第五章 海洋环流(高等教学)

第五章：海洋环流1、海流：是指海水大规模相对稳定的流动，是海水重要的普遍运动形式之一。

海流一般是三维的，习惯上常把海流的水平运动分量狭义的称为海流，其铅直分量单独命名为上升流、下降流。

2、海洋环流：一般是指海域中的海流形成首尾相接的相对独立的环流系统或流旋。

一、海流的成因及表示方法（一）成因：海流的产生有两个最基本的原因：1、受海面上的风力驱动，形成风海流，也叫漂流；2、海水的温、盐变化，引起密度分布变化，形成热盐环流，也叫密度流。

（二）海流的分类：1、成因不同：风海流、热盐环流2、受力情况不同：地转流、惯性流3、发生的区域不同：洋流、陆地流、赤道流、东西边界流等（三）海流的表示方法1、拉格朗日方法2、欧拉方法（常用）海流流速单位：m/s流向（指海水流去的方向）以地理方位角表示：北0°；东90°；南180°；西270°。

流向与风向的定义恰恰相反，风向指风吹来的方向。

二、海流运动方程海水的各种运动都是在力的作用下产生的，其运动规律同其他物体的运动规律一样，遵循牛顿运动规律和质量守恒定律。

作用在海水上的力有多种，归纳起来分为两大类：1、引起海水运动的力：重力、压强梯度力、风应力、引潮力等；2、有海水运动后所派生出来的力：地转偏向力（科氏力）、摩擦力等。

（一）重力在海洋学中，把重力加速度是为常量，取为9.80 米每平方米。

对于静态的海洋，重力处处与海面垂直，此时海面称为海平面。

处处与重力垂直的面也称为水平面。

从一个水平面逆重力方向移动单位质量物体到某以高度所作的功叫做重力位势。

连接位势相等的面称为等势面。

静态海洋的表面是个等势面。

两个等势面之间的距离称为位势差。

（二）压强梯度力压强梯度力：单位质量海水所受静压力的合力。

他与等压面垂直，且指向压力减小的方向。

（公式）在静态海洋中，当海水密度为常熟或者只是深度的函数时，海洋中的压力的变化也只是深度的函数，此时海洋中的等压面必然是水平的，即与等势面平行，这种压力场称为正压场。

一、概述海流:大规模相对稳定的海水的流动。

（洋流）海洋环流：大洋环流，海区的环流海流的成因1.3.1外部的原因：风生海流1.3.2内部的原因①内部压力场：海水密度分布不均匀；增减水②海水连续性：补偿流海流的分类和命名⒈ 依受力及成因分：风海流、倾斜流；热盐环流1.4.2依温度特征分：暖流、寒流1.4.3 依区域特征分：陆架流、赤道流、西边界流1.4.4依所在层次分：表层流、潜流、中层流、深层流1.4.5注意：流向指流去的方向，与风有区别研究意义:国防、航运、渔业、气候欧拉方法和拉格朗日方法：1.5.1拉格朗日方法：跟踪水质点，研究其时间变化。

可用漂流瓶、中性浮子、浮标、示踪剂等追踪流迹。

1.5.2欧拉方法：描述或测量空间点处流的情况。

依各点处流速的大小方向，描述流场。

二、描述海流运动的有关方程简介运动方程2.1.1单位质量海水的运动方程：ma=F2.1.2重力和重力位势①重力:单位质量物体所受的重力，与重力加速度量值相等。

g与地理纬度φ，水深z 有关。

在海面z=0，赤道与极地,Δg = 0.052m/s2在φ=45°处，海面与深万米处，Δg=0.031m/s2一般取 g = 9.80m/s2，视为常量。

②重力位势：⑴ 海平面：静态海洋，海面处处与重力垂直。

⑵ 水平面：处处与重力垂直的面。

可以有多个。

⑶ 重力位势：从一个水平面逆重力方向移动单位质量物到某一高度所做的功，即⑷ 等势面：位势相等的面。

静态海面（海平面）也是一个等势面；不同深度的水平面，各是一个等势面。

⑸ 位势差的量度——位势米、位势高度、位势深度A.位势米（gpm）：不同等势面之间的位势差dΦ(gpm)=gdz/∣Φ1－Φ2∣/(gpm)= ∣z1－z2∣/(m), 位势差可用深度差表示。

