海洋学重点.docx

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海洋学重点

第二章:

惯性离心力:

相对惯性参考系统作匀角速转动的系统为非惯性参考系统。

静止于匀角速转动的参考系统中的物体,在转动参考系统中的观察者看来,要加上一种惯性力——惯性离心力,才能应用牛顿定律解释物体在转动参考系统中的静止状态。

重力是万有引力和惯性离心力的合力惯性离心力<1/190*重力

科里奥利力–科氏力

北半球右偏,南半球左偏。

四大洋:

太平洋、印度洋、北冰洋、大西洋

中国边缘海:

（上到下）渤海、黄海、东海、南海

大陆架（continentalshelf）:

海岸线到水深200米以内。

大陆坡（continentalslope）:

陆架外缘较陡倾斜的地区。

大陆基（裙）（continentalriseorapron）:

坡外与洋盆间较平坦地区,由沉积物堆积而成。

第三章:

海水组成恒定性原理（Marcet原理）:

海水的总含盐量或盐度是可变的,但常量成分浓度之间的比值几乎保持恒定。

成因:

混合作用——大洋海水通过环流、潮流、垂直流等运动,连续不断地进行混合。

体积巨大——海水体积极大,它所拥有的多种成分的总量也十分巨大,外界的影响（如大陆径流等）很难使其相对组成发生明显的变化。

热容:

海水温度升高1K所吸收的热量。

单位:

（J/K）

比热容:

单位质量海水的热容。

单位:

J/（Kkg）

海水的比热容比空气的比热容大。

蒸发潜热:

对海气间热交换起重要作用。

蒸发使海洋失热

影响因素:

A.水气温差

B.大气中水汽垂直分布

C.风速

分布及变化:

（a）经向（南北）:

赤道蒸发量小（相对湿度大,风速小）高纬度海区小（温度低,水汽含量少）副热带和信风带海区大（气流下沉,空气干燥,气温高,风大）

（b）季节变化:

冬季最强（风速大,水汽压差大,水温高于气温,空气层结不稳）

位温:

把某一水样从任一深度以绝热方式提升到海面时所具有的温度,叫做位温。

海水、淡水结冰特点、原因:

1）有季风和海洋洋流的存在,使得海水能够进行热能量交换,从赤道流向两极的或者从两

极流向赤道的,海洋在总体上是相通的,四大洋他们是一个整体,热量有一定的平衡传递。

2）海水含盐度很高,降低了海水的冰点。

淡水结冰是在0度,含10‰盐度的水冰点为-0.5℃,而含35‰盐度的水冰点是-1.9℃。

地球上各大洋海水平均盐度为34.48‰,因此,海水的冰点在-1.9℃左右。

3）海水的最大密度不是在4℃,而是随盐度增加而降低。

它的降低速度比冰点随盐度增加而降低的速度快。

从下图可以看出,两条下降线相交于24.7‰盐度和-1.33℃的坐标上。

因为海水平均盐度是34.48‰,远远超过24.7‰,所以海水达到冰点时,尚未达到海水的最大密度因而海水的对流混合作用并不停止,大大妨碍了海水的结冰。

4）海底火山或者地壳运动带来的能量也是很大的。

热收支因素:

Qt=Qs-Qb+-Qe+-Qh

一、太阳辐射Qs。

太阳向地球放射的辐射是短波辐射

地球受热后向外放射的辐射是长波辐射

影响因素:

1、太阳高度h（太阳光线与地球观测点的切线之间的夹角）

2、大气透明度

3、天空中的云量、云状

随纬度的分布:

1）、全年总辐射能随纬度升高而减小;

2）、除赤道地区外,夏半年均高于冬半年,且差值随纬度升高而增大;

3）、经向梯度夏半年小于冬半年。

二、海面有效回辐射Qb

定义:

海面向大气的长波辐射与大气向海洋的长波辐射之差

影响因素:

A、海面水温

B、空气中的湿度

C、云量、云状

分布:

表面水温和海洋上层的相对湿度的日变化和年度变化相对较小,则Qb随纬度及季节变化小

三、蒸发潜热Qe

对海气间热交换起重要作用

蒸发使海洋失热

影响因素:

A.水气温差

B.大气中水汽垂直分布

C.风速

分布及变化:

P.78

（a）经向（南北）:

赤道蒸发量小（相对湿度大,风速小）高纬度海区小（温度低,水汽含量少）副热带和信风带海区大（气流下沉,空气干燥,气温高,风大）

（b）季节变化:

冬季最强（风速大,水汽压差大,水温高于气温,空气层结不稳）

四、感热交换Qh

海气温度不等,通过热传导也有热量传递。

有两个影响因素:

海面风速和海气温差

分布:

寒暖流区较强

季节变化:

冬季强,夏季较小

水温的变化

1、日变化:

日较差:

日最高温与最低温之差。

日变化:

很小,变幅不超过0.3oC。

影响因素:

主要因子是太阳辐射、潮流、内波等。

表层:

一峰一谷型;峰（14-15时）;谷（日出前后）

深层:

表层水温的日变化通过海水内部的热交换向深层传播。

变幅随深度增加而减小,位相则落后。

2、年变化:

年较差:

年最高温与最低温差。

表层受制于太阳辐射年变化。

赤道和极地海域年变幅小于1oC,最大值出现副热带海域8~9oC,寒暖流交汇处可达14、15oC。

北半球变幅大。

近海大于大洋。

表层以下水温的年变化,主要靠混合和海流等因子施加影响。

盐度分布特点:

1、水平分布:

