海洋学课件
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第四章
名词解释:
压强梯度力 单位质量水体所受的静压力合力
Coriolis力 由于选取旋转坐标系 以缓慢地球作为参考系 而产生虚假的力。
雷诺应力
Rossby数
Ekman数
纵横比
静力近似
Boussinesq
尺度分析
:
第一二三个方程表示xyz轴运动方程
第四个是连续方程第五个是盐度方程第六个是温度方程第七个是密度方程
第五章
大洋表层环流有2个最显著的特点:
第一, 在北半球,环流沿顺时针方向流动;在南半球,环流沿逆时针方向流动。
第二, 第二,海洋环流在东、西边界附近是很不对称的。 一、西向强化现象:海洋上层的大洋环流是由一些流环所组成的,在副热带处的流环,其流速东西不对称,在狭窄的西海岸边界层中,海流速度特别强,这就是西向强化现象,是大洋环流的最突出的特征。
二、海流成因:风应力, 1000m以浅; 热盐效应, 1000m以深
三、地转流:当不考虑海面风的作用时,远离沿岸的大洋中部的大尺度海水流动,基本上是接近水平的,并近似认为流动是定常的,科氏力与压强梯度力相平衡的产物。
四、倾斜流:均匀密度场中的地转流称为倾斜流,流速不随深度变化
梯度流:非均匀密度场中的地转流称为梯度流,流速随深度增加而减小
六、涡度:是指流体的旋转。
行星涡度:地球上的任何物体,包括海洋、大气、碗中的水,都跟随地球一起旋转。这种旋转是行星涡度。
相对涡度:海洋、大气由于风、流而产生相对地球的旋转。
绝对涡度:=行星涡度+相对涡度
位势涡度(potential vorticity):绝对涡度/水柱长度
七、稳定的风作用于海面,会在海洋上层产生一个薄薄的边界层--- Ekman层;同样在海底、大气的底部也会产生Ekman边界层。
海面的Ekman层有以下重要特点:
方向:在北半球,沿风向右偏45度;
大小:表层最大;
《海洋学》教案
绪论
一、海洋学及其分类
(一)海洋学的定义
海洋学是研究海洋中物理、化学、生物、气象、地质及其他过程和现象的发生、发展、演
变规律及其开发利用和保护的学科。海洋学又称海洋科学,属于地球科学体系。地球科学是由众多分支及相关学科组成的复杂的科学体系,主要包括地理学、地质学、大气科学、海洋科学、水文科学及固体地球物理学等。
(二) 洋学的对象及内容
研究对象:海洋。包括海水、溶解或悬浮于其中的物质、生活于海洋中的生物;海洋的上边界,即海面及其上大气边界层;海洋的侧边界,包括河口和海岸带等;海洋底边界,包括海洋沉积和海底岩石圈。
研究内容:海水运动规律、海洋中物理、化学、生物、地质过程及其相互作用的基础理论;海洋资源开发利用、海洋环境监测、保护和治理等。
(三) 洋学的分类
基础性学科分支:物理海洋学、化学海洋学、生物海洋学、海洋地质学等。
应用性学科分支:渔业海洋学、海洋生态学、卫星遥感海洋学、海洋声学和光学技术及应
用、工程海洋学、环境海洋学、海洋环境监测和预报等。
二、海洋空间特点及其与环境的相互作用
(一) 洋空间特点
海洋空间上有以下特点:(1)无界与有界;(2)通达与阻隔;(3)深厚与浅薄
(二)海洋环境的相互作用
海洋环境的相互作用表现在以下几个方面:(1)海洋-大气相互作用;(2)海洋-海底相互作用:(3)海洋-陆地相互作用:(4)海洋-天体相互作用
海洋通过海面与大气底层相接触,从而海水和大气通过海面不断发生相互作用,这种相互作用是通过物质、动量和能量的交换输送来实现的。上层海水通过海面接受来自太阳的辐射能;低层大气又从海面获得能量(热量),形成大气环流;大气环流将部分动量输送给上层海
水,并促成上层海洋环流形成。上述过程中,通过水分的蒸发、凝结和降水,海洋和大气之间又不断发生水分的交换,从而形成全球的水分循环。
海洋通过海底与海底岩石圈相接触,从而海水和海底岩石圈通过不断发生相互作用,这种相互作用是通过物质、动量和能量的交换输送来实现的。尽管从地球内部穿过海底地壳输向海洋的热量——海底热流,平均只有22/10mw量级,但海底火山、大洋中脊、海岭及某些海底深渊等处的海底热泉,对局部海域的影响却不容忽视。
海水的热容具有什么特性?为什么说海洋是大气的空调器?
