向流动寒流东北西南逆时针顺时针第19页，课件共104页，创作于2023年2月

（1）（1）（2）（3）（1）中低纬度海区：以副热带海区为中心的大洋环流（2）北半球中高纬度海区：逆时针方向环流（3）南极大陆外围：西风漂流（4）北印度洋海区：季风洋流夏顺冬逆洋流分布规律第20页，课件共104页，创作于2023年2月中国近海的环流组成：外海流系和沿岸流系一、外海流系：主要指黑潮及其分支（台湾暖流、对马暖流和黄海暖流）**特征：高温、高盐二、沿岸流系：大陆江河径流入海后沿海岸的流动以及盛行季风引起的风海流。**特征：低温（冬季）、低盐高温（夏季）、低盐第21页，课件共104页，创作于2023年2月中国近海海流渤海、黄海和东海海流：

外海暖流：台湾暖流、对马暖流、黄海暖流。

沿岸冷流：辽南沿岸流、辽东沿岸流、渤海沿岸流、苏北沿岸流和闽浙沿岸流等组成逆时针环流。

第22页，课件共104页，创作于2023年2月中国近海海流南海海流：主要受季风影响，在东北季风期间大部分地区为西南流。在西南季风期间大部分地区为东北流。第23页，课件共104页，创作于2023年2月第三节、波浪第24页，课件共104页，创作于2023年2月波浪的基本特点及研究方法

海洋中的波动是海水的基本运动形式之一。从海面到海底处处都可能出现波动。海洋波动的基本特点是：在外力与重力的作用下，水质点离开其平衡位置作周期或准周期性的运动

实际海洋中的波动并不是真正的周期性变化，而是可以近似视为许多周期不同的简单波动叠加而成的复杂波动。研究方法:从简单波动入手，利用不同周期的简单波动的特性以及其在复杂波动中所具有的能量大小，综合分析海洋波动的特性.第25页，课件共104页，创作于2023年2月**国内知名的海洋专家及其成果文圣常院士长期从事海浪理论及其应用的研究，主要成果有二：一为海浪计算和数值预报方法，一为海浪谱；其撰写的《海浪原理》和《海浪理论和计算原理》，在内容、范围、系统性方面，可与国外同类型的专著相比，为国内海洋科技界和高等学校较广泛应用的参考书和教材。冯士笮院士是中国风暴潮研究的开拓者之一，其专著《风暴潮导论》(1982)是世界上第一部系统论述风暴潮机制和预报的专著，获全国优秀科技图书一等奖。他主持的国家重点科技攻关专题获得了高度评价，部分工作已达到国际领先水平。主编的《海洋科学导论》获全国普通高等学校优秀教材一等奖（2002）。

第26页，课件共104页，创作于2023年2月海浪对航海的主要影响1、船偏移,偏航.2、浪尖中拱，导致船失速、螺旋桨等推进器损坏，甚至船体断裂.3、摇摆、拍击、共振等，致使船体震动，船的机动性能、操纵性和稳性下降；导航仪器受干扰或损坏；晕船导致船上人员工作效率下降.4、货物、特别是颗粒状货物可能移动，甲板货物淋湿和吃水增加稳性可能恶化.5、能见度恶化，在开阔的锚地作业发生困难.6、船在港内停靠复杂化，港口装备的使用效率降低，在港内进行装卸作业发生困难.7、使救助行动发生困难，遇险人员漂离出事位置.第27页，课件共104页，创作于2023年2月波浪要素和分类

实际海洋中的波动是一种十分复杂的现象，严格说，它们都不是真正的周期性变化，但是，作为最低近似可以把实际的海洋波动看作是简单波动或简单波动的叠加，从研究简单波动入手来研究实际海洋的波动是一种可行的方法，而且简单波动的许多性质可以直接应用于解释海洋波动的性质。第28页，课件共104页，创作于2023年2月波浪要素波峰：波面的最高点；波谷：波面的最低点；波高H：相邻的波峰与波谷间的垂直距离；波长λ：相邻的两个波峰（或波谷）间的水平距离，单位米；波陡δ：波高与波长之比（δ=H/λ），它是表示波形陡峭的量；波幅a：波高的一半称为波幅；周期T：两相邻的波峰（或波谷）相继通过一固定点所需时间，单位为秒；波速c：波形传播的速度；波峰线：沿垂直于波浪传播方向通过波峰的线叫波峰线；波向线：垂直于波峰线的波浪传播方向线；波长、波速、周期三者关系：第29页，课件共104页，创作于2023年2月波浪的表示法(一)、波高表示方法1、平均波高：所有波高的平均值，Hp=（H1+H2+H3+…Hn）/n，其中n为观测到的波的总个数，H1，H2，...Hn为各实测波的波高。反映海面波高的平均状态

