第8章 大洋结构与深层环流
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世界大洋海流和水团分布世界大洋上层主要水平环流总特征世界大洋上层环流的总特征可以用风生环流理论加以解释。
太平洋与大西洋的环流型有相似之处:在南北半球都存在一个与副热带高压对应的巨大反气旋式大环流(北半球为顺时针方向,南半球为逆时针方向);在它们之间为赤道逆流;两大洋北半球的西边界流(在大西洋称为湾流,在太平洋称为黑潮)都非常强大,而南半球的西边界流(巴西海流与东澳海流)则较弱;北太平洋与北大西洋沿洋盆西侧都有来自北方的寒流;在主涡旋北部有一小型气旋式环流。
赤道流系与两半球信风带对应的分别为西向的南赤道流与北赤道流,亦称信风流。
这是两支比较稳定的由信风引起的风生漂流,它们都是南北半球巨大气旋式环流的一个组成部分。
在南北信风流之间与赤道无风带相对应是一支向东运动的赤道逆流,流幅约300~500km。
由于赤道无风带的平均位置在3°~10°N之间,因此南北赤道流也与赤道不对称。
夏季(8月),北赤道流约在10°N与20°~25°N之间,南赤道流约在3°N与20°S之间。
冬季则稍偏南。
赤道流自东向西逐渐加强。
在洋盆边缘不论赤道逆流或信风流都变得更为复杂。
赤道流是一支高温、高盐、高水色及透明度大为特征的流系。
湾流和人们通常把由北赤道流和南赤道流跨过赤道的部分组成的、沿南美北岸的流动称为圭亚那流和小安的列斯流,经尤卡坦海峡进入墨西哥湾以后称为佛罗里达流,佛罗里达流经佛罗里达海峡进入大西洋后与安的列斯流汇合处视为湾流的起点。
此后它沿北美陆坡北上,约经1200km,到哈特拉斯角(35°N附近)又离岸向东,直到45°W附近的格兰德滩以南,海流都保持在比较狭窄的水带内,行程约2500km,此段称为湾流(也有人认为湾流起点为哈特拉斯角)。
然后转向东北,横越大西洋,称为北大西洋流。
佛罗里达流、湾流和北大西洋流合称为湾流流系湾流方向的左侧是高密的冷海水,右侧为低密而温暖的海水,其水平温度梯度高达10℃/20km。
大洋环流模式图1.洋流的分布名称副热带大洋环流副极地大洋环流分布海区中低纬度副热带海区北半球中高纬度海区环流方向北半球:顺时针南半球:逆时针北半球:逆时针组成环流的洋流性质大陆东岸或大洋西岸:暖流大陆东岸或大洋西岸:寒流大陆东岸或大洋西岸:寒流大陆西岸或大洋东岸:暖流太平洋北太平洋南太平洋——大西北大西洋洋南大西洋——印度洋北印度洋——南印度洋——2.北印度洋海区冬、夏季环流系统在北印度洋海区,由于受季风影响,洋流流向具有明显的季节变化。
(1)冬季,盛行东北风,季风洋流向西流,环流系统由季风洋流、索马里暖流和赤道逆流组成,呈逆时针方向流动。
(见下图甲)(2)夏季,盛行西南风,季风洋流向东流,此时索马里暖流和赤道逆流消失,索马里沿岸受上升流的影响,形成与冬季流向相反的索马里寒流,整个环流系统由季风洋流、索马里寒流和南赤道暖流组成,呈顺时针方向流动。
(见图乙)洋流的判定方法1.判定洋流所处的半球(1)依据等温线的数值变化规律,确定洋流所处的半球。
等温线数值自南向北递减,则位于北半球(图1);反之则位于南半球。
(2)依据纬度和环流方向组合图,确定洋流所处的半球。
如图2是以副极地(纬度60°)为中心逆时针的大洋环流,则该大洋环流位于北半球中高纬度海区;图3是以副热带(纬度30°)为中心顺时针的大洋环流,则该大洋环流位于北半球中低纬度海区;同理,图4大洋环流位于南半球中低纬度海区。
2.判定洋流流向洋流位于海水等温线弯曲度最大处,并与等温线垂直,洋流流向与等温线凸出方向一致(图1中的洋流M和N)。
3.判定洋流性质(1)由水温高处流向水温低处的洋流为暖流(图1中的洋流M);反之则为寒流(图1中的洋流N)。
(2)通过判定洋流所处的半球,在北半球,自南向北的洋流为暖流,反之则为寒流;南半球情况相反。
(3)通过纬线的度数变化规律,由较低纬度流向较高纬度的洋流一般为暖流,反之则为寒流。
4.判定洋流名称(1)利用等温线图或纬度—环流方向组合图,判定洋流名称程序如下:判定洋流所处的南北半球;判定洋流所处的纬度带;判定洋流所在的大洋以及洋流所处大洋环流的位置,最终确定洋流的具体名称。
本章要点:
1. 理解海洋在全球热量平衡收支中的作用
2. 掌握全球大洋温度、盐度以及密度的时空变化特征,以及由它们所决定的大洋层化结构,并能据此解释全球大洋深层环流
3. 了解通过何种手段能够简便地测量大洋深层温度、盐度