热容是海水温度升高1°C所吸收的热量。
海水的热容量较大,是空气的4倍,因此海洋水温的变化较气温缓慢且滞后,从而影响沿海气温的变化幅度,俗称海洋是大气的空调器。
大洋主温跃层?其有何特点?
在大洋某一深度处,存在一个铅直方向温度梯度较大的水层,称为大洋主温跃层(或永久跃层)。
该跃层常年存在,在低纬度海域沿纬向从西向东深度逐渐变浅。由南极开始向北极其深度呈W变化,热带200~300m,副热带海区最深可达800m左右,其后深度逐渐变浅,到亚极地跃升至海面形成海洋极锋。是大洋冷暖水的分界线。
季节性温跃层?
季节性温跃层位于混合层的下界,由于夏季表层增温形成的很强的跃层,冬季消失(混合层加深)。
海流和环流的定义是什么?
海流:海水大规模相对稳定地流动。
环流:首尾相接的海流(或首尾相接的海水大规模相对稳定地流动)
海流分怎样分类?
按成因分有密度流,风海流,补偿流;
按受力分有地转流、惯性流;
按发生区域有赤道流、陆架流、东西边界流等;
按运动方向分有上升流、下降流;
按海流温度与周围海水温度差异分有寒流、暖流等
洋流对地理环境的影响有哪些?
(1)沿岸气候暖流有增温增湿作用,寒流有降温减湿作用。
(2)寒暖流交汇的海区,海水强烈混合可将下层营养盐类带到表层,利于鱼类大量繁殖,易形成大规模渔场。
(3)海轮顺洋流航行可以节约燃料,加快速度。但暖寒流相遇,往往形成海雾,对海上航行不利。
(4)洋流可把近海的污染物质携带到其他海域,利于污染的扩散,加快净化速度。但其他海域也可能因此受到污染,加大污染范围。
什么是地转流?
只考虑压强梯度力的水平分力与科氏力达到平衡时的稳定流动。
236.地转流特点是什么?
流动沿等压面和等势面两面的交线流动;流速大小与等压面和等势面的夹角的正切成正比,与科氏参量成反比;在北半球,面向流去的方向,右侧等压面高,左侧低。
地球系统
一、地球的运功,结构
1. 地球自转而产生的地转偏向力(科氏力),北半球向右偏转,南半球向左偏转。
公转:围绕太阳在旋转,月球围绕地球旋转
2. 地球的结构
圈层结构:
(1) 外圈:生物圈,大气圈,水圈
(2) 内圈:地壳,地幔,地核
形状:梨形、南凹北凸(北凸14m,南凹24m)
二、海陆分布特点:
地表70.8%为水覆盖,29.1为陆地,海洋与陆地的比值为2.5:1
*
三、海洋的划分
1. 地理角度:太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋
2. 研究角度:太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋、南大洋
四、从陆地到海洋的结构
海底地形通常分为:海岸带、大陆边缘、大洋底 三个部分
(1) 海岸带:是海陆交互作用的地带,其地貌是在波浪。潮汐和海流等作用下形成的,其组成有:海岸、海滩、水下岸坡。
(2) 大陆边缘:
a. 大陆架:海岸线到水深200m以下,平均坡度0.1度(坡度小),是渔业和养殖业的主要场所(到坡度突然上升为止)
b. 大陆坡:大陆架外缘较陡倾斜的地区,平均坡度4.3度,深度200~5000m(到坡度突然减小为止)
c. 大陆隆(基,裙):大陆坡外与洋盆间较平坦地区,平坦、深度2000~5000m,陆源物质经过大陆架,大陆坡后沉积到海底形成的沉积物
d. 岛弧和海沟:深于6000m的陷落地带
(3) 洋中脊:指贯穿世界四大洋、成因相同、特征相似的海底山脉系列
(4) 洋盆:大洋中脊坡麓与大陆边缘之间的广阔洋底,约占世界面积的1/2
五、三个大洋中脊的特点:
1. 太平洋:东部洋脊为主,边坡平坦
2. 大西洋:洋中脊横贯南北,赤道窄(中脊位于中央,延伸方向与两岸平行,边坡较陡)
3. 印度洋:“入“字形洋脊,由南而北扩张速度减小
太阳辐射
一、海面的热辐射(海面的热收支)
1. 太阳辐射Qs↑ ← (太阳高度h↑、大气透明度↑、云量云状↓)
2. 海面有效回辐射Qb↑ ←(温度↑、湿度↑、云量↑)