2、部分大波的平均波高：将观测到的波高按大小排列起来，取最高的一部分波的波高计算平均值，称为部分大波的平均波高。常用的有：H1/3

、H1/10

、H1/100、H1/1000，其中H1/3又称有效波高，是波浪预报的一个重要指标。关系:*H1/1000≻H1/100≻H1/10≻

H1/3≻Hp**换算经验关系：H1/3=1m→Hp=0.63m;H1/10=1.27m;H1/100=1.61m;H1/1000=1.94m3、合成波高：主要指风浪（Hw）与涌浪（Hs）的叠加第30页，课件共104页，创作于2023年2月（二）、波高、波向频率玫瑰图波向是指波浪传播的来向，波向频率是统计累年、各季或各月的各向波浪出现回数n与相应统计时限内总回数N之比的百分数。即波向频率P（P=n/N）.

以相应比例在同方向上标出波浪出现的频率数的图，叫波向玫瑰图全年波高波向玫瑰图累年波高最大值玫瑰图第31页，课件共104页，创作于2023年2月波浪的分类（一）、按成因分类风浪：由风直接作用而引起的水面波动称为风浪。涌浪：风浪离开风区传至远处或者风区中风停息后所留下来的波浪，称为涌浪。近岸浪：风浪或涌浪传至浅水或近岸区后，因受地形影响而发生一系列变化后，形成的浪。海啸：由于海底或海岸附近发生的地震或火山爆发所形成的波动。风暴潮：由于气象原因，如台风，强风暴等引起的海面异常升高现象称风暴潮，

亦称风暴海啸。潮汐波：由于天体引潮力作用所产生的波动内波：在不同密度的水层界面处而产生的波动。第32页，课件共104页，创作于2023年2月风暴潮第33页，课件共104页，创作于2023年2月

风暴潮(亦称风暴水、风暴海啸)是指由于剧烈的大气扰动（如强风和气压骤变，通常指台风和温带气旋等灾害性天气系统）导致海水异常升降，使受其影响的海区的潮位大大地超过平常潮位的现象，称为风暴潮，是一种灾害性自然现象。第34页，课件共104页，创作于2023年2月根据风暴的性质，通常分为由台风引起的台风风暴潮和由温带气旋引起的温带风暴潮两大类。台风风暴潮多见于夏秋季节，其特点是来势猛、速度快、强度大、破坏力强。凡是有台风影响的海洋国家、沿海地区均有台风风暴潮发生。温带风暴潮多发生于春秋季节，夏季也时有发生。其特点是增水过程比较平缓，增水高度低于台风风暴潮,主要发生在中纬度沿海地区，以欧洲北海沿岸、美国东海岸以及我国北方海区沿岸为多。第35页，课件共104页，创作于2023年2月

风暴潮能否成灾，有时还要看当时是否遇上天文大潮的高潮，如果两者潮位叠加在一起，成灾的可能性就很大。风暴潮灾害的轻重，除受风暴增水的大小和当地天文大潮高潮位的制约外，还要看受灾地区的地理位置、海岸形状、海底地形、社会及经济情况。一般来说，地理位置正处于海上大风的正面袭击、海岸呈喇叭口形状、海底地势平缓、人口密度大、经济发达的地区，所受的风暴潮灾害相对来讲要严重些。第36页，课件共104页，创作于2023年2月(二)按水深（h）相对于波长（）的比值大小分类浅水波：波长远大于海深的波，浅水波的波长至少是水深的20倍（h/20

）。过渡波：水深与波长的关系为（/20<h<

/2）深水波：波长远小于海深的波，深水波的波长不超过水深的2倍（h/2）。第37页，课件共104页，创作于2023年2月浅水波和深水波浅水波：波长远大于海深的波，浅水波的波长至少是水深的20倍（h/20

