海洋的结构与海水运动..ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,海洋的结构与海水的运动,海洋的组成与结构,海水的运动,(,波浪、潮汐、洋流,),海洋效应,4.1,海洋的组成与结构,海洋的组成,海洋的结构,海洋：地球上广大连续的咸水水体的总称。面积,3.61,亿,km,2,占地表的,70.8,。调节着气候，蕴藏丰富的动力资源、矿产资源、生物资源、化学资源和水资源，交通“大道”，认识宇宙、发展自然科学的理想试验场。,一、海洋的组成,由于海水所出的地理位置及其水文特征的不同，从区域范围上可分为洋、海、海湾、海峡等，他们共同组成了海洋。,1.,洋,洋,是,世界大洋的中心部分和主体部分，它远离大陆，深度大，面积广，不受大陆影响，具有较稳定的理化性质和独立的潮汐系统以及强大洋流系统的水域。,位于大洋边缘，被大陆、半岛或岛屿所分割的具有,一定形态特征的小水域，称为海、湾和海峡。,2.,海,海,是靠近大陆，深度浅（,2-3km,）,面积小，兼受洋、,陆影响，具有不稳定的理化性质，潮汐现象明显，并有独立海流系统的水域。包括地中海和边缘海，地中海分陆间海和内陆海。,陆间海,是于介两个以上大陆之间，并有海峡与相邻海洋相连通的水域，一般深度较大，如亚、欧、非大陆之间的地中海；内陆海是入大陆内部，海洋状况受大陆影响显著，海的个性很强，如黑海、红海等。,边缘海,是位于大陆边缘的水域，一部分以大陆为界，另一部分以岛屿、半岛、群岛与大洋分开。,3.,海湾,4.,海峡,海峡是连通海洋与海洋之间狭窄的天然通道。,海湾是海洋伸入大陆的部分，其深度和宽度向大陆方向逐渐减小的水域。,二、海洋运动的结构,1.,海洋形态结构,(1),大陆边缘,大陆架,大陆坡,大陆基（大陆隆）,(2),大洋盆地：世界海洋中面积最大的地貌单元。,(3),大洋中脊：洋中脊或中央海岭的是世界大洋中最宏伟的地貌单元。,(4),海沟：海洋中最深区域,。,2.,海水运动结构,洋流系统；,潮汐系统；,波浪系统；,混合系统。,4.2,波 浪,波浪概述,小振幅波和有限振幅波,风浪和涌浪,地震、海啸与风暴潮,近岸波,一、波浪概述,1.,波浪要素,波浪是宽敞水面的水体运动，水质点周期振动引起的水面起伏现象。,波峰、波谷、波顶、波底、波高、波长、波陡周期、波速等等,。,2.,海洋中波的分类,(,1),按波的周期（频率）分类：表面张力波、短周期重力波、长周期重力波、长周期波和长周期潮波。,(2),按成因分类：风浪和风涌、内波、潮汐波和海啸。,(3),按水深分类：深水波和浅水波。,(4),按波形的传播性质分类：前进波（进行波）和驻波,。,二、小振幅波和有限振幅波,1.,小振幅波动（线性波动）,小振幅波动是只波高远小于波长的简单波动。,(1),短波（深水波）,小振幅前进波,小振幅驻波（立波）,(2),长波（浅水波）,波长很长的波浪,2.,有限振幅波动,(1),斯托克斯波,:,(2),正弦波（摆线波）,水深为无限时的摆线波,水深为有限时的摆线波,(3),孤立波,:,(4),椭圆余弦波,:,无旋转的、表面呈周期性起伏的波动,.,只有一个波峰或波谷，而且只出现于浅水水域中,.,用椭圆函数来描述波面的形状,.,三、风浪和涌浪,1.,风浪生成和成长理论,:,风浪是在风的作用下所产生的波浪。力学机理：共振平流的不稳定性。,2.,涌浪：,当风开始平息，或波速超过风速时，风浪就要离开风区传到远处去，这种波浪称为涌浪。