判断题
1. 海水蒸发或者结冰都会导致盐度上升
2. 海水几乎是不可压的,所以海水密度与深度无关
3. 太平洋的层状结构被研究的最充分
4. 热带没有四季变化
5. 海洋学家观测海水密度可以精确到小数点后5位
6. 在中纬度,太阳光的直射角随季节变化明显
7. 陆地的热容量要小于海洋
8. 中层海洋海水的盐度是由全球蒸发-降水分布决定的
9. 温度与盐度的不同组合可以导致一个相同的密度
10. 全球大洋的混合层可以扩展到表层以下500米的距离
11. 海水密度随深度增加是一种不稳定结构
12. 海表面风或海水辐聚会导致上升流
13. 上升流和下降流是一个非常缓慢的过程
14. 北大西洋底层水是全球海水中密度最大的
15. 地中海的海水从1000米深度处溢流至大西洋
16. 印度洋的海水混合混匀
17. 南极洲底层水是一个水团
选择题
1. 海表处吸收的热量通过向下传送
A. 风
B. 波浪
C. 海流
D. 下降流
E. 以上全部
2. 大洋的层状结构是因为
A. 海表吸收的热量更多
B. 海表蒸发和降水
C. 表层海水受风的作用而运动
D. 以上都有
E. B和C
3. 海洋上混合层大约有米厚
A. 50
B. 100
C. 500
D. 800
E. 1,000
4. 海洋中温度迅速变化的那一层称作
A. 温跃层
B. 盐跃层
C. 密跃层
5. 渗透压会
A. 随着温度的增加而增加
B. 驱动盐水穿过半透膜流入淡水
C. 驱动淡水穿过半透膜流入咸水
D. A和B正确
E. 以上都不正确
6. 赤道中层海洋水温年际变化范围约为℃
A. 1-5
B. 0-2
C. 3-6
D. 2-4
E. 6-8
7. 海洋中密度迅速变化的那一层称作
A. 温跃层
B. 盐跃层
C. 密跃层
8. 海盆中密度较高的海水
A. 自南极洲沿着海床向北流动
B. 生成于威德尔海
C. 其流动是全球热盐环流的一部分
D. A和C正确
E. 以上都正确
9. 在开阔大洋中
A. 相较于盐度,温度对密度的影响更重要
B. 相较于温度,盐度对密度的影响更重要
C. 相较于压强,盐度对密度的影响更重要
D. A和C都正确
E. B和C都正确
10. 如果海水的密度随深度增加而增大,海水
A. 混合均匀
B. 稳定
C. 辐聚
D. 不稳定
E. 中性
11. 上升流和下降流的流速约为
A. 0.5-1.0 m/day
B. 0.3-2.5 m/s
C. 0.1-1.5 m/day
D. 1-4 m/s
E. 2-6 m/day
12. 某一层海水的厚度和扩展范围取决于
A. 形成于哪一个维度
B. 自表层以何种速率下沉
C. 下沉区域的面积
D. B和C正确
E.以上都正确
13. 热带夏季海表面温度约为℃
A. 25-30
B. 10-15
C. 5-20
D. 40-45
E. 50-60
14. 北大西洋1000米处的海水来自于
A. Sargasso海
B. 红海
C. 湾流
D. 地中海
E. 黑海
15. 在某个范围内只具有一种温度和盐度的海水称作
A. lens
B. chaetognath
C. 水团
D. 水柱
E. 水体
16. 上升流将从底层带到表层
A. 营养盐
B. 腐败的物质
C. 锰结核
D. 深层沉积物
E. A和B
17. 为了保持地球的热平衡,地球必须
A. 从太阳获得能量
B. 向太空释放能量
C. 在内部产生能量
D. 吸收和释放同等数量的能量
E. 以上都不正确
18. 如果我们只考虑一小块面积的海洋,
A. 吸收的能量会被释放入太空
B. 蒸发会失去能量
C. 能量可以被输送入或者输送出这个区域
D. 给大气加热或者降温
E. 以上都正确
19. 温跃层的深度范围为
A. 500-2500 m
B. 100-1000 m
C. 300-1500 m
D. 0-2000 m
E. 以上都不正确
20. 一个CTD能够观测
A. 电导率
B. 深度
C. 温度
D. 以上都能
E. 以上都不能
TRUE - FALSE
1.T
2.F
3.T
4.F
5.T
6.T
7.T
8.T
9.T 10.T 11.F 12.F 13.F 14.T 15.F 16.T 17.F 18.F 19.T 20.T
MULTIPLE CHOICE
1.e
2.d
3.b
4.a
5.c
6.b
7.b
8.e
9.d 10.b 11.c 12.d 13.a 14.d 15.c 16.e 17.d 18.e 19.b 20.d。