）。

波速取决水深，水越深，波速越大，与波长和周期无关。过度波：/20<h<

/2深水波：波长远小于海深的波，深水波的波长不超过水深的4倍（h/2）。波速与波长和周期有关，与水深无关。第38页，课件共104页，创作于2023年2月(三)、按波形是否向前传播分类

驻波：由两列波向相反的正弦波叠加，可以得到一种波形不向前传播的波，波面只在原地振动，称为驻波海滨峭壁处常出现驻波，台风眼区的“金字塔浪”就是驻波。波腹处的水质点只作垂直运动，波节处的水质点只做水平运动。前进波：波形向前传播的波

第39页，课件共104页，创作于2023年2月(四)、其他分类方法1、按照波的周期和频率分类：毛细波、次重力波、重力波、超重力波、长周期波和长周期潮波2、按作用力分：自由波和强制波*自由波：不是由外界周期性作用产生的，而是一种自由振动，如涌浪、海啸等，当外力作用突然消失，海面自由波继续长时间存在。*强制波：是受扰动力连续作用产生的，其波动性质取决于扰动力。风浪、潮波等均属于强制波。第40页，课件共104页，创作于2023年2月

波浪运动的基本特性理论上证明：深水波（短波）中海面上水质点运动的轨迹是以波高为直径的圆，在海面以下其直径以指数形式迅速减小。浅水波（长波）中水质点运动的轨迹为椭圆。

*波的传播只是波形向前传播，水质点只是以其自己的平衡位置为中心作周期性的圆周运动，且相应地落后相同的位相角；

*波锋前、波谷后的水质点有向上运动的趋势；波锋后、波谷前的水质点有向下运动的趋势一、水质点的运动与波形传播的关系第41页，课件共104页，创作于2023年2月波传播方向与质点振动方向的关系第42页，课件共104页，创作于2023年2月二、波浪要素间的关系1、过渡波：（/20<h<

/2）2、浅水波：（h/20

），由于

**浅水波的波速取决水深，水越深，波速越大，与波长和周期无关3、深水波：（h/2），因为**深水波的波速与波长和周期有关，与水深无关。将g和π的数值代入，可得深水波各要素简单关系：

C=1.56T,=1.56T2

各种类型的波，它们的波速（C）、波长（）、周期（T）、波高（H）与水深（h）间的关系如下：第43页，课件共104页，创作于2023年2月4、群速

实际海洋中的波浪比规则波浪复杂得多，海洋中的波浪常以“群”的形式出现，通常称为群波。合成波（即群波）包络线的传播速度，称为群速。例如，设两列波向、振幅相同，波长和周期稍有差别的正弦波相互叠加，叠加以后的合成波形如下图。**深水波的群速Cg=1/2*C;**浅水波的群速Cg=C第44页，课件共104页，创作于2023年2月5、波高随深度的变化波高随深度的变化：H=H0e-2πz/

式中：H0---海面波高，z--离海面水深，--波长*当z=0时H=H0当z=/2时H=0.04H0

*当z=时H=0.002H0（实践中，认为z=

是波浪存在的深度）第45页，课件共104页，创作于2023年2月风浪和涌浪一、风浪的特性（一）、风浪的生成和消耗

由风直接作用引起的水面波动，称为风浪。当风力作用停止后，风所引起的波浪受到重力和摩擦力影响而逐渐衰减。俗话说“无风不起浪”，指的就是风浪。1、风能（R）：风浪的能量是由风通过压力差供给的。

R=k(U-C)2

式中：U、C分别是风速和波速，k是系数2、能耗（R‵）：风能主要用于风浪成长、内摩擦、空气阻力、海底摩擦等消耗。3、风浪成长和衰减：当R≻R‵时，风浪成长；R=R‵时，风浪不变；

