对洋流的形成及其对气候影响的研究讲解.docx

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对洋流的形成及其对气候影响的研究讲解

对洋流的形成及其对气候影响的研究

班级：

2013届文五班

指导老师：

颜坤老师

姓名：

王一涵

日期：

2012.6.17

一、内容摘要

本篇论文的主要内容是关于洋流的形成以及其对气候的影响。

我将从多方面讨论并大胆猜想洋流的形成原因，再根据所学知识和所阅资料来阐述洋流对气候影响的研究。

旨在建造一个较为立体的洋流体系。

二、关键词

洋流形成原因影响立体系统

三、问题起源或前言

海洋在地球上占据了大部分面积，是一个庞大的水体。

生命起源于海洋，海洋对于生命的重要性不可忽视。

另一方面，海洋在地理系统中的地位也是举足轻重的，而洋流是海洋带来的影响中最重要的一个。

鉴于对自然地理的喜爱，故研究洋流以求了解大自然的神奇和美丽。

四、研究方法

文献法（综合资料加以整合，再进行创造）

五、研究内容

（一）、洋流的形成

A、洋流的定义：

洋流又称海流，是指海水沿一定方向从一个海区水平地或垂直地流向另一个海区的大规模的非周期性的流动。

（见图1）

图1（北半球冬季）

图1（北半球夏季）

B、洋流的成因类型：

风海流、密度流、补偿流

1、风海流：

图3

风海流是海水在风的切应力下形成的水平流动。

风是地理系统中的要素之一，它和洋流相互影响。

它们共同的动力均是太阳辐射。

太阳辐射的分布不均匀因地球两大运动——自转和公转运动而起，而正因其分布不均才导致了图3中的气压带和风带的形成。

但是因为摩擦力随深度逐渐损耗，所以风海流的深度大约为100~300m。

海水会因风而运动，是因为风和海水间的摩擦力。

风与海水表面的摩擦带给它运动的动力，而在地转偏向力的影响下它的运动方向会有45°的改变。

从图一中我们可以大概推测洋流在0°、30°、60°都会有接近于平行于该纬线的洋流运动（见图4北赤道暖流、西风漂流、南赤道逆流、南北半球环流；见图1、2北赤道暖流、西风漂流、千岛寒流、格陵兰岛寒流、拉布拉多寒流）。

