3第三章 水团分析Word下载.docx

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主要受太阳辐射、地理纬度、蒸发、降水、径流与大气的热交换等因子的影响。

例如：

我国黄海冷水团形成于冬季，其形成机理是：

高盐水通过黄海暖流不断进入黄海，在偏北大风的影响下，上层急剧降温，使海水稳定度减小，涡动混合及对流混合极为发达，导致海水上、下层温盐均匀，形成了范围很大的冷水团。

冬去春来，上层海水逐渐增温，稳定度增大，限制了上下交换。

至夏季，上层水温可达28℃，深水区的底层水温仅为8℃左右。

与表层相比，更显出其“冷”的特征，而这一特征是冬季从表层获得后保留下来的。

2．水团变性

水团变性是指水团受到其他水团、地理或气象因子的影响，其高水平特征因子不断向低水平过渡，并逐渐丧失其原有特征的过程。

在外部因素诱导下而发生的变性过程，称之为第一类变性过程；

由海水内部混合作用引起的水团变化，称之为第二类变性过程。

四、水团的运动

水团只做幅度不大的摆动，不做长距离搬移，比较恒定。

例如，黑潮是北赤道流的延续，黑潮水主要来自太平洋赤道水团，然而并不能说赤道水团向北移到黑潮流域了，赤道水团仍然位于赤道附近，位置并无多大变化，同样黑潮水团也终年位于台湾以北的东海东部，除了主轴位置东西摆动之外，也并未整个移向北方。

