1. 海洋表層洋流
順洋流,順風可以節(jié)省能量和節(jié)省時間.
洋流
洋流又稱海流,海洋中除了由引潮力引起的潮汐運動外,海水沿一定途徑的大規(guī)模流動.引起海流運動的因素可以是風,也可以是熱鹽效應(yīng)造成的海水密度分布的不均勻性.前者表現(xiàn)為作用于海面的風應(yīng)力,后者表現(xiàn)為海水中的水平壓強梯度力.加上地轉(zhuǎn)偏向力的作用,便造成海水既有水平流動,又有鉛直流動.由于海岸和海底的阻擋和摩擦作用,海流在近海岸和接近海底處的表現(xiàn),和在開闊海洋上有很大的差別.
大洋中深度小于二三百米的表層為風漂流層,行星風系作用在海面的風應(yīng)力和水平湍流應(yīng)力的合力,與地轉(zhuǎn)偏向力平衡后,便生成風漂流.行星風系風力的大小和方向,都隨緯度變化,導(dǎo)致海面海水的輻合和輻散.一方面,它使海水密度重新分布而出現(xiàn)水平壓強梯度力,當它和地轉(zhuǎn)偏向力平衡時,在相當厚的水平層中形成水平方向的地轉(zhuǎn)流,;另一方面,在赤道地區(qū)的風漂流層底部,海水從次表層水中向上流動,或下降而流入次表層水中,形成了赤道地區(qū)的升降流.
大洋上的結(jié)冰,、融冰、降水和蒸發(fā)等熱鹽效應(yīng),造成海水密度在大范圍海面分布不均勻,可使極地和高緯度某些海域表層生成高密度的海水,而下沉到深層和底層.在水平壓強梯度力的作用下,作水平方向的流動,并可通過中層水底部向上再流到表層,這就是大洋的熱鹽環(huán)流.
大洋表層生成的風漂流,構(gòu)成大洋表層的風生環(huán)流.其中,位于低緯度和中緯度處的北赤道流和南赤道流,在大洋的西邊界處受海岸的阻擋,其主流便分別轉(zhuǎn)而向北和向南流動,由于科里奧利參量隨緯度的變化(β-效應(yīng))和水平湍流摩擦力的作用,形成流輻變窄,、流速加大的大洋西向強化流.每年由赤道地區(qū)傳輸?shù)降厍虻母呔暤貛У臒崃恐?有一半是大洋西邊界西向強化流傳輸?shù)?進入大洋上層的熱鹽環(huán)流,在北半球由于和大洋西向強化流的方向相同,使流速增大,;但在南半球則因方向相反,流速減緩,故大洋環(huán)流西向強化現(xiàn)象不太顯著.
大洋表層風生環(huán)流在南半球的中緯度和高緯度地帶,由于沒有大陸海岸阻擋,形成了一支環(huán)繞南極大陸連續(xù)流動的南極繞極流.
在大洋的東部和近岸海域,當風力長期地,、幾乎沿海岸平行地均勻吹刮時,一方面生成風漂流,發(fā)生海水的水平輻合和輻散,而出現(xiàn)上升流和下降流;另一方面因海水在近岸處積聚和流失而造成海面傾斜,發(fā)生水平壓強梯度力而產(chǎn)生沿岸流,就形成沿岸的升降流.
大洋西向強化流在北半球向北(南半球向南)流動,而后折向東流,至某特定地區(qū)時,流動開始不穩(wěn)定,流軸在其平均位置附近便發(fā)生波狀的彎曲,出現(xiàn)海流彎曲(或蛇行)現(xiàn)象,最后形成環(huán)狀流而脫離母體,生成了中央分別為來自大陸架的冷水的冷流環(huán)和來自海洋內(nèi)部的暖水的暖流環(huán).這是一類具有中等尺度的中尺度渦.此外,在大洋的其他部分,由于海流的不穩(wěn)定,也能形成其他種類的中尺度渦.這些中尺度渦集中了海洋中很大一部分能量,形成了疊加在大洋氣候式平均環(huán)流場之上的各種天氣式渦旋,使大洋環(huán)流更加復(fù)雜.
在海洋的大陸架范圍或淺海處,由于海岸和海底摩擦顯著,加上潮流特別強等因素,便形成頗為復(fù)雜的大陸架環(huán)流,、淺內(nèi)海環(huán)流,、海峽海流等淺海海流.
海流按其水溫低于或高于所流經(jīng)的海域的水溫,可分為寒流和暖流兩種,前者來自水溫低處,后者來自水溫高處.表層海流的水平流速從幾厘米/秒到300厘米/秒,深處的水平流速則在10厘米/秒以下.鉛直流速很小,從幾厘米/天到幾十厘米/時.海流以流去的方向作為流向,恰和風向的定義相反.
