厦门大学海洋科学导论课件水文部分lect11-1107

1、南半球某支风生海流表层流向向东，问在该洋表面上理应吹什么方向的风？并以羽状箭号表示。,西北风,设北太平洋的西风漂流是由78级(风速17m/s)的西南风引起的，求此海流表层流速和流向，若有某种浮游植物从北海道近海沿西风漂流漂到美国西岸附近需时多长？（设北海道至美国西岸的距离为7100km,纬度为40N）,解： 北太平洋很深，可当无限深海漂流来处理,45,3 图(a)，(b)为南半球某深海区；(c)，(d)为南半球某浅海区，请以箭号把流的情景表示出来。以 表示漂流；以 表示水体运输，以 表示倾斜流，并指出岸边是否存在升降流。,(a),不存在上升、下降流,存在上升流,(b),存在下降流,(c),(d

2、),存在下降流,风生环流理论(Wind Driven Circulation )（大洋上层环流）和热盐环流理论(Thermohaline Circulation )(大洋中下层环流） 大洋上层水平环流总特征,a.太平洋、大西洋,绕副热带高压顺时针方向,绕中纬低压逆时针方向,北半球：2个,南半球：1个,绕副热带高压逆时针方向,两大洋北半球的西边界流都非常强大，而南半球则较弱,b.印度洋,南部环流特征与南太、南大西洋环流型相似，北部为季风型环流，冬夏半年环流方向相反,c.南半球高纬海区，与西风带相对应为强大的自西向东的绕极流，而在靠近南极大陆尚存在一支自东向西的绕极风生流,黑潮,亲潮,北大平洋流,

3、加利福尼亚流,北赤道流,赤道逆流,南赤道流,东澳流,秘鲁海流,南太平洋流,阿拉斯加流,北赤道流,南赤道流,赤道逆流,加那利流,本格拉流,巴西流,南大西洋流,湾流,南极绕极流,3.4 East boundary current (东边界流) 太平洋的加利福尼亚流(California Current)、秘鲁流(Peru Current)，大西洋的加那利流(Canary Current)、本格拉流(Benguela current)，印度洋的西澳流(West Australia Current)，都是寒流。他们的流幅宽、流速小、影响深度浅，水色低、透明度小。上升流是东边界流海区的一个重要水文特征。

4、,Canary Current,West Australia Current,The currents that flow poleward and equatorward on the West and East sides of the gyre, respectively, are known as Boundary Currents, eastern and western. Each of these current types has well known characteristics.,3.5 Polar circulation (极地环流) 北冰洋中的环流：从大西洋进入的挪威

5、流及一些沿岸流。加拿大海盆为一巨大反气旋式环流，从楚奇科海穿越北极到达格陵兰海，部分西折，部分汇入东格陵兰流，把大量的浮冰携带进入大西洋。 南极海区环流：南极大陆边缘一个很窄范围内，极地东风作用，形成一支自东向西绕南极大陆边缘的小环流，称为极地东风环流。与南极绕极流间，形成南极辐散带(Antarctic divergent zone)。与南极大陆间形成海水沿陆架的辐聚下沉，即南极大陆辐聚区(Antarctic convergent zone)，亦是南极陆架表层海水下沉的动力学原因。,Circum-Antarctic currents,3.6 Subtropical convergent zon

6、e (副热带辐聚区) 反气旋大环流的中间海域，流向不定，流速甚小。表层海水辐聚下沉副热带辐聚区，把大洋表层盐度最大、溶解氧含量高的温暖水带到表层以下，形成次表层水。 海水辐聚下沉，悬浮物少，具有世界上最高的水色和最大透明度，“海洋沙漠”。,副热带辐聚区,副热带辐聚区,NP,SP,NA,SA,Time series of the monthly mean area (km2) with surface chlorophyll less than or equal to 0.07mg chl/m3 between 545 N/S latitude,NP,december,NA,december,S

7、P,August,Polovina J.J., GRL, 2008.,所有的生物“沙漠”都在扩大。其增大的面积达到660万平方公里，即比原有面积增加了15%。,4. Undersurface circulation (大洋表层以下的环流),Movement and distribution of subsurface water（次表层水） 介于表层水(Surface water)与大洋主温跃层(Main Thermocline)之间；副热带海域表层水下沉而成；高温高盐；大部分水体流向低纬一侧，沿主温跃层散布，少部分流向高纬一侧 (2) Movement of intermediate wat

