厦门大学海洋科学导论ppt课件

1、假设假设定常，定常，=const，海区宽阔；海区宽阔；Kz=const，程度，程度压强梯度力为压强梯度力为0+边境条件边境条件恒定风，只沿恒定风，只沿y轴方向吹轴方向吹h,深海风海流1sin20zyKV sin0127.00WV)sin( 20zazzKaeVV北半球指向风向阅历公式W为风速W V02随z 指数衰减，流向(45+az)右偏北3 VD=0.043V0流向与表层流向相反sinzKaDsin3 .4WD 阅历公式W Dh有限,浅海风海流1表层流向仍偏向风向的右方(北)，水深越小，右偏的角度就越小2Vz随z 而减小，流向仍向右偏(北)A右方45 ,南半球左方45 风海流B 深海划分的规

2、范：h/D2sin3 .4WD 计算时应先判别即使海区的水深h固定，也随风速的大小可作浅海处置，也可作深海处置C 海水体积运输风海流的副效应在岸边构成堆积或流失，从而构成上升、下降流、倾斜流20DVMx 深海：风向右方度北，南半球相反浅海：风向右方，但小于度北风向左方，小于度南半球Southern HemisphereCharacters of the upwelling1 夏季高雄水位比汕头高0.2m，高雄与汕头之间的间隔为360km，=23，求地转流流速并作图以箭号表示流向。smtggv/096. 0 103602 . 023sin107.329.8 sin235-解：2 设台湾以东24N

3、海区有三个观测站如以下图，AB相距20km，BC相距20km，根据实测的温盐算得各站各深度处海水的当场比体积(s,t,p)如下表。知2000m深处的等压面是零面，求(1)B站海面比A站海面高多少？(2)1500m深处的地转流流速？(3) 100m深处的地转流流速？(4)50m深处的地转流流速? (5)表层的流速。各个流向分别用箭号表示于图中 表 当场比体积(m3/kg)ABC0MPa0.5MPa1MPa2MPa5MPa10MPa15MPa20MPa计算步骤：(1)划分计算的层次(2)假设一个适当的零面(3)求出hP-PN(三步近似)(4)求Vp(5)作图解：)(9108900 101050)9

4、735097330(50)9733097330(100)9732297328(300)9731797323(500)9731097319(500)9730297308(500)9729897298(g1 )(144871200cmgpgHiAiiBiBAMPa(1)(2)01500000sin20)(120152015112015处地转流流速为mvHLHgvpgHBCBCMPaBAMPaBAiAiiBiBAMPa3 .61/96. 0/46. 024sin103 . 721020105400sin2/84. 024sin103 . 721020109900sin2105400 1010100)

5、9732897330(300)9732397327(500)9731997324(500)9730897311(500)9729897298(g1 )(1109900 1010100)9732297328(300)9731797323(500)9731097319(500)9730297308(500)9729897298(g1 )(11111153420115342011448512014485120122CBMPaBAMPaCBMPaBAMPaMPaCBCBMPaCBMPaBABAMPaBAMPaiBiiCiCBMPaiAiiBiBAMPavvarctgsmvvVsmggLHgvsmggL

6、HgvgpgHgpgH(3)ABCv1MPaBAv1MPaCBv1MPa(4) 50m的流速与100m的流速是一样的(5)5 .58/87. 0/46. 0/75. 0000000022CBMPaBAMPaCBMPaBAMPaMPaCBMPaBAMPavvarctgsmvvVsmvsmvABCv0MPaBAv0MPaCBv0MPa地面上的风带90N60N30N0N30S90S60S极地高压中纬低压副热带高压赤道低压副热带高压中纬低压极地高压fp极地东风带(东北)西南风东北信风东南信风西北风极地东风带(东南)1.赤道无风带2. 信风带3. 盛行西风带4. 极地东风带fpfpfpfpfpGyres

7、 flow clockwise in the northern hemisphere and counterclockwise in the southern hemisphere. 在一個理想海洋中，風生海流理論上應有的環流型態。摘自Stowe, K. (2019) Exploring Ocean Science, 2th ed.。 一大洋环流的成因一大洋环流的成因(Cause of Circulation) (1). 西向强化实际(Western Intensification Theory)： In the North Atlantic and North Pacific the cur

8、rents flowing on the western side of each ocean tend to be much stronger and narrower in cross section than the currents on the eastern side. 科氏参量随纬度变化。(2). Stommel 实际： 1948,风应力、铅直湍切应力及科氏力等的平衡关系。 将大洋视为等深矩形风应力随纬度变化。1、风生大洋环流、风生大洋环流(Wind Driven Circulation )三种科氏参量情况下的解结果：(3). Munk实际： 1950,思索均质大洋边境侧向摩擦力

9、 作用，将北太平洋为三角形，得到与实测海流类似的结果。大洋环流的一种模型(Munk,1950) 由温、盐变化引起的环流。 相对而言，在大洋中下层占主导位置。大洋主温跃层稳定性： 低纬海区有净的热输入，阐明深层有冷水上升，有效阻止热量从外表向下分散。使跃层深度坚持稳定。世界大洋的表层环流(二).大洋上层环流的分布(Distribution of Sea Surface Circulation) 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境流都非常强大，而南半球那么较弱b.印度洋南部环流特征与南太、南大西洋环流型类