R≺R‵时，风浪衰减**风浪特征：周期较短，波面不规则，波长短。*风浪级别（浪级）：分0~9级，由海面波高大小决定；**海况级别：分0~9级，由海面风速大小决定。第46页，课件共104页，创作于2023年2月第47页，课件共104页，创作于2023年2月第48页，课件共104页，创作于2023年2月波高主要取决于1.风速：一般风速越大产生的风浪也越大。这只适用于风时和风区不受限制时。2.风时：同一方向的风连续作用的时间。一般对水面持续作用的时间越长，海水所获得的动能越大，风浪也越大。3.风区：指风在海上吹过的距离。风区的大小对风浪的成长起着不可忽视的作用，若风区的长度不够，风浪也不能充分发展。4.海区深度和海域特征：当风速相同时，浅水中的风浪尺寸比深水中要小。不同的海岸区域风浪的大小不等。（二）、影响风浪大小的因素

第49页，课件共104页，创作于2023年2月(三)、风浪成长过程的三种状态1、过渡状态：风吹到大洋上，风浪随着时间的增长而增大。风浪的成长取决于风时长短。2、定常状态：指恒定的风长时间吹在有限的水域上，使海面各点的风浪要素趋于稳定。风浪的大小取决于风区长短。3、风浪充分成长状态：风速越大，风时越长，风浪就越发展。但风浪的发展不是无限的，当波陡接近1/7时，波浪开始破碎。风传给风浪的能量，一部分用于增大波高，一部分消耗于涡动摩擦，当风传给风浪的能量与涡动摩擦消耗的能量相平衡时，风浪不再继续增大，即风浪达到充分成长状态第50页，课件共104页，创作于2023年2月（四）、如何判断风区中某一点风浪成长状态2、判断方法**对风区中某一确定点（即风区一定）（1）、若实际风时≥最小风时，则风浪处于定常状态；（2）、若实际风时＜最小风时，则风浪处于过渡状态。**对风区中某点，风作用时间确定（即风时一定）（1）、若实际风区＞最小风区时，则风浪处于过渡状态；（2）、若实际风区≤最小风区时，则风浪处于定常状态。**如果F≥Fmin和t≥tmin同时成立，则风浪处于充分成长状态1、有关概念*最小风时（tmin）:在一定风速风区下，风浪成长至最大尺寸所需的最少时间。*最小风区（Fmin）:在一定风速风时下，风浪成长至最大尺寸所需的最短风区长度。

如：V=20节,Fmin

=75海里,tmin

=10小时；V=30节,Fmin

=280海里,tmin

=23小时V=40节,Fmin

=710海里,tmin=42小时V=50节,Fmin

=1420海里,tmin

=69小时第51页，课件共104页，创作于2023年2月课后思考题1、海洋中的波动现象是怎样形成的？2、风浪成长有那几种状态？他们与风时（最小风时）、风区（最小风区）的关系如何？第52页，课件共104页，创作于2023年2月涌浪涌浪的定义:

涌浪是指风浪离开风区后传到远处，或风区里的风停息后所遗留下的波浪。俗话说“无风三尺浪”，指的就是涌浪。

涌浪传播过程中，因各种能量消耗而使波高减小；涌浪的这种消衰是有选择性的，波长大的衰减慢，波长短的衰减快。因波速与波长的平方根成正比，波长长的越来越领先，波长短的越来越落后，而且衰减较快，所以涌浪在衰减过程中周期和波长都在增加。传播距离越远，周期和波长将越来越占显著地位。涌浪波速公式：

在晴好天气，海面上如果发现长周期的涌浪，而且其周期逐渐减小，波高增大，预示有热带风暴正在接近。这种在涌浪能量锋到达之前出现的长而低的涌称为先行涌。它们的波长和周期极大,波高很低,推进速度相当快,据此可跟踪和预报风暴。第53页，课件共104页，创作于2023年2月**风浪与涌浪的区别：1、定义区别：*风浪：指由风直接作用引起的水面波动。*涌浪：指风浪离开风区后传到远处，或风区里的风停息后所遗留下的波浪2、特征区别：波形波峰波面波峰线波长波陡波型风浪不对称尖、时有浪花粗糙短短较大三维波涌浪对称圆、无浪花光滑长长较小二维波第54页，课件共104页，创作于2023年2月浅水区海浪的变化当波浪传到沿岸浅水区，波长变短，波高增大，水质点运动的速度不等，在波谷处，由于水浅，水质点受海底摩擦影响，其速度慢于波峰处水质点的速度，使波峰超过波谷，波形前侧变得陡峭突出，后侧变得平缓，从而使波浪发生倒卷和破碎。第55页，课件共104页，创作于2023年2月波浪折射