表层

总特征:

基本上具纬线方向的带状分布特征,经向分布呈马鞍状;

寒暖流交汇区和径流冲淡海区等盐线密集;某些海域达0.2/km

盐度的最高与最低值多出现在大洋边缘的海盆中;

地中海、波斯湾、红海达39-43,波罗的海北部最低时只有3;

冬季盐度分布特征与夏季相似;

平均各大洋表层盐度,北大西洋最高（35.5）,南大西洋、南太平洋次之（35.2）,北太平洋最低（34.2）;

原因:

大西洋沿岸无高大山脉;洋流影响

2、水平分布:

深层

盐度差异随深度的增加而减小

在500m,整个大洋盐度水平差异约2.3,高盐中心移往大洋西部。

1000m约1.7;至2000m,0.6;深处几近均匀。

3、垂直分布:

赤道区:

均匀低盐层、盐度最大层—盐度跃层—盐度最小层、缓慢增加。

南强北弱

副热带海区:

均匀高盐层、盐度最小层….

极地海区:

层状分布的原因,大洋表层以下的海水都是从不同海区表层辐聚下沉而来的。

密度分布特点:

海水密度是海水T、S、P的函数

1、水平分布

表层:

取决于温度和盐度

沿经向从赤道向两极逐渐增大

深层:

密度水平差异减小。

2、垂直分布

主要取决于温度:

1）、随深度增加而不均匀的增大。

2）、低纬与主温跃层对应,出现密度跃层。

沿各纬度分布

与主温跃层相应。

热带表层海水密度小,密度跃层强度大,副热带表层海水密度增大,密度跃层强度相对减弱。

极锋向极一侧,不存在跃层。

（表面密度大）

个别海域形成浅而弱的密跃层。

（降水、融冰）

在浅海,随着季节性温跃层的生消也会存在密度跃层的生消过程。

3、变化

日变化:

微不足道。

深层有密度跃层存在时,受内波影响会有波动,但无普遍规律。

年变化:

与温度、盐度年变化有关,综合作用也导致了密度年变化的复杂。

多年长期变化:

存在,与气候变化有关系。

地球大气的铅直分层

根据铅直温度梯度的方向,将大气分成

对流层:

主要天气现象和过程都发生在这一层。

平流层:

几乎无天气现象,由于尘埃很少,大气透明度很高。

中间层:

到层顶降到-90oC。

是大气最冷的部分。

水汽极少,但高纬黄昏前后偶尔存在夜光云。

强烈铅直运动。

暖层、热成层:

温度日变化显著,还受太阳活动影响。

高纬度出现极光现象。

散逸层:

航空、火箭发射至这层才能脱离助推。

湿度:

大气中水汽含量。

衡量湿度的参量:

比湿:

单位体积大气中,水汽质量与总大气质量之比。

水汽压和饱和水汽压:

由水汽引起的压强称水汽压;达动态平衡时所具有的压强为饱和水汽压。

相对湿度:

空气中水汽压与饱和水汽压之比。

露点:

湿空气等压降温达饱和时的温度。

完全由水汽压决定。

温度露点差:

气温与露点温度的差,代表相对湿度。

气压带:

热带低气压区;副热带高压区;副极地低压区;极地高压区;

风带:

东南、东北信风;西风;极地东风

季风（monsoon）的定义:

季风是大范围盛行风向随季节有显著变化的风系。

主要是由于海陆温度对比的季节性变化和地球上行星风系的季节性南北移动所致。

亚、非和澳洲的热带和副热带地区为连成一片的全世界最大的季风区。

全球三个季风区:

印度季风区,东亚季风区,西非季风区。

季风的特点:

（1）盛行风向随季节的变化有很大的差别,甚至相反。

冬季盛行东北气流（华北-东北为西北气流）,夏季盛行西南气流,中国东部-日本盛行东南气流。

（2）两种季节各有不同的源地,因而气团性质有本质的不同。

冬季寒冷干燥,夏季炎热湿润。

（3）造成天气现象也有本质的季节性差异。

冬季干燥少雨,夏季湿润多雨,尤其多暴雨,在热带地区更有旱季和雨季的明显对比。

热带气旋（台风）

是发生在热带海洋上的一种具有暖心结构的气旋性涡旋,是达到一定强度的热带气旋。

世界各地称谓不同:

东太和大西洋称飓风,印度洋称热带风暴,南半球称热带气旋。

有明显季节变化特征,晚夏到初秋形成频率最大

西北太平洋:

7-10月为“台风季节”,9月最高

西北太平洋是全球唯一全年可观测到热带气旋活动的地区,也是特强台风（Vm>=50m/s）和超级台风（Vm>=65m/s）最易产生的地区。

台风的结构--气压场特征

极低的中心气压和极大的水平气压梯度。

温度场特征:

水平分布:

暖心

垂直分布:

扰动温度场上为暖心结构,对流层低层为一范围狭小的暖核,向上加宽,在250hPa附近最宽最暖;

水平结构:

外层区（台风外圈,大风圈）

云墙区（中圈,旋涡区,最大风速区）最强烈的对流和狂风暴雨就发生在这里;

眼区（内圈）:

风弱、干暖、少云,（10-60公里）,眼是热带气旋区别于温带气旋的主要特征之一

垂直结构:

低层流入层（3km以下,主要1km以下）:

气旋性流入,对应螺旋云带

中间上升气流层（3-8km）:

气旋性切向风速大,径向风速小,垂直气流强,对应云墙

高层流出层（8km以上）:

中心附近气旋式流出,外圈反气旋式流出