海流對海洋中多種物理過程、化學(xué)過程,、生物過程和地質(zhì)過程,以及海洋上空的氣候和天氣的形成及變化,都有影響和制約的作用,故了解和掌握海流的規(guī)律,、大尺度海-氣相互作用和長時期的氣候變化,對漁業(yè)、航運,、排污和軍事等都有重要意義.
2. 海洋表層洋流循環(huán)示意圖
阿拉伯海季風洋流流向可以用口訣來記——夏順東,,冬逆西。 成因:1.夏季,,由于南半球的東南信風隨太陽直射點的北移而越過赤道,,受地轉(zhuǎn)偏向力的影響形成西南季 風,阿拉伯海的表層海水在西南季風的作用下向東流,,呈順時針方向,。2.冬季,,主要是由于北半球的東北信風隨太陽直射點的南移,控制阿拉伯海地區(qū),,在東北信風的作用下,,海水向西流,呈逆時針方向,。
性質(zhì):阿拉伯海屬于季風區(qū),,全年受季風的控制,所以是季風洋流,,而且靠近赤道,,受赤道低氣壓帶的影響,性質(zhì)為暖流,。所以,,阿拉伯海的洋流為季風暖流。
3. 海洋表層洋流速度比較快的地區(qū)會出現(xiàn)什么情況
從加勒比海,、墨西哥灣開始,,橫跨大西洋流向寒冷的北極的灣流,,是世界第一大暖流,,它以每小時4海里的速度快速流動,其流量約相當于全世界河川流量總和的120倍,。
如果從灣流中僅提取4%的能量,,就可獲得大約10~20億瓦電,這相當于一座核電站的輸出功率,。著名的黑潮是世界第二大暖流,。它由北赤道發(fā)源,經(jīng)菲律賓,,緊貼我國臺灣東部進入東海,,然后經(jīng)琉球群島,沿日本列島的南部流去,,于東經(jīng)142°,、北緯32°附近海域結(jié)束行程。黑潮總行程達6000千米,,平均流寬度150千米,,平均流厚度300~400米,最大流速可達6~7節(jié),,比普通機帆船還要快,,流量超過世界所有河流總流量的20倍。
4. 海洋表層洋流的主要動力
洋流流向的判斷方法:
1,、根據(jù)洋流分布與氣壓帶,、風帶之間的內(nèi)在聯(lián)系判斷,。
2、根據(jù)等溫線判斷,,等溫線凸出的方向就是洋流的流向,。
3、一般情況下,,由高緯向低緯流的是寒流,;由低緯向高緯流的,或水溫高于所經(jīng)海區(qū)的洋流是暖流,,唯一例外的是,,夏季北印度洋的索馬里寒流,雖然是由低緯流向高緯,,但卻是寒流,。
4、特定環(huán)境:密度流的流向取決于表層海水海區(qū)的氣候特征和地理環(huán)境,。
洋流的流向規(guī)律:
1,、在熱帶和副熱帶海區(qū)的低中緯度的洋流環(huán)流,除印度洋北部(大約南緯10°以北)為季風洋流外,,在南北半球都形成了以副熱帶為中心的反氣旋型大洋環(huán)流,,在北半球呈順時針方向流動,在南半球呈逆時針方向流動,。
2,、在北半球中高緯度的洋流環(huán)流,是氣旋型洋流環(huán)流,,呈反時針方向流動,。
3、南極大陸外圍的西風漂流(也稱西風寒流,、西風環(huán)流),,在南緯40°附近的西風帶內(nèi),自西向東環(huán)繞南極大陸流動,。
4,、北印度洋的季風洋流,因季風影響,,冬季呈反時針方向流動,,夏季呈順時針方向流動。
5. 海洋表層洋流分布圖
人們可以根據(jù)以下性質(zhì)來判斷洋流的方向和性質(zhì):
1.根據(jù)洋流分布與氣壓帶,、風帶之間的內(nèi)在聯(lián)系判斷,; 2.等溫線凸出的方向就是洋流的流向; 3.由高緯向低緯流的是寒流,由低緯向高緯流的或水溫高于所經(jīng)海區(qū)的洋流是暖流.,; 4.密度流的流向取決于表層海水海區(qū)的氣候特征和地理環(huán)境.