五、海流对水团的作用

1．海流携带了大量海水和可观的热量、盐量和其他海洋要素；

2．使海水做相当距离的迁移，影响水团的形成、变性和空间位置的配置。

六、水团分析的作用

水团分析就是研究水团的分布、消长与变化规律。

作用：

不同的水团，其温度、盐度、密度等要素有所不同，声学、光学性质也有差异，而这些对于海军潜艇的活动、水雷布设、水下通讯及监视，都有巨大的影响。

在不同水团接壤、交汇的边界水域，大多是有名的渔场。

因此，水团边界的研究，会对渔业和水产事业提供重要的基础资料。

3—2水团的划分

所谓水团的划分，就是设法把海洋中的水体，恰当地分离成若干相对独立的水团。

水团的分离，实际上就是水团边界的确定。

一、划分方法

1．梯度边界确定法

根据某种要素梯度可以定出水团的边界。

在两个不同水团之间，必定存在着某种要素的突变，使得该要素出现很强的梯度。

该要素梯度最大的点连成的面就是水团边界。

2．等值线边界法

两个水团各自具有某种海洋学特征值

和

，它们交界面处的特征值，应为两个水团特征的平均值，即

某种海洋学特征值为

的点连成的面就是水团边界。

3．其他几种边界的确定法

（1）稳定度法

稳定度最大的点连成的面就是水团边界。

这可以从稳定度的断面分布上来确定出一个最大稳定度层，作为水团边界。

例如，温度、盐度跃层。

（2）生物指标法

浮游生物和底栖生物的群落分布与水团分布有良好的一致性。

群落分布的界限与水团的平均边界几乎完全一致。

（3）特征差异夸大法

用放大水团中某种特征的方法确定边界。

在某河口水域，沿岸水团富含硅酸盐而盐度则极低，与其相邻的外海水团情况恰恰相反，硅含量低而盐度高。

绘制Si／S比值的大面分布图，利用Si／S值的突变，确定两个水团之间的边界。

（4）直接测定法

用直接测定某种参数的方法确定边界。

水团边界一般是个过渡带，但在某些情况下，这种过渡带非常狭窄，在短短几十米、甚至几米距离内就能有各种水团特征的巨大差异。

对这种情况，只要采用适当的仪器加密观测，就能立即判明这种边界的存在，获得水团边界的清楚可靠轮廓。

二、水团的浓度混合分析法

1．海水的浓度

海水的浓度是指海水中任一种可量度的成分在一定体积中所含之量。

热量、盐量、溶解气体及其他各化学成分，甚至浮游生物量等。

2．水团的混合

a.两个水团的混合

假定两个原始水团，温盐分别为（T1，S1）和（T2，S2），两者之间距离为

。

T

TpT2

T1

x

同理可得：

（4．2—1）

b.三个水团的混合

在三个水平方向水团的混合模式中，它们的初始温度、盐度依次为（T1，S1）、（T2，S2）、（T3，S3），那么，在R处混和水团的性质，与三个水团的关系为

3—3世界大洋的水团

一、水系的划分

1．按水系所在深度位置划分

（1）表层水系

位于海面及其下深度不大的各种不同水团的集合

（2）次表层水系

位于表层水系之下、主温跃层之上的各类水团的集合

（3）中层水系

主温跃层之下到1000多米深的水层中的各水团的集合；

（4）深层水系

位于中层水与底层水中间的水团之集合；

（5）底层水系

与海底接触，最接近海底的水团。

划分特点：

在中、低纬度海域，有典型意义。

在高纬度海域，主温跃层已上升到表面，次表层水团已无主温跃层作为其下界。

在次表层水团分布图上出现了中层、深层和底层水团的特征。

2．按主温跃层为界划分

（1）暖水系。

在主温跃层以上

（2）冷水系。

在主温跃层以下

二、暖水系水团

1．表层水团

（1）分类（以26o～27o和极锋为界划分）

a.热带表层水：

盐度低于35.0

b.亚热带表层水：

盐度高于35.O，在印度洋和大西洋可高达36.0～37.0

c.亚极表层水：

盐度不到34.0

（2）特点

a.区域性差异明显，季节性变化显著

b.与大洋水团定义要求的恒定性、保守性等有差距，往往被省略

c.不同季节，亚热带辐合带和极锋线南北方向有很大变化。

世界大洋表层主要水团的分布

2．次表层水团

是位于表层水系之下、主温跃层之上的各类水团的集合。

（1）分类

a.中央水

b.赤道水

c.亚极地水，它们的温盐性质、形成机制有所不同。

图3—2大洋次表层水团的分布

（2）中央水

太平洋：

南太平洋东部中央水、南太平洋西部中央水、北太平洋东部中央水、北太平洋西部中央水；

北太平洋中央水却比北大西洋中央水盐度低1.0以上；

盐度又都是西高东低，这与亚极地水随加利福尼亚海流和秘鲁海流向低纬方向散布而混入了东部中央水有关

大西洋:

