海洋中的波动现象分解PPT课件

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1、1.南半球某支风生海流表层流向向东，问在该洋表面上理应吹什么方向的风？并以羽状箭号表示。 西北风2. 设北太平洋的西风漂流是由78级(风速17m/s)的西南风引起的，求此海流表层流速和流向，若有某种浮游植物从北海道近海沿西风漂流漂到美国西岸附近需时多长？（设北海道至美国西岸的距离为7100km,纬度为40N）解： 北太平洋很深，可当无限深海漂流来处理45)( 5 .305)(26394052269. 0107100/269. 040sin170127. 0sin0127. 0300daysVstsmWV3 图(a)，(b)为南半球某深海区；(c)，(d)为南半球某浅海区，请以箭号把流的情景表示

2、出来。以 表示漂流；以 表示水体运输，以 表示倾斜流，并指出岸边是否存在升降流。 (a) 不存在上升、下降流存在上升流(b)存在下降流(c)(d)存在下降流 风生环流理论(Wind Driven Circulation )（大洋上层环流）和热盐环流理论(Thermohaline Circulation )(大洋中下层环流） 大洋上层水平环流总特征a.太平洋、大西洋 绕副热带高压顺时针方向绕中纬低压逆时针方向北半球：2个南半球：1个绕副热带高压逆时针方向两大洋北半球的西边界流都非常强大，而南半球则较弱b.印度洋南部环流特征与南太、南大西洋环流型相似，北部为季风型环流，冬夏半年环流方向相反c.南半

3、球高纬海区，与西风带相对应为强大的自西向东的绕极流，而在靠近南极大陆尚存在一支自东向西的绕极风生流黑潮亲潮北大平洋流加利福尼亚流北赤道流赤道逆流南赤道流东澳流秘鲁海流南太平洋流阿拉斯加流北赤道流南赤道流赤道逆流加那利流本格拉流巴西流南大西洋流湾流南极绕极流组成特征赤道流系南、北赤道流赤道逆流赤道潜流a)南北不对称b)赤道流主要水文特征：高温、高盐、高水色及透明度大赤道逆流：高温、低盐（大量降水）c) 存在赤道潜流（克伦威尔流）西边界流太平洋的黑潮、东澳流大西洋的湾流、巴西流印度洋的莫桑比克流a)是南北赤道流的延续b)与近岸海水相比，具有赤道流的高温、高盐、高水色和透明度大等特征西风漂流北太平洋

4、流、北大西洋流和南半球的绕极流界限：向极一侧以极地冰区为界，向赤道一侧到副热带辐聚区为止a)在西风漂流区内存在明显的温度经线方向梯度大洋极锋b)寒暖流交汇区为著名的渔场，如北海道渔场（黑潮和亲潮）、纽芬兰渔场（湾流和拉布拉多寒流）3.4 East boundary current (东边界流东边界流) 太平洋的加利福尼亚流(California Current)、秘鲁流(Peru Current)，大西洋的加那利流(Canary Current)、本格拉流(Benguela current)，印度洋的西澳流(West Australia Current)，都是寒流。他们的流幅宽、流速小、影响深

5、度浅，水色低、透明度小。上升流是东边界流海区的一个重要水文特征。 Canary CurrentWest Australia CurrentThe currents that flow poleward and equatorward on the West and East sides of the gyre, respectively, are known as Boundary Currents, eastern and western. Each of these current types has well known characteristics. 3.5 Polar circul

6、ation (极地环流极地环流) 北冰洋中的环流：从大西洋进入的挪威流及一些沿岸流。加拿大海盆为一巨大反气旋式环流，从楚奇科海穿越北极到达格陵兰海，部分西折，部分汇入东格陵兰流，把大量的浮冰携带进入大西洋。 南极海区环流：南极大陆边缘一个很窄范围内，极地东风作用，形成一支自东向西绕南极大陆边缘的小环流，称为极地东风环流。与南极绕极流间，形成南极辐散带(Antarctic divergent zone)。与南极大陆间形成海水沿陆架的辐聚下沉，即南极大陆辐聚区(Antarctic convergent zone)，亦是南极陆架表层海水下沉的动力学原因。 Circum-Antarctic curre