洋流的概念
洋流又叫海流,。它和周期性地改變著自己的流速和流向的潮流不同,,而是具有相對穩(wěn)定流向的海水流動。洋流可以是一支淺而狹窄的水流,,僅僅沿著海洋表面流動,;也可以是一股深而廣闊的洪流,攜帶著數(shù)百萬噸海水前進,。洋流的性質(zhì)可以分為比流經(jīng)海區(qū)水溫高的暖流和比流經(jīng)海區(qū)水溫低的寒流,。寒、暖流的劃分是以相對溫度為準的,,所以寒流的實際溫度不一定都比暖流低,;反之,暖流的溫度也不一定都比寒流高,。洋流既分布于海洋的表層,,構(gòu)成大洋中的環(huán)流系統(tǒng)(即表面環(huán)流),又分布于海洋的深層,,構(gòu)成深層海洋環(huán)流,。根據(jù)洋流的流動性質(zhì)可以區(qū)分為加速度為零的穩(wěn)定海流,以及速度,、方向不斷變化的非穩(wěn)定流,。一般所說的洋流,都是指穩(wěn)定流,。洋流具有很大的規(guī)模,,是促成不同海區(qū)間,大規(guī)模水量,、熱量和鹽量交換的主要因子,對氣候狀況,、海洋生物,、海洋沉積、交通運輸?shù)确矫?,都有巨大影響?/p>
洋流的成因主要有:大氣運動和行星風系,、密度差異、流體的連續(xù)性形成的補償作用,、陸地的形狀和地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的地轉(zhuǎn)偏向力,。其中,盛行風是形成洋流的主要動力,,但是,,在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下,風海流的流向并不與風向完全一致,。
順便指出,,洋流的流向是指洋流流去的方向,,這與風向的概念正好相反,風向指風吹來的方向,。洋流的流速是指單位時間內(nèi)洋流流動的距離(厘米/秒),。海洋學(xué)中,洋流的速度常用“節(jié)”來表示,。每小時移動1海里叫做1節(jié),。l海里等于1.852千米,所以,,1節(jié)大約等于52厘米/秒,。
6. 海洋表層洋流分布圖簡圖
北半球海洋中的水以順時針方向流動。北半球是指地球赤道以北的地區(qū),。在這個半球內(nèi),,陸地占39.3%,海洋占60.7%,。北半球的冬季通常是12月至2月,,夏季通常是6月至8月,與南半球四季相反,。
北半球溫帶地區(qū)分布最廣的兩種氣候分別是:溫帶大陸性氣候和亞寒帶針葉林氣候,。全部位于北半球的有北美洲和歐洲。北極在冬天會遇到太陽連續(xù)一日或以上都在地平線以下的情況,,稱為極夜,;夏天則會遇到太陽連續(xù)一日或以上都在地平線以上的情況,稱為極晝,。這種情況在北極圈內(nèi)至少約持續(xù)一日,,接近極端的區(qū)域則能持續(xù)至幾個月。
7. 海洋表層洋流的動力主要來自
盛行風是洋流的主要動力,。
風力作用下,,盛行風吹拂海面,推動海水隨風向前運動,,形成大規(guī)模洋流,,此類洋流也叫做風海流。世界大洋表層洋流,,大多屬于風海流,。
盛行風的吹拂,其他地轉(zhuǎn)偏向力,、海陸分布,、海底地形、海水密度和溫度、大陸邊緣輪廓等,,都是影響洋流運動方向的原因,。
就是說,洋流的成因主要有大氣運動和行星風系,、密度差異,、流體的連續(xù)性形成的補償作用、陸地的形狀和地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的地轉(zhuǎn)偏向力,。
8. 海洋表層洋流分布規(guī)律
深海環(huán)流=溫鹽環(huán)流.