折射结果：波浪越到岸边，波锋线与等深线（岸线）越平行

当波浪向浅水处传播时,若其波锋与等深线不平行,波向将产生变化。波浪传播时因水深变化而改变传播方向的现象，称为波浪折射。第56页，课件共104页，创作于2023年2月

波高的变化波高的变化原因：(一)、水深变浅，波长、波速变小，波浪能量重新分配1、波高增大的条件：1）当海底摩擦消耗的能量＜由于波长缩短而堆积的能量时；2）海底坡度较大，波能突然集中，除摩擦消耗外尚有能量多余用于波浪成长。2、波高减小的条件：1）当海底摩擦消耗的能量＞由于波长缩短而堆积的能量时；2）海底坡度较小，波能缓慢集中，不够底摩擦消耗。（二）、岸形不同，波浪折射导致波能重新分配1、湾（凹）海岸：波向线辐散，波能分散，波高减小；2、岬（凸）海岸：波向线辐合，波能集中，波高增大第57页，课件共104页，创作于2023年2月波浪破碎（一）、碎波的类型主要分：卷碎波、崩碎波和激碎波三种（二）、波浪破碎的原因：1、水深与波高相近（涌浪：h=1.28H；风浪：h=1.67H）；2、波陡大（理论上：δ≥1/7；实践：涌浪：δ≥1/12；风浪：δ≥1/10）3、波向与流向相反；4、风速远大于波速第58页，课件共104页，创作于2023年2月*流波效应和海气温差对波浪的影响流波效应:

波浪与海流成一定角度时，海流会影响波浪的波高、波速和传播方向等。当流速为2～3kn，风速为10～15m/s时,波浪与海流反向或接近于反向的情况下，其波高比无流时增大20～30%左右,并产生部分波浪破碎或全部破碎。如黑潮流域上冬季风形成的波浪常增大。当波浪与海流同向时,波长增长,波高减少;当流速远小于波速时,可不必考虑流的影响海气温差:

在风速相等的情况下，气温低于海温时的波高比海气温度相等时的大。据统计，气温比海温每低1℃，波高增大约5%。如气温比海温每低10℃，波高增大约50%在冬季西北太平洋中高纬海域，强盛的锋面气旋，气温低于海温，加之流波效应，有时出现比预料高2-3倍的异常大浪，是海事多发的海域，有“魔鬼海域”之称。第59页，课件共104页，创作于2023年2月**世界海洋的狂风恶浪区1、北太平洋上的风浪：

冬季，由于阿留申低压的影响，北太平洋中高纬大风和大的浪分布范围很广，大风、大浪频率很高。大洋西部高于东部。

夏季，除热带气旋活动外，整个北太平洋十分平静。2、南太平洋上的风浪：低纬洋面上常年盛行3-4级东南信风，中高纬终年狂风恶浪，有“咆哮西风带”之称。第60页，课件共104页，创作于2023年2月3、北大西洋上的风浪：冬季，由于冰岛低压强烈发展，北大西洋中、高纬度海域的大风浪十分强烈，分布范围很广。大风频率达40%以上，大浪频率达50%以上，大洋西部高于东部，是世界海洋上最著名的狂风恶浪海域之一。低纬度风浪较小。夏季，除格陵兰和冰岛南部海域有大风浪外，整个大西洋相对比较平静。4、南大西洋上的风浪：南大西洋低纬洋面上常年盛行3-5级东南信风，中高纬终年狂风恶浪，好望角附近，风力常达11级，海面狂浪怒涛。第61页，课件共104页，创作于2023年2月5、北印度洋上的风浪：冬季，北印度洋盛行东北季风，一般3-4级海面较平静，是航海的黄金季节。夏季，整个北印度洋上为强劲的西南季风控制，风力常可达8-9级或以上，浪高达6米以上，7-8月最强盛。尤其是在索科特拉岛东南部海域，大风频率高达40%