,四、地震、海啸与风暴,潮,1.,地震海啸,:,由火山爆发、海底地震引起海底大面积升降,以及沿海地带山崩和滑坡等造成的巨浪,称为地震海啸,。,2.,风暴潮,：,由台风、温带气旋、冷锋的强风作用和气压骤变等强烈的天气系统引起的海面异常升降现象，叫风暴潮，又称风暴增水或气象海啸。,(1),温带风暴潮：,多发生在春秋季节，中纬度沿海各地都可以见到。,(2),热带风暴潮：热带风暴潮常见于夏秋季节，总伴有急剧的水位变化。,五、近岸波,1.,波浪的绕射：,当波浪传入近岸时，如果受到沙嘴、岬角等的阻挡时，波浪将从其旁边绕过、进入波影区，波峰线变形，波高递减，波浪能量大为减小，故波影区一般为比较平静的水域。,2.,波浪的折射：,由于波浪受海底摩擦阻力影响大小不一，使波向发生转折，最终波峰线基本与海岸线平行；当入射波浪不垂直于海岸时，便可造成水体沿海岸流动，形成沿岸流。,4.3,潮 汐,潮汐及其类型,潮汐的成因,潮汐的变化,潮流,一、潮汐及其类型,1,、,潮汐基本要素,潮汐指海水位周期性涨落的现象,.,潮汐要素,:,高潮或满潮、低潮或干潮,涨潮、落潮,平潮、停潮,高潮时、低潮时，潮差，高潮间隙和低潮间隙，两者合称为月潮间隙。,2.,潮汐类型,潮汐的涨退现象是因时因地而异的，但从涨退周期来说，可分为,4,种类型：半日潮、全日潮、不正规半日潮、不正规全日潮。,二、潮汐的成因,海洋潮汐是由月球和太阳的引潮力引起的。作用力有两个：吸引力和惯性离心力。,1.,引潮力,引力的性质、惯性离心力的性质、引潮力的性质,。,2.,平衡潮理论,（静力学理论）,平衡潮理论系由牛顿,1687,年首创。,3.,潮汐的动力理论,拉普拉斯于,1775,年提出了动力理论,.,4,、潮汐的成因,顺潮,对潮,内因：,海洋水体,；,外因：,天体引潮力。月球引潮力是太阳的,2.17,倍,。,三、潮汐的变化,1.,潮汐周期现象,根据平衡潮理论，在引潮力作用下，海面呈椭圆球状，形成潮汐椭球。由潮汐椭球的概念，解释几种潮汐的周期现象。,(1),潮汐的日变,:,半日周期潮和日周期潮；,(2),潮汐的月变,:,半月周期潮和月周期潮；,(3),潮汐的年变和多年变化,:,年周期潮多年周期潮,。,2.,地形对潮汐的影响,各地的潮汐现象除受天文因素影响外，还要受当地的自然地理条件的影响。,四、潮 流,潮流是海水在天体引潮力作用下所形成的周期性水平运动，它和潮汐现象是同时产生的。随着涨潮而产生的潮流，称涨潮流；随着落潮而产生的潮流，称落潮流；当高潮或低潮时，各有一段时间潮流速度非常缓慢，接近于停止状态，称为憩流。,1.,旋转流,凡在江河入海的外海或广阔的海区，一般都有旋转式潮流发生。,2.,往复流,一般在海峡、港湾入口或江河海口，潮流受到海洋宽度的限制，经常作直线式的往复流动，称为往复流。,4.4,洋 流,洋流的成因及类型,大洋环流系统,水团,中尺度涡,厄尔尼诺现象,一、洋流的成因及类型,1.,洋流及其分类,(1),洋流的概念,:,洋流即海流，是指海洋中具有相对稳定的流速和流向的海水，从一个海区水平地或垂直地向另一海区大规模的非周期性的运动。,(2),洋流的分类,:,洋流按成因可分为风海流、密度流、补偿流,3,类；按本身与周围海水温度的差异又可分为暖流和寒流两类；按其流经的地理位置又可分为赤道流、大洋流、极地流及沿岸流等。,(3),作用于洋流的力,:,作用于洋流的力主要有风对海水的应力和海水的压强梯度力。