7、nts3.6 Subtropical convergent zone (副热带辐聚区副热带辐聚区) 反气旋大环流的中间海域，流向不定，流速甚小。表层海水辐聚下沉副热带辐聚区，把大洋表层盐度最大、溶解氧含量高的温暖水带到表层以下，形成次表层水。 海水辐聚下沉，悬浮物少，具有世界上最高的水色和最大透明度，“海洋沙漠”。副热带辐聚区南北半球反气旋式大环流的中间海域a)流速小b)世界大洋最高的水色和最大透明度，也是生产力最低的地方副热带辐聚区副热带辐聚区副热带辐聚区副热带辐聚区NPSPNASATime series of the monthly mean area (km2) with surface

8、 chlorophyll less than or equal to 0.07mg chl/m3between 545 N/S latitudeNP,decemberNA,decemberSP,AugustPolovina J.J., GRL, 2008. 所有的生物所有的生物“沙漠沙漠”都在扩大。其增都在扩大。其增大的面积达到大的面积达到660万平方公里，即比原万平方公里，即比原有面积增加了有面积增加了15%。4. Undersurface circulation (大洋表层以下的环流) (1) Movement and distribution of subsurface water（次表

9、层水） 介于表层水(Surface water)与大洋主温跃层(Main Thermocline)之间；副热带海域表层水下沉而成；高温高盐；大部分水体流向低纬一侧，沿主温跃层散布，少部分流向高纬一侧(2) Movement of intermediate water(中层水) (a) 南极辐聚和西北辐聚区海水下沉形成，约在800-1000m，带有源地的低盐特征 (b) 地中海、红海-波斯湾水等溢出的高盐中层水（3）Movement of bottom water（底层水）（底层水） 具有最大的密度，主要来源于威德尔海、罗斯海，其次是格陵兰海与挪威海（4） Movement of deep wa

10、ter(深层水深层水)介于中层水与底层水之间，约在2000-4000m，由北大西洋格陵兰南部的上层海洋形成。贫氧是深层水主要特征。SN(1)(2)(3)(4)(1)(2)(3)(4)全球溫鹽環流分佈圖。深海中氧氣之主要供應者是北大西洋深層水北大西洋深層水 (NADW)。NADW是由挪威海下沈的海水以及由巴芬灣(Baffin Bay) 和由地中海流出的海水所共同組成的，這些海水然後流入南大西洋，其流量約為 20 SV(1 SV=106 m3/sec)。這些南流的深層海水在南極附近又再被冷卻，然後再流入印度洋以及太平洋的各個深海盆內。隨後這些深層海水又在廣大的海域內經由湧升效應再重返海洋表層。北太

11、平洋在低緯地區則有較暖、較低鹽的表層海流會將多出的水量送回大西洋，大約有8.5SV的海水穿越亞澳地中海進入印度洋(稱為Indonesia Through Flow)，然後其流量逐漸增加，抵北大西洋時此流之流量已增為18.5 SV。太平洋有少量的水會經由Drake Passage進入大西洋，另外有1.5 SV會經由白令海峽(Bering Strait)進入大西洋，至少有0.1SV的水會以水汽型態穿越巴拿馬地峽(Isthmus of Panama)由大西洋進入太平洋。 Cold surface water sinks to the seafloor in the North Atlantic Oc

12、ean, then flows south to be further cooled by the Antarctic Bottom water formed in the Weddell Sea. This deep water moves eastward around Antarctica, feeding into the surface layer of the Indian Ocean and also into the deep basins of the Pacific Ocean. A return flow of surface water from the Pacific

13、 and Indian oceans flows north to replace the surface water in the North Atlantic Ocean.后天描绘的地球陷入冰河时期、灾难袭来的末世景象 the yellow arrows outline the paths of the major geostrophic or surface water currents in the ocean; the green arrows show the general path of the thermaohaline, or deep water currents. No