，大浪频率高达74%

，是世界海洋上大浪频率最高的海域。6、南印度洋上的风浪：南印度洋中高纬度终年狂风恶浪，冬季可延伸到南纬10度海域，在大洋中部有一个大风浪高发区。夏季，大风浪区略向南收缩，达南纬20度附近。第62页，课件共104页，创作于2023年2月1月大风（≥7级）频率第63页，课件共104页，创作于2023年2月7月大风（≥7级）频率第64页，课件共104页，创作于2023年2月1月波高分布第65页，课件共104页，创作于2023年2月7月波高分布第66页，课件共104页，创作于2023年2月

世界大洋上的狂风恶浪海域冬季:北太平洋和北大西洋中高纬（30-60N

）夏季:北印度洋南半球整个咆哮西风带比斯开湾（北大西洋）好望角（南半球咆哮西风带）第67页，课件共104页，创作于2023年2月冬季，北太平洋和北大西洋中高纬（30—600N）狂风恶浪成因。

此纬度为西风带，锋面气旋活动频繁，往往形成风暴，是风暴的发源地。此纬度是世界上最强大的海流—墨西哥湾流与拉布拉多冷流、黑潮与亲潮的交汇处，该上空有利于气旋形成，并可得到强烈发展。此纬度正是两个永久性大气活动中心—冰岛低压和阿留申低压的所在地，尤其冬季这两个低压十分强大。第68页，课件共104页，创作于2023年2月夏季，北印度洋狂风恶浪成因:由强劲的SW季风引起,尤其以索科托拉岛附近海域为最甚,大浪频率可达74%。比斯开湾狂风恶浪成因:主要是地形作用，因为比斯开湾地处450N西风带中,湾口对着大西洋,强劲的西风灌入使波浪增大,又因水深变浅,波高进一步增大。此外,北大西洋海流从湾的北岸流入顺南岸流出,由于流波效应,波高增大可达10m以上。第69页，课件共104页，创作于2023年2月好望角狂风恶浪成因:好望角地处400S咆哮西风带上,无陆地阻挡,一年四季都盛行强劲的西风,风力常达11级,海面狂浪怒涛.加之岬角效应和流波效应,一年中有1/3时间波高达6m以上。南半球整个西风带上狂风恶浪成因:因陆地少,无阻挡,故常年吹送强劲的西风。称咆哮西风带第70页，课件共104页，创作于2023年2月中国近海风与浪的分布概况第71页，课件共104页，创作于2023年2月中国近海风与浪的分布概况风的分布冬季风：渤海、黄海吹西北或北风，东海南部、南海北部和中部为东北风，南海南部为偏北风。夏季风：20°N以南为西南风，20°N以北为东南风。浪的分布冬季以偏北向浪为主，夏季以偏南向浪为主。各海区平均波高0.5～3.0m之间。大浪位置与高频中心与大风区基本吻合。第72页，课件共104页，创作于2023年2月第四节、海温和海冰一、海温：表示海水冷热程度的物理量称为海水温度，简称海温。海温的高低取决于太阳辐射、海面辐射、蒸发、海流和海水的垂直运动等多种因素。整个海洋的年平均温度变化不大。年平均表层水温太平洋最高为19.1℃，印度洋次之为17.0℃，大西洋最低为16.9℃。三大洋平均表层水温为17.7℃，比地面年平均气温14.3℃高3℃。可见海洋相对陆地是温暖的。第73页，课件共104页，创作于2023年2月我国近海的水温我国近海由于受大陆影响海温变化较复杂，全年2月份海温最低，8月份最高。冬季表层水温，渤海0℃左右，黄海0--10℃，东海8--20℃，南海16--26℃。南北温差较大，同纬度沿岸水温低于外海。夏季表层水温普遍升高，渤海25--27℃，黄海25-27℃，东海28℃，南海28--29℃。水温分布趋于均匀，南北温差小，同纬度沿岸水温高于外海。第74页，课件共104页，创作于2023年2月水温对人体的影响在水中，人体生理零度比在大气中高的多。当水温低于29℃时，人体皮肤有冷感；29~37℃时有温感；高于37℃时有热感。在大洋中平均水温高于28℃的区域只占海洋总面积的6%，热带某些海域水温最高只有29-30℃。可以说几乎整个大洋海水的温度对人体来说都有冷感。落水者当体温从37℃降到32℃的过程中，人体出现剧烈颤抖，体温从32℃降到30℃的过程中进入昏迷状态而不省人事；当体温降到30℃以下时，因心脏衰竭而导致死亡。水温对落水者存活时间有明显的影响，水温越高，存活时间越长。水温为0℃时，落水者只能坚持15min；水温为10℃时，存活的时间为2.5-3.0h；水温为15-20℃时，存活时间可达10余小时。第75页，课件共104页，创作于2023年2月厄尔尼诺现象和拉尼娜现象厄尔尼诺（ElNino）是指赤道太平洋东部和中部海域大范围海水出现异常增温的现象。这种现象的出现可造成全球天气异常。厄尔尼诺现象可能是海洋和大气之间不稳定的相互作用引起的。拉尼娜（Lanina）是指赤道附近东太平洋水温反常变化的一种现象。拉尼娜现象与厄尔尼诺现象正好相反。指的是洋流水温反常下降。厄尔尼诺和拉尼娜现象都成为预报全球气候异常的最强信号第76页，课件共104页，创作于2023年2月厄尔尼诺（ElNino）原为渔民称呼圣诞节期间在厄瓜多尔和秘鲁北部沿海水域出现的暖水现象。后来则被用来称呼范围很广、持续时间很长的海面升温。现在厄尔尼诺现象即为水温上升异常导致的天气现象。洋流对全球气候变化的影响第77页，课件共104页，创作于2023年2月正常年份太平洋环流系统厄尔尼诺对大气环流的影响厄尔尼诺年太平洋环流系统逆流较弱逆流强拉尼娜