B.位势高度：由下等势面向上计算的位势差。

C.位势深度：由上等势面向下计算的位势差。

D.注意：严格说：因g =，故∣Φ1－Φ2∣≠∣z1－z2∣；但实用时，φ为同处， z1与z2差别不会超万米，故近似相等。

第三节 海水运动和海—气相互作用一、海水的运动1．形式：表层海水最基本的运动形式有海浪、潮汐、洋流。

2．海浪的类型 风浪 最常见的海浪是由风力形成的。

风速越大，浪高越高，能量越大 海啸 海底地震、火山爆发或水下滑坡、坍塌可能会引起海水的波动，甚至形成巨浪风暴潮在强风等作用下，近岸地区海面水位急剧升降3．潮汐认识潮汐潮汐应用概念 海水的一种周期性涨落现象 ①利用潮汐规律，进行潮间带采集和养殖；②沿海港口建设和航运、潮汐发电成因 与月球和太阳对地球的引力有关 规律 一天中，通常有两次海水涨落；农历每月的初一和十五前后，潮汐现象最明显二、洋流1．洋流的形成与分类(据图填表)(1)分类①暖流：从水温高的海区流向水温低的海区。

图中a 、b 、c 、d 、e 、f 洋流中属于暖流的是a 、d 、e 。

②寒流：从水温低的海区流向水温高的海区。

图中a 、b 、c 、d 、e 、f 洋流中属于寒流的是b、c、f。

(2)影响因素①主要因素：盛行风是主要的动力因素，其次还受地转偏向力、陆地形状等因素影响。

②风带与洋流的关系：图示洋流中受信风带控制形成的是南、北赤道暖流；受西风带控制形成的是北大西洋暖流(北太平洋暖流)和西风漂流。

2．主要洋流及其分布海域主要洋流名称共有洋流太平洋D日本暖流、E北太平洋暖流、I千岛寒流、F加利福尼亚寒流、G东澳大利亚暖流、H秘鲁寒流A北赤道暖流、B南赤道暖流、C西风漂流大西洋J墨西哥湾暖流、K北大西洋暖流、L拉布拉多寒流、M加那利寒流、N巴西暖流、P本格拉寒流印度洋Q厄加勒斯暖流、R西澳大利亚寒流3.洋流对地理环境的影响读世界区域图，思考洋流对地理环境的影响。

(1)①②两海域水温较高的是①海域，主要原因是①海域受暖流影响，②海域受寒流影响。

沿岸有荒漠分布的海域有④⑤⑦。

(2)③海域受寒暖流交汇的影响，④海域受上升流的影响，均形成世界著名渔场。

(3)若⑤海域发生石油泄漏，油污将向北扩散，该海域污染程度减轻，污染范围扩大。

第五讲海洋环流第五讲海洋环流⼀、概述1.1海流:⼤规模相对稳定的海⽔的流动。

（洋流）1.2海洋环流：⼤洋环流，海区的环流1.3海流的成因1.3.1外部的原因：风⽣海流1.3.2内部的原因①内部压⼒场：海⽔密度分布不均匀；增减⽔②海⽔连续性：补偿流1.4海流的分类和命名⒈4.1依受⼒及成因分：风海流、倾斜流；热盐环流1.4.2依温度特征分：暖流、寒流1.4.3 依区域特征分：陆架流、⾚道流、西边界流1.4.4依所在层次分：表层流、潜流、中层流、深层流1.4.5注意：流向指流去的⽅向，与风有区别研究意义:国防、航运、渔业、⽓候1.5欧拉⽅法和拉格朗⽇⽅法：1.5.1拉格朗⽇⽅法：跟踪⽔质点，研究其时间变化。

可⽤漂流瓶、中性浮⼦、浮标、⽰踪剂等追踪流迹。

1.5.2欧拉⽅法：描述或测量空间点处流的情况。

依各点处流速的⼤⼩⽅向，描述流场。

⼆、描述海流运动的有关⽅程简介2.1 运动⽅程2.1.1单位质量海⽔的运动⽅程：ma=F2.1.2重⼒和重⼒位势①重⼒:单位质量物体所受的重⼒，与重⼒加速度量值相等。

g与地理纬度φ，⽔深z 有关。

在海⾯z=0，⾚道与极地,Δg = 0.052m/s2在φ=45°处，海⾯与深万⽶处，Δg=0.031m/s2⼀般取 g = 9.80m/s2，视为常量。

②重⼒位势：⑴海平⾯：静态海洋，海⾯处处与重⼒垂直。

⑵⽔平⾯：处处与重⼒垂直的⾯。

可以有多个。

⑶重⼒位势：从⼀个⽔平⾯逆重⼒⽅向移动单位质量物到某⼀⾼度所做的功，即⑷等势⾯：位势相等的⾯。

静态海⾯（海平⾯）也是⼀个等势⾯；不同深度的⽔平⾯，各是⼀个等势⾯。

⑸位势差的量度——位势⽶、位势⾼度、位势深度A.位势⽶（gpm）：不同等势⾯之间的位势差dΦ(gpm)=gdz/9.8∣Φ1－Φ2∣/(gpm)=∣z1－z2∣/(m),位势差可⽤深度差表⽰。

B.位势⾼度：由下等势⾯向上计算的位势差。

C.位势深度：由上等势⾯向下计算的位势差。