图4

风海流中最著名的便是北印度洋洋流了。

因为此处海域狭窄，东北信风不是那么强，于是气压带的移动加上海陆热力性质的差异就成了导致北印度洋的洋流的主要原因。

夏季，大陆为低气压，相比因海上的温度较低形成高压，在地转偏向力的作用下在北印度洋形成西南季风，从而促使了顺时针的风海流。

在冬季，在亚洲高压和海上低压的差异加上地转偏向力的作用下促成了东北风，使得北印度洋出现了逆时针的风海流。

风海流是全球性的洋流，它的出现使得补偿流出现.风海流很好地体现了地理系统内部诸要素的联系性。

2、密度流：

密度流是由于海水密度分布不均匀，导致压力分布不均匀，在压强梯度力和地转偏向力平衡时所产生的海水流动。

而密度分布不均主要由海水盐分含量不同而导致。

引起盐分含量不同有三大因素：

降水（密度降低）、蒸发（密度升高）和受热不均。

降水多蒸发少的地方便盐分含量低，降水少蒸发多的地方便盐分含量高；受热多的地方膨胀海面抬升，受热低的地方海面较低。

在这样密度差距下，便导致的海水的流动。

故又出现了影响更深层（可影响到深度为1500m的海水）的因素。

雨水由于是淡水，所以降水会一定程度上降低盐分含量而降低密度。

全球降水集中的地区有：

赤道低压带，季风区（印度洋、太平洋西岸），海洋性气候区（北大西洋和地中海）。

另一方面，密度流中最重要的因素便是热量的不均。

热量使海面抬升下降而导致海面倾斜，进而使压力不均而引起海水运动（依然受到地转偏向力的影响）。

所以热量充足的海域就会形成强大的暖流“集中营”，迸发出不可小觑的力量。

举个典型的例子。

墨西哥湾的独特“G”和加勒比海一个巨大的漏斗造型使它极易聚集赤道暖流和太阳带来的热量。

所以墨西哥湾和加勒比海域的海面就因热量充足而抬高，与高纬度的低温处形成一个巨大的倾斜面，所以墨西哥湾才如此的强大。

图5中便可看见同样是在大陆西岸，太平洋等大洋的大陆西岸就不具备墨西哥湾那般密集的漩涡。

图5

所以密度流具有区域性，是局部地区而非所有地区都有。

所以密度流在大西洋与地中海；大西洋与波罗的海；红海与印度洋等。

3、补偿流：

补偿流是指起补偿作用的海水流动。

补偿流是立体的，它可以是水平的，也可以是垂直的。

由于海水的运动会导致水体分布不均，补偿流就起到使海平面趋于水平的状态，如赤道逆流、加利福尼亚寒流、秘鲁寒流、本格拉寒流、加那利寒流和夏季索马里寒流便都是补偿流。

补偿流有两个特点个特点：

它们多在风海流西风漂流和赤道暖流方向相背的大陆边缘出现，是西风漂流的分支。

例如西风漂流和北赤道暖流在北美洲方向相反（西风漂流向东、北赤道暖流向西），于是就出现了补偿流加利福尼亚寒流；南太平洋、印度洋和大西洋同理。

它们和两大风海流形成O形。

它们多容易形成上升流区。

因高纬流向低纬使西风漂流向赤道的分支成了暖流，又因密度的差异使得底层如著名的秘鲁寒流就是非常典型的上升流。

见图1

补偿流是风海流和密度流的副效应。

它体现了海洋洋流不能单独就其成因，而因从一个立体的系统为出发点来考虑。

C、洋流形成中的影响因素

洋流的形成有了基础的框架，现在我们来讨论一下洋流最终形成中的影响因素。

1、大陆形状

若地球是个水球，洋流会比较简单并且接近理论。

但是地球是个有水更有陆均有的星球，所以预定好的路线总会有因为有“拦路虎”而有所改变。

第一种是改变表面的洋流航向。

我们可以在所有本文中的图片中看到西风漂流在遇见大陆时都会发生分流现象——流向赤道的是寒流，流向两极的是暖流。

第二种是改变表面下水团的运动。

南极附近因高纬度低温等原因，大量水体下沉，使得形成底层水团并向北运动；但北极底层水团因大陆阻挡因此水团便难以南移。

在北半球中高纬度可以形成深层水团（海盆影响和大陆影响下北冰洋对温度的影响不如南极），但是在南极就因大陆少而底层水团巨大而难以形成深层水团。

大陆的形状和位置都会影响到海水的运动，并且这是种立体的影响。

正如前文提到的墨西哥暖流的强大离不开墨西哥万和加勒比海的特殊构造。

2、海底构造

图6–太平洋

图7-大西洋和印度洋

图8–北冰洋

海底的构造对洋流也是有不可小觑的影响的。

它可以影响洋流的温度、方向、速度等。

从图8中我们可以看见明显的海盆，于是说明了北冰洋的底层交换比较少，所以它的洋流多为来自外海的表层洋流而且不如南极那般壮观。

资料可以佐证：

“在北冰洋表层环流中起主要作用的是两支海流：

一支是大西洋洋流的支流——西斯匹次卑尔根海流，这支高盐度的暖流从格陵兰以东进入北冰洋，沿陆架边缘作逆时针运动；另一支是从楚科奇海进来，流经北极点后又从格陵兰海流出，并注入大西洋的越极洋流（东格陵兰底层冷水流）。