南大西洋中央水、北大西洋中央水；

印度洋：

印度洋中央水

中央水团的厚度西厚东薄，最厚在马尾藻海，可达900m。

因为大洋永久温跃层具有从西向东逐渐变浅的趋势

（3）赤道水

赤道水位于太平洋的南、北中央水之间。

其盐度高于北部中央水，相当于南太平洋东、西两个中央水的中间值。

表明南太平洋中央水进入赤道水团，使其盐度有所增加。

印度洋有赤道水团。

印度洋的赤道水起源于印度洋北部，分布范围广，盐度高而均匀，与红海高盐水的混入有关。

大西洋没有赤道水团。

南大西洋的中央水可越过赤道抵达北半球。

赤道海域终年高温，深度数十米至二三百米的温跃层全年存在，无季节性温跃层；

（4）亚极地水

亚热带辐聚带下沉海水向高纬度方向运动的分支与当地的海水混合形成亚极地水团。

北太平洋的亚北极水相当强盛，在整个亚北极流系及其以北海域内，都发现有亚北极水团。

亚北极水的部分水体，可随加利福尼亚海流南下而逐渐变性。

南太平洋的亚南极水有部分水体随秘鲁海流北上而变性。

使太平洋东部的两个中央水团，都比西部的盐度低。

北大西洋的亚北极水则很弱（与北太平洋相比），只散布于拉布拉多近海一带。

南大西洋的亚南极水不仅范围比北部大，而且与太平洋及印度洋的亚南极水都连成一条带，连绵不断绕南极一圈。

三、冷水系水团

1．中层水团

中层水团是主温跃层之下到1000多米深的水层中的各水团的集合。

如低盐的南极中层水与北极中层水，高盐的地中海水团和红海水团等。

（1）低盐中层水

a.南极中层水团

南极中层水团是范围最大的水团，遍布三大洋。

形成于南极极锋线附近，来源于高纬幅聚带。

水团特征：

盐度低，水温低，密度较大。

下沉动力：

密度较大

下沉深度：

在极锋线下沉之后，可达800～1000m

形成过程：

该水团一面参加绕极运动，一面向北扩展，能一直潜伏于次表层的高盐水团之下，扩展到中、低纬度海域。

在大西洋能越过赤道，达20oN以北；

在太平洋，亦可接近赤道。

在印度洋，只能限于15oS以南。

来自红海的高盐中层水团，与其密度相当，阻止了南极中层水北进。

大洋中层水团（500～1500m）全球分布

中层水的来源是由黑色阴影区标示出来。

b.北太平洋亚北极中层水

形成动力：

黑潮和亲潮辐聚区下沉形成

c.加里福尼亚中层水

d.西大西洋亚北极水团

降水超过蒸发，盐度低是其主要特征

e.东大西洋亚北极水团

（2）高盐的中层水团

世界大洋的高盐中层水团，都形成于中、低纬度海域的海面。

a.北大西洋的高盐中层水

源于地中海,所以北大西洋中层高盐水团被称为“地中海水团”。

地中海，蒸发强盛，表层盐度很高，可达39.1，在200～600m层，形成了盐度极大值层。

当其溢出直布罗陀海峡（约350m）时，盐度仍可达37.0～38.4。

由于其密度大，沿大陆坡“下滑”到约1200m，与周围海水的密度相当，于是扩展开来，并随亚热带反气旋环流向西及西南方向继续扩散。

由直布罗陀海槛溢出的地中海水，也有一部分延伸扩散到爱尔兰岛附近，从而使整个北大西洋的中层水，盐度普遍升高。

b.北冰洋高盐中层水

来源于北大西洋的高盐中层水

c.印度洋红海中层水

来源于红海和波斯湾。

强烈的蒸发，可使红海盐度高于42.0。

从波斯湾流出的高盐水，盐度高达38.0，温度高达22oC，约在250～350m层扩展，与印度洋的海水相混合，形成厚度相当大的高盐中层水。

密度可与南极中层水相当。

南下混合的结果，使高盐特征很快消失。

2．深层水团

深层水团是指位于中层水之下与底层水之上的水体。

大西洋不同水团扩展范围

NADW-北大西洋深层水；

AAIW-南极中层水；

AABW-南极底层水

（1）北大西洋深层水20100920

深层水来源：

a.从格陵兰海盆和挪威海盆向南溢出的低温、略低盐的水体;

由冰岛-法罗群岛间溢出的海水，形成了北大西洋东部的深层水；

由格陵兰-冰岛间溢出的海水，形成了北大西洋西部的深层水。

b.拉布拉多海和伊尔明格海海水

拉布拉多海和伊尔明格海的某些区域内，从海面至3000m的深度上，可出现位温3.0～3.5℃、盐度为34.9左右的相当均匀的水体；

其密度较溢流水小，位于溢流水之上，与溢流水一道向南运动。

深层水特征：

厚度2～3km，温、盐度均匀，2.25oC和34.95。

水体向南运动过程中，与覆盖其上的低盐的南极中层水发生混合，盐度有所降低。

到50oS附近（绕极环流处），盐度降至34.80。

进入南半球后的运动路线：

分成三支

第一支，一边参加绕极环流，一边向南运动，在南极辐散带上升，可以直达表层，对南极表层水的形成施加影响。

第二支，一边参加绕极环流，一边向北运动，形成印度洋、太平洋的深层水。

第三支，加入绕极环流中。

在绕极运动中，水体在不断地变性。

例如盐度，在印度洋西部仍有34.80，但当绕至德雷克海峡时，最高也不过34.72～34.73，待穿过德雷克海峡重返大西洋时，与最近来自北大西洋刚刚参加绕极运动的大西洋深层“新”水之间，盐度水平梯度显著增大。