与厄尔尼诺现象相反，在赤道东太平洋水温出现大范围的比常年低得多的显著下降称为拉尼娜（LaNina）

现象。厄尔尼诺第78页，课件共104页，创作于2023年2月北美的西部暴雨和洪水

印尼的森林大火澳洲东部的干旱９７年厄尔尼诺现象对全球气候的影响第79页，课件共104页，创作于2023年2月08年1月我国南方雪灾08年5月广东地区水灾拉尼娜现象对我国气候的影响第80页，课件共104页，创作于2023年2月厄尔尼诺与拉尼娜“厄尔尼诺”现象是指南美赤道附近（约北纬4度至南纬4度，西经150度至90度之间）幅度数千公里的海水带的异常增温现象。

原来，太平洋洋面并不是完全水平的。在南半球的太平洋上，由于强劲的东南信风向西北横扫，将海水也由东南向西推动，结果是位于澳大利亚附近的洋面要比南美地区的洋面高出约50厘米。与此同时，南美沿岸大洋下部的冷水不停上翻，给这里的鱼类和水鸟等海洋生物输送大量养料。令人不解的是，每隔数年，这种正常的良性环流便被打破。一向强劲的东南信风渐渐变弱甚至可能倒转为西风。而东太平洋沿岸的冷水上翻也会势头减弱或完全消失。于是太平洋上层的海水温度便迅速上升，并且向东回流。这股上升的厄尔尼诺洋流导致东太平洋海面比正常海平面升高二三十厘米，温度则升高2-5摄氏度。这种异常升温转而又给大气加热，引起难以预测的气候反常。第81页，课件共104页，创作于2023年2月第82页，课件共104页，创作于2023年2月第83页，课件共104页，创作于2023年2月第84页，课件共104页，创作于2023年2月

厄尔尼诺曾使南部非洲、印尼和澳大利亚遭受过空前未有的旱灾，同时带给秘鲁、厄瓜多尔和美国加州的则是暴雨、洪水和泥石流。那次厄尔尼诺效应造成了1500余人丧生和80亿美元的物质损失。关于厄尔尼诺现象的成因，迄今科学家们尚未找到准确的答案。有人认为，可能是太平洋底火山爆发或地壳断裂喷涌出来的熔岩的加热作用造成洋流变暖，进而导致信风转弱和逆转。另有人则推断，也许是因为地球自转的年际速度不均造成的。他们说，每当地球自转的年际速度由加速度不均造成的。他们说，每当地球自转的年际速度由加速变为减速之后，便会发生厄尔尼诺现象。令人忧虑的是，厄尔尼诺现象的出现越来越频繁。原来认为5年、7年乃至10年来临一次，后来又以3至7年为周期出现。但进入90年代以来似乎每两三年就降临一次。第85页，课件共104页，创作于2023年2月