14、te that the two are connected in the North Atlantic and in the South Atlantic where surface waters become dense and sink.5、大洋水团(water mass)表层水(surface water)：富溶解氧、高温次表层水(subsurface water) ：高盐、相对高温中层水(intermediate water) ：低盐；高盐中层水：地中海、红海深层水(deep water)：贫氧底层水(bottom water)：最大的密度AABWAAIWNADWAAIW: AABW:

15、 NADW: 沿大西洋南北纵断面上几种水团的分布情形摘自Stowe, K. (1995) Exploring Ocean Science, 2th ed.。AABW-南极底层水AACP-南极绕流AAIW-南极中层水NADW-北大西洋深层水CW-中央水团沿太平洋洋南北纵断面上几种水团的分布情形摘自Stowe, K. (1995) Exploring Ocean Science, 2th ed.。中国海环流(Circulation of China sea) 1. 东中国海环东中国海环流流(Circulation of East China sea)2. 黑潮分支与黑潮分支与主要作用主要作用(Br

16、anch of Kuroshio and its effect)第六章 海洋中的波动现象海洋的恬静瞬间汹涌的海浪拍打着岸礁海面大浪Its shape includes a crest(波峰波峰) or peak, and a trough（波谷）（波谷）, or lowest water level.波长波长 wavelength ,L() : the distance between two crests or two troughs.波高波高wave height, H : the vertical distance between the water level at crest and

17、 trough.周期周期Wave period,T: the amount of time for one wave to pass (crest to crest).I波浪要素波速波速Wave speed, c : c= /T频率频率Wave frequency, f: number of waves that pass per minute f= 1/T 波陡波陡Wave steepness, = H/振幅振幅 Amplitude, a：one half the wave height波峰线波峰线crests：波向线波向线wave ray：波峰线波向线波向线Sketch of the re

18、lative amounts of energy as a function of wave frequency in ocean waves. The top line (green) gives the classification based on period, the line below (gold) the classification based on the wave-generating force, and the bottom line (blue) the classification based on the restoring force.周期周期诱发力诱发力恢复

19、力恢复力波浪类型小振幅波(a 有限水深h 浅水区h (wavelength)Shallow water waves(浅水波):h 1/20Transitional waves: 1/20 h1/2 Gravity wave of small amplitudeWave of Finite Amplitude黑潮亲潮北大平洋流加利福尼亚流北赤道流赤道逆流南赤道流东澳流秘鲁海流南太平洋流阿拉斯加流北赤道流南赤道流赤道逆流加那利流本格拉流巴西流南大西洋流湾流南极绕极流The currents that flow poleward and equatorward on the West and Eas

20、t sides of the gyre, respectively, are known as Boundary Currents, eastern and western. Each of these current types has well known characteristics. 4. Undersurface circulation (大洋表层以下的环流) (1) Movement and distribution of subsurface water（次表层水） 介于表层水(Surface water)与大洋主温跃层(Main Thermocline)之间；副热带海域表层水

21、下沉而成；高温高盐；大部分水体流向低纬一侧，沿主温跃层散布，少部分流向高纬一侧(2) Movement of intermediate water(中层水) (a) 南极辐聚和西北辐聚区海水下沉形成，约在800-1000m，带有源地的低盐特征 (b) 地中海、红海-波斯湾水等溢出的高盐中层水（3）Movement of bottom water（底层水）（底层水） 具有最大的密度，主要来源于威德尔海、罗斯海，其次是格陵兰海与挪威海（4） Movement of deep water(深层水深层水)介于中层水与底层水之间，约在2000-4000m，由北大西洋格陵兰南部的上层海洋形成。贫氧是深层水主要特征。AABWAAIWNADWAAIW: AABW: NADW: 波速波速Wave speed, c : c= /T频率频率Wave frequency, f: number of waves that pass per minute f= 1/T 波陡波陡Wave steepness, = H/振幅振幅 Amplitude, a：one half the wave height波峰线波峰线crests：波向线波向线wave ray：波峰线波向线波向线