在这些力的作用下，当海水运动起来后，还产生一系列派生的力，如摩擦力、地转偏向力和离心力等。,2.,成因分类,风海流：,海水在风的摩擦力作用下形成的水平运动。又称漂流或吹流。风力作用于海面，同时产生波浪运动和使海水向前运动的洋流。,埃克曼（,Ekman,）,螺旋。风海流水体,输送方向与风向成,90,夹角。在北半,球偏风向的右侧，,而在南半球则偏风,向的左侧。,风海流会造成岸边的升降流,南半球南美沿岸的升降流,密度流,是由于海水密度差异而引起的海流。海水密度,分布不均匀而使海区形成了压力梯度，海水从高压,区向低压区流动，所以又称梯度流。,直布罗陀的表层流与深层流,补偿流,是由于某种原因使海水从一个海区流出，而使,另一部分海水流入进行补充。补偿流可以是水平流,动，也可以是垂直流（上升流和下降流）。,二、大洋环流系统,1.,世界大洋表层环流系统,大洋表层环流与盛行风系相适应，所形成的格局具有以下特点：,(1),以南北回归高压带为中心形成反气旋型大洋环流；,(2),以北半球中高纬海上低压区为中心形成气旋型大洋环流；,(3),南半球中高纬海区没有气旋型大洋环流，而被西风漂流所代替；,(4),在南极大陆形成绕极环流；,(5),北印度洋形成季风环流区。,2.,世界大洋深层环流系统,在大洋深层环流系的垂直结构中，可分出暖冷两种环流系统和五个基本水层,(,表层,100200m,、次层,300400m,、中层,8001000m,、深层,40005000m,和底层,),。,世界大洋环流体系由表层（包括次表层水）环流、中层环流、深层环流和底层环流所组成。表层环流系统主要是风成环流。中层水、深层水和底层水均为热盐环流。表层水、次层水、中层水、深层水和底层水在其运动过程中，进行着全球性的大量交换与循环，这构成了世界大洋中统一的环流体系。,三、水团,1.,水团的形成,水团是形成于同一源地,(,海区,),其理化特性和运动状况基本相同的海水。,2.,水团的变性,水团按其理化性质的差异，可分为暖水团和冷水团。,导致水团变性内部因素主要是由于水团间的热、盐交换；外部因素主要是由于海水与大气间的热交换和外部条件的变化而引起的温度、盐度变化。,四、中尺度涡,前述为稳定流系统,中尺度涡为不稳定流。直径约有,100-300km,寿命约为,2-10,个月的涡旋,;,类似于大气中的气旋和反气旋，也称为天气式海洋涡旋,;,按自转方向和温度分为气旋式涡旋和反气旋式涡旋,;,分布广,能量巨大,占世界大洋动能的,90,以上,绝大部分发生在北大西洋海域,;,运动方向多变,分为自转、平移和垂直运动,3,种方式。,五、厄尔尼诺现象,秘鲁沿岸近海水域存在一个狭窄的上升冷水带。但是大约在,12,月末,有一支弱表层暖流,沿厄瓜多尔和秘鲁北部沿岸向南伸展到大约,6S,。由于该暖流通常发生在圣诞节期间，固而当地称之为“厄尔尼诺”（即“圣婴”）。,4.5,洋 流,海洋能量效应,海洋的大气环境效应,一、海洋能量效应,1.,海水的动能,:,如波浪能、潮汐能、海流能等；,2.,海水的热能,:,如温度差能；,3.,海水的化学能,:,如盐度差能；,4.,海水的生物能,:,如光合作用能。,二、海洋的大气环境效应,1.,海洋是大气的主要热源,2.,海洋是大气水汽的主要来源,3.,海洋与大气的物质交换,4.,洋流对气候影响,5.,海洋温度场对台风的影响,6.,波浪、潮汐对海岸的作用,