10、似，北部为季风型环流，冬夏半年环流方向相反c.南半球高纬海区，与西风带相对应为强大的自西向东的绕极流，而在接近南极大陆尚存在一支自东向西的绕极风生流cyclonal circulation Anticyclone circulation Anticyclone circulation 3. Characters of Series of Surface Circulation 大洋表层环流各流系的特征3.1 Equatorial current (赤道流系)3.2 West boundary current (西边境流)3.3 West wind drift (西风漂流)3.4 East bo

11、undary current (东边境流)3.5 Polar circulation(极地环流) 3.6 Subtropical convergent zone(副热带辐聚区)4. Undersurface circulation (大洋表层以下的环流) 3.1 Equatorial current (赤道流系赤道流系) 南、北赤道流(South/North equatorial current) 赤道逆流(Equatorial counter current) 赤道潜流(Equatorial latent current)探求赤道潜流的奥妙探求赤道潜流的奥妙3.2 West boundary

12、 current (西边境流西边境流) 1. 大洋西侧沿大陆坡从低纬向高纬的强流。包括太大洋西侧沿大陆坡从低纬向高纬的强流。包括太平洋黑潮平洋黑潮(Kuroshio Current)和东澳流和东澳流(East Australia Current)，大西洋湾流，大西洋湾流(Gulf Stream)和巴和巴西流西流(Brazil Current)，印度洋莫桑比克流。是反气旋，印度洋莫桑比克流。是反气旋环流一部分，赤道流的延续。与近岸水相比，具有高环流一部分，赤道流的延续。与近岸水相比，具有高温、温、 高盐、高水色和透明度大等特征。北强南高盐、高水色和透明度大等特征。北强南弱。弱。 This ima

13、ge is part of the Poupard version of the Franklin-Folger Gulf Stream Chart printed Maritime Observations (1786). The Gulf Stream is the black/grey region along what is now the U.S. East coast.This is a sea surface temperature image from the AVHRR showing an average of all of the data for the year of

14、 2019. The red-orange streak of 28 C to 30 C water shows the Gulf Stream.This is a sea surface temperature image from the AVHRR showing an average of all of the data for the month of July 2019. 2. 湾流(Gulf Stream) 西邊界流在沿海洋西岸陸棚北上時往往會發生蛇行現象(Meandering)，當蛇行蜿蜒擺盪的振幅過大時，往往便會將西方邊界流近岸一側的冷水捲入外海側的暖水域中，或是暖水突入近岸

15、之冷水域中，因此分別构成反鐘向旋轉的冷水環(Cold Ring) 或是順鐘向旋轉的暖水環(Warm Ring)，也有人將水環稱為渦旋(Eddy)。 佛罗里达流与安的列斯流集合处视为起点。北上经1200km，到哈特拉斯角，又离岸向东，直到45W附近的格陵兰滩以南，行程2500km。然后转向东北，横越大西洋北大西洋流。湾流在海面宽度100150km，表层最大流速2.5m/s，最大流速偏在流轴左方，沿途流量不断增大，影响深度可达海底。 沿著灣流流軸上具有許多蛇行狀的蜿蜒構造，這些構造在跨越流軸方向上之擺盪振幅愈往北越大 擺盪振幅過大時便會產生水環或是渦旋。 湾流方向左侧为高密冷水，右侧低密暖水，程度

16、温度梯度高达10C/20km。等密线倾斜渗达2000m以下。绝大部分达海底。有弯曲景象，流轴弯曲足够大，与主流分 离，在南侧构成气旋式冷涡，在北侧那么构成反气旋式暖涡。空间特征尺度为数百千米，有时存在几年，沿湾流相反方向挪动。 3. Kuroshio Current (黑潮黑潮) 菲律宾群岛东侧北上，主流从台湾东侧经台湾和与菲律宾群岛东侧北上，主流从台湾东侧经台湾和与那国岛之间水道进入东海，沿陆坡向东北方向流动。到那国岛之间水道进入东海，沿陆坡向东北方向流动。到九州西南方一部分向北层对马暖流，经对马海峡进入日九州西南方一部分向北层对马暖流，经对马海峡进入日本海。在此之前也有一部分进入黄海称黄海

17、暖流，具有本海。在此之前也有一部分进入黄海称黄海暖流，具有风生补偿流特征。黑潮主干经吐噶喇海峡进入太平洋，风生补偿流特征。黑潮主干经吐噶喇海峡进入太平洋，沿日本列岛流向东北。在沿日本列岛流向东北。在35N附近分两支：主干转向附近分两支：主干转向东流直到东流直到160E，称黑潮延续体，一支在，称黑潮延续体，一支在40N附近与亲附近与亲潮潮(Oyashio Current)集合转向东流汇于黑潮延续体，集合转向东流汇于黑潮延续体，横过太平洋。横过太平洋。3.3 West wind drift (西风漂流西风漂流)Oyashio CurrentCanary Current1. 北太平洋漂流(North Pacific drift)2. 北大西洋漂流(North Atlantic drift)3. 南极绕极流(Antarctic Circumpolar Current)l 在西风漂流区内存在明显的温度经线方向梯度大洋极锋l 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 (东边境流东边境流) 太平洋的加利福尼亚流太平洋的加利福尼亚流(Calif