它们共同控制了北冰洋的海洋水文基本特征，如水团分布，北冰洋与外海的水交换等。

”（见图9）

图9

其它海域也可见海底构造对洋流的影响，但是由于资料不足且未经验证，以下证明只是我的猜想。

猜想：

依然以墨西哥湾暖流为例，从图7我们可以很清楚地看到赤道穿过的大西洋出形成了一个凹下去的槽。

更重要的是，大洋中脊离它非常近。

洋中脊，又称中央海岭，是板块扩张的地方。

板块扩张之地岩浆外涌形成海岭，于是海岭也是地热散发之地。

这说明什么问题呢？

首先，这样一个凹下去的“槽”，因拦截洋流而汇集了大量赤道来的暖流；其次，墨西哥湾附近的众多海岭和中央海岭散发的地热使墨西哥湾的海水温度非常高，而且高温水的深度较深——相反地，高纬度欧洲沿岸低温。

这样就构成了一个巨大的倾斜面，使得墨西哥暖流强大到影响到欧洲（而且一路都有底部海岭供热量，速度很快）。

同理，仅次于墨西哥暖流的千岛寒流（黑潮），从图6我们可以看见在菲律宾附近海水进入了一个海岭聚集区，海底凹凸不平。

但是其海岭的密集型和海域的狭窄性都不如墨西哥湾，所以它只能位居墨西哥暖流之后了。

3、气候

因为气候与洋流相互影响的部分更多，所以这里主要挑选厄尔尼诺现象来证明气候对洋流的影响也非常大。

“厄尔尼诺现象（西班牙语：

ElNino），又称圣婴现象，是秘鲁、厄瓜多尔一带的渔民用以称呼一种异常气候现象的名词。

　主要指太平洋东部和中部的热带海洋的海水温度异常地持续变暖，使整个世界气候模式发生变化，造成一些地区干旱而另一些地区又降雨量过多。

其出现频率并不规则，但平均约每4年发生一次。

基本上，如果现象持续期少于五个月，会称为厄尔尼诺情况（condition）；如果持续期是五个月或以上，便会称为厄尔尼诺事件（episode）。

”

当大气和海洋之间的平衡被打破，东南信风减弱，导致赤道暖流向南扩张。

这样就使得秘鲁寒流和沿岸深层冷海水的涌升流同时减弱或停止，导致附近的海水剧烈升温。

秘鲁地区发生强烈的对流运动，出现暴雨。

赤道太平洋西侧上升气流减弱，升值出现下称气流，导致干旱。

D、洋流形成总结：

洋流的形成过程是个复杂并且立体的过程，我们探究洋流应该从多角度多方位思考——形成一个立体完整的洋流体系。

（二）、洋流对气候的影响

由于本文重点在于洋流的形成上的研究，洋流对气候的影响便不细究。

A、暖流：

因为暖流的水温比它所到区域的水温高，暖流可以使沿岸增加湿墨西哥湾暖流度并提高温度，更有助于生物，植物的生长与发展。

暖流使得中高纬度的许多港口成为不冻港（如摩尔曼斯克、鹿特丹）

暖流使得大陆沿岸温度上升、降水增加。

例如北大西洋暖流使得欧洲气候温和，降水丰富。

B、寒流：

寒流使得它经过的地区降温减湿，在寒流经过处多见沙漠景观。

另外，寒流地区因冷空气入侵而成雾区。

C、寒暖流交界处

寒暖流交界处会因上升流多形成渔场（北海渔场、纽芬兰渔场、秘鲁渔场等）。

总而言之，洋流对调节世界气候，均衡热量维持平衡有着不可忽视的作用。

它也是能量运输的重要通道之一。

六、收获

这次研究使我很好地理解了洋流的形成过程，并从中收获了乐趣。

地球所包含的奥秘太多，了解到大自然是如此的神奇。

七、感谢

感谢颜老师，正因他的启蒙我才能完成这样一个课题。

八、文献

1、《现代自然地理学》（北京师范大学出版社）

2、XX知道以及XX图片