1997至1998年间发生的厄尔尼诺现象在全球造成严重灾害。当时，墨西哥部分地区因干旱时间过长，地里甚至会喷发出火焰和烟雾，图中显示的是当地村民正在翻看田地。

第86页，课件共104页，创作于2023年2月厄尔尼诺造成洪水泛滥第87页，课件共104页，创作于2023年2月厄尔尼诺现象与气候异常：☆对热带气候的影响☆对热带风暴的影响常年厄尔尼诺年拉尼娜年赤道太平洋水温西高东低西低东高西更高东更低旱涝灾害西涝东旱西旱东涝西更涝东更旱常年厄尔尼诺年拉尼娜年太平洋台风或热带风暴西多东少西少东多西更多东更少第88页，课件共104页，创作于2023年2月日学者:大西洋拉尼娜现象导致美国飓风势力强大加勒比海海域水温比往年高１至１.５摄氏度，受此影响，地处墨西哥湾北部的新奥尔良附近海域海水变暖，因而飓风难以衰减。第89页，课件共104页，创作于2023年2月海水密度海水密度是指单位体积海水的质量，单位为g/cm3或kg/m3.海水密度是温度、盐度和压力的函数。在大气压力下，海水密度只是温度和盐度的函数。大洋表层的密度分布主要取决于表层水温和盐度的分布。在赤道地区，由于海水的温度高、降雨量大盐度低，所以密度小；由此向两极，密度逐渐增大；在副热带地区，虽然盐度很高，但温度也很高，所以密度并不大；最大密度发生在寒冷的极地海区。大洋密度的垂直分布：海水密度随着深度的增加而减小，在大洋深处，密度随着深度的增加几乎不变。第90页，课件共104页，创作于2023年2月海水盐度(marinesalinity)盐度是海水中含盐浓度的一种量度，是描述海水特性的基本物理量之一。含盐量是指1kg海水中各种溶解盐类的总克数，单位为g/kg，盐度的符号为S‰。通常影响海水盐度大小的因素为海流、结冰或融冰、蒸发或降水等。因此，大洋表面盐度分布规律与降水量和蒸发量之差的分布相当一致。赤道地区盐度较低（约为35‰），随着纬度增加，盐度加大，在副热带海区盐度最高（36～37‰），向两极又逐渐降低，极地地区盐度最低（约为34‰以下）。第91页，课件共104页，创作于2023年2月二、海冰（SeaIce）海冰:

广义的海冰是指海洋中各种冰的总称，它包括海水本身结冰和由大陆冰川，江河流入海洋中的陆源冰。主要是浮冰、岸冰和冰山三大类。海冰能破坏港口设施，造成港口封冻，航道阻塞。流冰，特别是冰山(Iceberg)严重威胁船舶的航行安全。冰源：1.由海水直接冻结而成的冰，称咸水冰。2.从陆地流入海洋的冰，称淡水冰。江河的流冰和大陆冰川的崩裂。影响海冰形成的主要因子：1.长期冰点下的温度。2.海水的表层盐度。3.垂直盐度的分布。4.海水的深度。第92页，课件共104页，创作于2023年2月**海水结冰过程1、S≺24.7‰的海水,其冰点温度≺最大密度温度；**这种海水结冰与淡水结冰形式类似,即:先有上下对流,对流停止以后才结冰.2、S≻24.7‰的海水,其冰点温度≻最大密度温度；**这种海水结冰与淡水结冰形式不同,即:先有上下对流,后结冰.但结冰时对流还没有停止.3、S=24.7‰的海水,其冰点温度=最大密度温度

=-1.33℃**这种海水结冰特别,即:先有上下对流,对流停止的同时海水也结冰.第93页，课件共104页，创作于2023年2月为什么盐度大于24.7‰的海水难结冰?

1、S≻24.7‰的海水,其冰点温度≻最大密度温度。当海水温度降到冰点温度时，海水密度还在增大，上下对流导致冰被打碎。2、对流将下层热量上输，从而使海水冷却速度减慢。3、结冰时海水大部分盐份被析出，从而使周围海水的密度增大，进而使上下对流加剧