8、er(中层水) (a) 南极辐聚和西北辐聚区海水下沉形成，约在800-1000m，带有源地的低盐特征 (b) 地中海、红海-波斯湾水等溢出的高盐中层水,（3）Movement of bottom water（底层水） 具有最大的密度，主要来源于威德尔海、罗斯海，其次是格陵兰海与挪威海,（4） Movement of deep water(深层水),介于中层水与底层水之间，约在2000-4000m，由北大西洋格陵兰南部的上层海洋形成。贫氧是深层水主要特征。,Atlantic Salinity (south-north section),30S,24N,(3) High salinity Nort

9、h Atlantic Deep Water,(4) Low salinity Antarctic bottom water,(2) Low salinity Antarctic intermediate water,(1) surface waters (ventilated thermocline),(1),(2),(3),(4),Salinity in the Pacific (150W),(1),(2),(3),(4),全球溫鹽環流分佈圖。深海中氧氣之主要供應者是北大西洋深層水 (NADW)。NADW是由挪威海下沈的海水以及由巴芬灣(Baffin Bay) 和由地中海流出的海水所共同組成

10、的，這些海水然後流入南大西洋，其流量約為 20 SV(1 SV=106 m3/sec)。這些南流的深層海水在南極附近又再被冷卻，然後再流入印度洋以及太平洋的各個深海盆內。隨後這些深層海水又在廣大的海域內經由湧升效應再重返海洋表層。北太平洋在低緯地區則有較暖、較低鹽的表層海流會將多出的水量送回大西洋，大約有8.5SV的海水穿越亞澳地中海進入印度洋(稱為Indonesia Through Flow)，然後其流量逐漸增加，抵北大西洋時此流之流量已增為18.5 SV。太平洋有少量的水會經由Drake Passage進入大西洋，另外有1.5 SV會經由白令海峽(Bering Strait)進入大西洋，至

11、少有0.1SV的水會以水汽型態穿越巴拿馬地峽(Isthmus of Panama)由大西洋進入太平洋。,Cold surface water sinks to the seafloor in the North Atlantic Ocean, then flows south to be further cooled by the Antarctic Bottom water formed in the Weddell Sea. This deep water moves eastward around Antarctica, feeding into the surface layer of

12、 the Indian Ocean and also into the deep basins of the Pacific Ocean. A return flow of surface water from the Pacific and Indian oceans flows north to replace the surface water in the North Atlantic Ocean.,后天描绘的地球陷入冰河时期、灾难袭来的末世景象,the yellow arrows outline the paths of the major geostrophic or surfac

13、e water currents in the ocean; the green arrows show the general path of the thermaohaline, or deep water currents. Note that the two are connected in the North Atlantic and in the South Atlantic where surface waters become dense and sink.,5、大洋水团(water mass) 表层水(surface water)：富溶解氧、高温 次表层水(subsurfac

14、e water) ：高盐、相对高温 中层水(intermediate water) ：低盐；高盐中层水：地中海、红海 深层水(deep water)：贫氧 底层水(bottom water)：最大的密度,AABW,AAIW,NADW,AAIW: Antarctic Intermediate Water AABW: Antarctic Bottom Water NADW: North Atlantic Deep Water,AABW-南极底层水 AACP-南极绕流 AAIW-南极中层水 NADW-北大西洋深层水 CW-中央水团,中国海环流(Circulation of China sea),1.

15、 东中国海环流(Circulation of East China sea) 2. 黑潮分支与主要作用(Branch of Kuroshio and its effect),第六章 海洋中的波动现象,海洋的恬静瞬间,汹涌的海浪拍打着岸礁,海面大浪,基本特征：运动随时间与空间的周期性变化 研究方法：近似看成一正弦或余弦曲线,Its shape includes a crest(波峰) or peak, and a trough（波谷）, or lowest water level. 波长 wavelength ,L() : the distance between two crests or t

16、wo troughs. 波高wave height, H : the vertical distance between the water level at crest and trough. 周期Wave period,T: the amount of time for one wave to pass (crest to crest).,I波浪要素,波速Wave speed, c : c= /T 频率Wave frequency, f: number of waves that pass per minute f= 1/T 波陡Wave steepness, = H/ 振幅 Amplit

17、ude, a：one half the wave height 波峰线crests：沿垂直于波浪传播方向通过波峰的线 波向线wave ray：与波峰线垂直并指向波浪传播方向的线,波峰线,波向线,Sketch of the relative amounts of energy as a function of wave frequency in ocean waves. The top line (green) gives the classification based on period, the line below (gold) the classification based on the wave-generating force, and the bottom line (blue) the classification based on the restoring force.,周期,诱