自然地理第四章 1~5节

第四章水文

第四章海洋和陆地水概念水文：指在自然环境中，水的各种现象的发生、发展及其相互关系和规律性。水体：是指以一定形态存在于自然地理环境中的水的总称。如大气中的水、江河湖海的水、冰川、地下水、生物有机体中的水等等。第一节地球水循环与水量平衡

一、地球上水的分布水圈组成：海洋水、河流、湖泊、沼泽水、大气水、冰川和永久雪盖、地下水、土壤水、生物水、永冻土底冰等。海洋水占主体。二、水循环与水量平衡1.水循环定义：地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力的作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗与径流等环节，不断地发生相态转换和周而复始的过程。2.水循环的过程海洋土壤水分储蓄河川径流降水陆面蒸发蒸发地下径流下渗地下水储蓄地表径流壤中径流植物截留下渗毛管水渗透降水降水云云水汽输送水面蒸发河川储蓄植物散发土壤蒸发地下水蒸发3.水循环的特点涉及了大气圈、水圈、土壤圈、生物圈、岩石圈五大圈层。服从质量守恒定律太阳辐射和重力作用是基本动力。是一个动态的、开放的系统。是一个复杂系统，分为海陆大循环和海上小循环、陆地小循环系统、区域水循环系统。4.水循环的意义更新水体。影响天气和气候改变地貌。维持生态平衡。提供资源再生。水量平衡1.定义：指任意选择的区域，在任意时段内，其收入的水量和支出的水量之间的差额等于该时段区域内蓄水的变化量。它是水循环的数量表示。水量平衡是水循环的数量表示。降水、蒸发和径流是水循环的三个重要环节，降水量、蒸发量和径流量则是水量平衡的三个重要因素。全球水量平衡方程大陆降水量+海洋降水量=大陆蒸发量+海洋蒸发量海洋水量平衡方程海洋降水量+入海径流量-海洋蒸发量=海洋蓄水变化量。陆地水量平衡方程降水量-蒸发量-地表径流量-地下径流量=蓄水变化量。全球降水与蒸发的纬度变化规律第二节海洋起源与海水理化性质第二节海洋起源与海水理化性质一、海洋的起源关于海洋起源的假说1.洋壳是原生的，在地球形成初期就已存在。原始大气中的氢、氧化合成水，水蒸气逐步凝结下来并形成海洋2.海底扩张学说。二、世界大洋及其区分海洋洋：是海洋的主体，是指地球上广阔连续的水面，他远离大陆，深度大面积广，不受大陆影响，具有理化性质稳定。有独立的潮汐系统以及洋流系统的水域。世界大洋分为四部分：太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。★世界四大洋各大洋的分界线海及其分类海：各大洋边缘部分接近或伸入陆地，并获多或少地与大洋主体有所隔离的水域则称为海。一般分为4类：内陆海：四周被陆地包围，只有一个或多个海峡与领海相通。如地中海、红海等。边缘海：位于大陆边缘，以半岛或岛屿与大洋相分隔。如日本海。外海：位于大陆边缘，但与洋有广阔的联系。岛间海：有岛屿环绕形成的水域。如爪哇海。二、海水的组成1.海水的组成：元素组成物质组成：固态、液态、气态。2.海水的盐度（S‰）盐度：海水中全部溶解固体与海水的重量之比。由于氯离子占海水溶解固体中的55%，所以通常用海水的氯度来计算盐度。海水氯度：每千克海水中含有的氯的克数。一般为19.381‰。

S‰=0.03+1.805Cl‰海水盐度范围：33‰~37‰海面盐度的计算:

盐度=34.6+0.0175（蒸发量-降水量)海水的温度、密度和透明度海水温度：

决定于其热量收支状况

有明显的季节变化和日变化

太阳辐射的日变化是水温日变化的主要原因海水表层平均温度变化于-1.7~30°之间海水密度：1.022~1.028

温度升高，密度减少。盐度增加，密度增大。海水的颜色与透明度海水的颜色海水的颜色决定于海水对阳光的吸收和反射状况。海水的透明度越接近大陆，透明度越低，越接近大洋透明度越高。测量：直径30cm的白圆盘投入水中的可见深度。