溫鹽環(huán)流(英文:thermohaline circulation,、縮寫:THC),又稱「輸送洋流」,、「深海環(huán)流」等,,是一個依靠海水的溫度和含鹽密度驅(qū)動的全球洋流循環(huán)系統(tǒng)。這個系統(tǒng)的運作現(xiàn)況是,,以風力驅(qū)動的海面水流如墨西哥灣暖流等將赤道的暖流帶往北大西洋,,暖流在高緯度處被冷卻后下沈到海底,這些高密度的水接著流入洋盆南下前往其他的暖洋位加熱循環(huán),,一次溫鹽循環(huán)耗時大約1600年,,在這個過程中洋流運輸?shù)牟粏问悄芰浚囟?/ 熱能),當中還包括地球固態(tài)及氣體資源等,,不過溫鹽環(huán)流最受人類關(guān)注的是其全球恒溫的功能,。溫鹽環(huán)流推測主要是由於北大西洋及南冰洋之間的鹽分及溫差對流而觸發(fā)的。
概觀
深海中的洋流主要是依仗密度的差額來驅(qū)動,,并且潮汐現(xiàn)象引發(fā)的洋流運動亦會對深海洋流帶來顯著的影響,。至於表面的洋流帶會因為密度的差異而與其他的水域劃清界線。暖流會膨脹致使密度下降,,高濃度的鹽則會填補水分子間的空隙導(dǎo)致密度上升,,低密度的水會浮在高密度的上方。當高密度的水先形成,,分層形態(tài)并不穩(wěn)定的,,為了均衡其密度分布,不同密度的水會相互產(chǎn)生對流,,提供了深海洋流的動能。
深層水的形成
高密度的水幾乎都集中在北大西洋及南冰洋下沈至海底深處的洋盆,,在這些極地的洋域,,表面洋帶的水都會因為寒風吹襲而冷卻,這些風不單帶動表面洋帶移動,,所引起的乾濕溫差還會構(gòu)成大規(guī)模的海水蒸發(fā),,加速水溫下降,這個現(xiàn)象被稱為蒸發(fā)冷卻,類似人體在濕熱的環(huán)境下排汗降溫的原理,。由於被蒸發(fā)走的是純水的分子,,海水中的鹽度會相對地上升。另海洋上冰的構(gòu)成亦對海鹽的濃度帶來不可忽視的影響,,由於純水的凝固點是攝氏0度,,比鹽水的零下1.8度要高,因此純水往往會比咸水優(yōu)先結(jié)冰,,增加了的鹽度減弱了海水凝固的速度,,如此寒冷的濃鹽水會被包含在海冰的蜂巢狀之結(jié)構(gòu)中,當中的濃鹽水逐漸地反過來熔解覆蓋著它的冰層,,最后將一部分冰塊從母冰塊分裂出并下沈,,這個過程叫做海水排斥。水溫和鹽度這兩大因素加起來導(dǎo)致海水的密度增大,。
深層水的動態(tài)
挪威海是這個系統(tǒng)主要進行蒸發(fā)冷卻及洋帶下沈的場地,,在此處下沈的水被稱為「北大西洋深層水」(North Atlantic Deep Water,英文縮寫:NADW),。NADW充滿著洋盆并沿著連接格林蘭島,、冰島及大不列顛海底巖床的裂隙溢流向南方。接著極緩慢地流入大西洋深海平原,,繼續(xù)向南方推進,。繞過南非后寒流帶會一分為二,一部分的水會前往印度洋在該處涌升將寒流帶到,,另外一部分部分經(jīng)歷最長的一個周期的洋流最終會抵達北太平洋,,受到淺而狹窄的白令海峽阻塞然后因為受熱上涌變回暖流繼而循環(huán)。
「南極底層水」(Antarctic Bottom Water,,英文縮寫:AABW)在威德爾海以冰塊的海水排斥作用下沈并流向北方的大西洋洋盆,,由於其密度比NADW更高所以AABW實際上潛流在NADW之下。它原本向西太平洋的旅程在德雷克海峽受阻繼而沿著南美洲東岸的圭亞那洋盆向大西洋赤道進發(fā),。
9. 海洋表層洋流速度較快的地區(qū)
有的,,黑海有洋流。事實表明,,當夏天到來,,綠松石一般的色調(diào)就會現(xiàn)身黑海。這些便是黑海中大量飄浮的浮游植物快速增長的證明,。而奇怪的紋理則是海中的洋流,。它們正攜帶著浮游植物四處擴散。
黑海的地形特殊,,它是一片被大陸圍繞的內(nèi)海,,僅通過一條狹窄的海峽與地中海相連。同時,像多瑙河和第聶伯河這樣的河流將沿岸豐富的營養(yǎng)物質(zhì)運往黑海,。這使得黑海的水質(zhì)有富營養(yǎng)化趨勢,。
一般來說,正常的浮游植物生長會給魚類,,貝類和其他海洋生物提供食物,,這是非常正常的生態(tài)系統(tǒng)過程。但是浮游植物的大量爆發(fā)可不是什么好事情,,它們大量占據(jù)海面,,會使得水中含氧量降低,從而導(dǎo)致大量海洋生物死亡,。
在黑海中發(fā)現(xiàn)的一種浮游植物有白色碳酸鈣外殼,,當它們大量繁殖時,會形成明亮的乳白色水流,,在太空中都能看得到,。美國宇航局的海洋科學(xué)家諾曼·庫寧表示,黑海的浮游植物爆發(fā)是非常常見的事,,但是今年黑海衛(wèi)星觀測到的黑海浮游生物反射率似乎與其他年份有點不一樣,。在他看來,今年的綻放是繼2012年以來最讓人印象深刻的一次,。