（2）印度洋和太平洋中的深层水团

特征：

体积性质均匀

印度洋深层水：

中心的盐度为34.7～34.8，比大西洋深层水的盐度明显降低；

太平洋深层水：

中心的盐度为34.6～34.7，这与太平洋中层水的势力特别强有关。

溶解氧含量低，从而证实这里的深层水是远道而来的“老龄”水。

认定印度洋和太平洋的深层水来自别处的理由：

a.北印度洋:

海面温度高不可能形成低温的深层水

b.北太平洋北部：

海面温度低，但盐度只有33～34，不可能形成盐度高达34.7的深层水;

c.三大洋的南部高纬区:

盐度普遍低于34.0，同样不可能成为深层水的源地。

3．底层水团

（1）范围：

世界大洋近底层是着冷而密的海水

（2）底层水来源

源于南极陆架区的南极底层。

主要来自南极大陆周边的威德尔海和罗斯海冬季冷却降温形成的水团。

图4．3—5大洋底层水的全球分布

（最黑的阴影区是源地，细虚线4000m等深线。

）

a.威德尔海：

在大陆架上200～500m的底层，即使夏季也有温度为-1.9oC，盐度为34.60～34.68的低温高盐水，其水量可占陆架水的一半，而其密度之大，即使不经“混合增密”也能直接下沉到相当深的底层。

b.罗斯海：

陆架水盐度可达34.72。

若对环绕南极大陆的南极底层水在各大洋的盐度进行比较，就会发现在太平洋的西南部盐度确有增大现象，这可能就是罗斯海形成的底层水散布的影响。

由威德尔海和罗斯海扩展开来的低温、高盐水范围，与富氧水的范围相当一致，这也说明两个海区的确是南极底层水的重要形成海域。

（3）南极底层水的走向

a.大西洋

南极底层水在大西洋沿西大西洋洋底北上，抵达赤道附近时，位温仍低于0℃。

（由于鲸鱼海岭的阻挡南极底层水不能直接从南面进入大西洋东部的安哥拉海盆）

在赤道附近的罗曼什海沟（深7750m），部分南极底层水才得以夺路东去，而后再分别向南、向北散布。

依位温分布追踪可见，继续北上的底层水可散布到40oN附近。

b.印度洋

南极底层水“兵分两路”向北扩展。

西路由克罗泽海盆经马达加斯加海盆、索马里海盆北达10oN，再转向散布到阿拉伯海盆。

东路则由南澳大利亚海盆，经澳大利亚西海盆和西北海盆，最后扩展到中央印度海盆。

c.太平洋

一支从165oE附近太平洋海隆的通道处进入南太平洋，沿汤加-克马德克海槽向北，向北太平洋扩展。

另一支从太平洋西边新西兰与澳大利亚之间北上，势力相对较弱。

（4）南极底层水的特点：

一是它们明显地受制于洋底地形的影响。

如大洋中脊和重要的海岭起了“阻隔”或“分流”的作用，而海沟和断裂带则起了“沟通”和“放行”的作用。

二是它们明显地受西向强化的影响，即在大洋西侧较强而东侧较弱。

（3）北极底层水团

底层水来源

靠近大西洋的格陵兰海扬马延岛附近海域盐度高、温度低，能形成高密冷水下沉。

然后经挪威海盆进入北冰洋的亚欧海盆，继而进入加拿大海盆。

但因两海盆之间的罗蒙诺夫海岭水深只有1500m，所以只有浅于此深度的水才可进入加拿大海盆。

与南极底层水团相比，北极底层水团要弱小得多。