第三节、海水的运动海水运动的形式主要包括波浪、潮汐和洋流。海水的运动方式：波浪潮汐与潮流洋流一、潮汐与潮流1.潮汐定义：由月球和太阳的引力、惯性离心力作用引起的海面周期性升降现象。古时，人们把白天的涨落称为“潮”，夜间的涨落叫做“汐”，合起来叫做“潮汐”。相关概念涨潮：海面升高，海水涌上海岸。落潮：海面下降，海水从海岸上后退。高潮：涨潮时海水面最高处。低潮：落潮时海水面的最低处。潮差：高潮与低潮的高差。大潮：潮差最大。小潮：潮差最小。顺潮：地球朝向太阳和月球一面形成的潮汐。对潮：地球背向太阳和月球一面形成的潮汐。2、潮汐的成因顺潮对潮●内因：海洋水体；●外因：天体引潮力。月球引潮力是太阳的2.17倍。引潮力：地球上任一点所受到的月球和太阳的引力和惯性离心力。潮汐的周期变化日变化：半日潮、混合潮、全日潮。月变化：朔望日-大潮上、下弦日-小潮4、潮流◆指海水在天体引潮力作用下所形成的周期性水平运动。随涨潮而产生的潮流叫涨潮流，随落潮而产生的潮流叫落潮流。◆潮流分为回转流和往复流两种回转流：外海、开阔海区，受地转偏向力影响，在北半球作顺时针回转，流速约4～5km／h；往复流：海峡、河口等，受地形影响而成。其流速较大，可达18～22km／h。二、波浪1.定义海洋中的波浪是指海水质点以其原有平衡位置为中心，在垂直方向上作周期性圆周运动的现象。2.波浪要素：波峰、波谷、波长、波高四个要素。海洋中波浪分类：按成因分：风浪、海啸、潮波。按波长和水深分：深水波、浅水波。按作用力分：强制波、自由波3.波浪的折射：当波浪进入浅水区或近岸水域时，因水深逐渐变浅，使波速减慢，从而使波峰线逐渐发生偏转，最后与海岸线平行的现象。平直海岸海浪的折射港湾海岸海浪的折射波浪的折射现象沙嘴：一端连接陆地，另一端延伸入开扩海域中的形体窄小的舌状沙、砾堆积地貌，由沿岸泥沙流输移、堆积而成，大部分已经高出海面。岬角：是指向海突出的夹角状的陆地。它常常是被海水淹没的一部分山地，或是还没有被海水冲蚀掉的山地的一部分。岬角三、洋面流和水团运动海水沿着一定方向有规律的水平流动就是洋流。洋流又称海流。洋流产生的主要原因是风力和密度差异。1、洋流的类型★按水温分类暖流——如果洋流带来的海水温度比到达海区的水温高，就称为暖流。由低纬流向高纬的洋流属于暖流。暖流在洋流图中多用红箭头表示。寒流——如果洋流带来的海水温度比到达海区的水温低，就叫寒流。由高纬流向低纬的洋流属于寒流。寒流在洋流图中一般用蓝箭头表示。★按成因分类①风海流：海水在风的摩擦力作用下形成的水平运动。又称漂流或吹流。风力作用于海面，同时产生波浪运动和使海水向前运动的洋流。厄克曼（Ekman）螺旋。风海流水体输送方向与风向成90°夹角。在北半球偏风向的右侧，而在南半球则偏风向的左侧。

著名的厄克曼螺旋是当风吹掠洋面时，风对海面就施加了一股顺风向的风应力(Windstress），然后造成表层海水流动，海水流动时又产生地转偏向力，因此流向会偏向风向之右侧。上层水流动时又会拖拽下方流体运动，而下层流向又再稍偏右。如此一层牵引一层，水流流向由水面向下呈现螺线型态之旋转构造，此种构造即称为厄克曼螺旋。当流动情形达到平衡状态时，此时风应力系与地转偏向力相平衡，即二力大小相等但方向相反，如此则表示海面下各层海流平均（或总流量）流往风向之右侧（北半球），这个现象称为厄克曼效应，而此流量则称为厄克曼搬运。

风海流会造成岸边的升降流南半球南美沿岸的升降流是由于海水密度差异而引起的海流。海水密度分布不均匀而使海区形成了压力梯度，海水从高压区向低压区流动，所以又称梯度流。如地中海蒸发旺盛，盐度大，水面低，而相邻的大西洋水面较高，于是大西洋表层海水经直布罗陀海峡流入地中海，地中海海水由海峡底层流入大西洋。

②密度流直布罗陀海峡StraitofGibraltar③补偿流是由于某种原因使海水从一个海区流出，而使另一部分海水流入进行补充。补偿流可以是水平流动，也可以是垂直流（上升流和下降流）。沃克环流（三）、大洋水团及其环流1、大洋水团◆大洋中具有特别温度和盐度值的、性质相同的大团水体，成为水团世界洋流分布①世界洋流结构特点◆反气旋型大洋环流：以南北回归线高压带为中心；在北半球顺时针流动，南半球则逆时针流动；◆气旋型大洋环流：以北半球中高纬海上低压为中心，在南半球中高纬则为西风漂流（由于受南极冰盖影响，具寒流性质）；◆绕极环流：南极周围，受极地东风作用，洋流自东向西流；◆赤道环流：围绕赤道低压，北半球逆时针流动，南半球顺时针流动。洋流与渔场第四节海平面变化7万年来的海平面变化曾经出现过高于现代的海平面，也曾经发生过海平面远低于现代海平面的情况。影响海平面变化的因素：全球气候变暖。导致海洋热膨胀，冰川融化加剧，二氧化碳排放量增加形成的温室效应。海平面变化带来的影响沿岸地区风暴潮灾害加剧，海岸侵蚀强化，潮滩湿地损失，盐水入侵河口海岸地下含水层，阻碍陆地洪水和沿海城镇污水排放。贝壳堤珊瑚礁第五节海洋资源和海洋环境保护一、海洋资源1.海洋化学资源：海水海水中的化学元素。盐分，镁、铀。碘、铜、银等。渤海东海南海多金属结壳矿“海洋4号”拍摄，水深＞2000m锰结核试开采汕尾05在建的波能电站1汕尾2005年建设的波能电站汕尾05在建的波能电站2汕尾2005年建设的波能电站铀是自然界中原子序数量最大的元素。它是一种钢灰色金属，图为2700000倍铀原子。2.海底矿产资源：石油、天然气、海滨砂矿、金属泥。海上石油井架海上油井喷油在海底的锰结合矿球开采锰结合矿3.海洋动力资源：波浪能、潮汐能、潮流、洋流。法国朗斯电站法国朗斯电站4.海洋生物资源：鱼类、植物。可食用、肥料、药材、化妆品。海带丰收螺旋藻水母海参土耳其