《海洋及洋流规律》课件

海洋及洋流规律海洋是地球表面最大的水体，覆盖了地球表面约71%。洋流是海洋中持续流动的水体，对地球的气候、生物分布和航海活动有着重要影响。导言11.概述海洋是地球表面最大的水体，覆盖了地球表面的71%。22.重要性海洋对地球气候、生物多样性和人类社会至关重要。33.研究意义理解海洋的规律，对于保护海洋环境、可持续发展和人类福祉至关重要。海洋的主要特征广阔无垠海洋覆盖地球表面71%，是地球上最大的水体，拥有广阔的面积和深度。生物多样性海洋是地球上最大的生物栖息地，拥有丰富多样的生物种类，包括鱼类、海洋哺乳动物、珊瑚礁等。动态变化海洋是一个动态系统，洋流、潮汐、波浪等现象不断发生，影响着海洋环境和气候。深不可测海洋平均深度约为3688米，最深处马里亚纳海沟深度超过1万米，蕴藏着丰富的矿产资源和未知生命形式。海洋的分类按深度分类海洋可分为深海区、半深海区、浅海区和滨海区，分别对应不同深度。按地理位置分类可以将海洋划分为四大洋：太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋，以及边缘海和内陆海。按温度分类根据温度可以将海洋分为热带海洋、亚热带海洋、温带海洋和寒带海洋。按盐度分类根据盐度可以将海洋分为高盐度海洋、中等盐度海洋和低盐度海洋。海水的组成及特性盐类海水主要成分是盐类，占溶解物质的99.9%以上。氯化钠是海水盐类中最主要的成分。溶解气体海水还溶解了大量气体，包括氧气、二氧化碳、氮气等。这些气体对海洋生物的生存至关重要。悬浮物质海水中的悬浮物质包括有机物质、无机物质和微生物等。这些物质对海水的物理性质和生物活动有重要影响。海水的基本物理性质海水具有独特的物理性质，这些性质决定了海洋环境的特点。1.03密度海水的密度略高于淡水，受温度和盐度影响。3.5%盐度海水的盐度是指每千克海水中溶解的盐类总质量，平均约为3.5%。1500m/s声速海水的声速约为1500米/秒，受温度、盐度和压力影响。1.3x10^-3压缩率海水的压缩率是指在一定压力下，体积变化的程度，约为1.3×10^-3。海水的温度分布海水温度随深度增加而下降，但变化幅度会因地区和季节而异。海洋的盐度海水中的盐度是溶解在海水中各种盐类的总量，通常以千分率表示。平均盐度35‰最高盐度40‰最低盐度10‰盐度受多种因素影响，例如蒸发量、降雨量、河流注入量以及洋流等。海洋中的营养盐营养盐是海洋生物生长必不可少的物质，主要包括硝酸盐、磷酸盐和硅酸盐等。它们主要来自陆地河流的输入，以及深层海水上涌带来的营养物质。营养盐的分布不均匀，主要集中在沿海地区、上升流区域和极地地区。营养盐的含量对海洋生物的种类和数量有重要影响，也是海洋生态系统的重要组成部分。海洋中的溶氧海洋中的溶氧是指溶解在海水中的氧气，对海洋生物的生存至关重要。溶氧量受多种因素影响，包括温度、盐度、水深、洋流和生物活动等。溶氧量随深度增加而逐渐降低，浅水区溶氧量较高，深水区溶氧量较低。海洋中的圈层结构表层阳光照射，温度较高，生物种类丰富。中层阳光微弱，温度较低，生物种类相对较少。深层没有阳光照射，温度极低，压力很大，生物种类稀少。底层海底沉积物，生物以分解者为主。海洋的流动系统海洋水体并非静止的，而是处于不停运动之中。海洋的流动系统是海洋中各种水体运动的总称，它包括风生流、自然流、海洋环流、涡旋、内波和潮汐等。1风生流由风力驱动形成的洋流2自然流由密度差异和地转偏向力形成的洋流3海洋环流由风力、密度差异和地转偏向力共同作用形成的洋流系统4涡旋海洋环流中的旋转水体5内波海洋中发生的波浪海洋的流动系统对全球气候、海洋生物、海洋资源以及航海活动等方面都具有重要的影响。风生流11.风力驱动风力是主要驱动力，推动海水运动形成风生流。22.方向一致风生流方向与风向基本一致，但受地球自转影响，存在偏移。33.表层现象主要影响海洋表层水体，深度有限，通常在几百米以内。44.全球分布遍布全球海洋，是全球性海洋表层环流的重要组成部分。自然流密度流密度流是由海水密度差异引起的。不同温度、盐度或含沙量的海水之间存在密度差异，导致海水流动。地转流地转流是指地球自转产生的科里奥利力与水平压强梯度力平衡时形成的流动，是海洋中重要的洋流类型。补偿流补偿流是指由于海水流出或流入导致的水体重新分配而产生的流动，可以分为水平补偿流和垂直补偿流。海洋环流全球性环流海洋环流是全球性的，由多种因素驱动。环流模式对全球气候、海洋生态系统影响巨大。环流类型主要分为表层环流和深层环流。表层环流主要受风力驱动，深层环流主要受密度差异驱动。表层环流北半球环流北半球主要受盛行西风和信风影响，形成顺时针方向的环流。南半球环流南半球主要受信风和西风影响，形成逆时针方向的环流。赤道洋流赤道洋流受信风驱动，自东向西流动，位于赤道附近。西边界流西边界流位于大陆东侧，受地球自转偏向力的影响，形成强劲的暖流。深层环流深层环流由密度差异驱动，缓慢而持久。温盐环流主要受温度和盐度变化影响。全球影响对气候调节和海洋生态系统至关重要。海洋中的涡旋旋转水体海洋涡旋是海洋中旋转的水体，形成于各种尺度。能量传递它们是海洋能量传递的重要机制，影响水温和盐度分布。生态影响涡旋对海洋生态系统有重要影响，影响着浮游生物和鱼类的分布。研究意义研究海洋涡旋有助于更好地理解海洋动力学和气候变化。海洋中的内波内部波动内波是在海洋内部传播的波动，由密度差异引起。形成原因内波通常由潮汐、风浪或海流引起，在密度分层的海水中传播。影响因素内波的传播速度和方向受海水的密度分层、深度和地形影响。重要意义内波可以将能量从海洋表面传递到深层，影响海洋的混合和物质输送。海洋中的潮汐周期性海面升降潮汐是海洋中的周期性海面升降现象，由月球和太阳的引力引起。规律变化潮汐通常每天出现两次高潮和两次低潮，时间和高度存在规律性变化。影响海平面潮汐导致海平面周期性涨落，影响海岸线形状、海洋生物生活和航海安全。潮汐的类型半日潮一天出现两次高潮和两次低潮，两次高潮高度几乎相同，两次低潮深度也几乎相同。例如：中国东海沿岸。全日潮一天出现一次高潮和一次低潮，潮汐变化规律明显。例如：北美大西洋沿岸。混合潮一天出现两次高潮和两次低潮，但两次高潮和两次低潮的高度不同。例如：中国南海沿岸。潮汐的驱动月球引力月球引力是主要驱动因素，月球对地球的引力导致海水向月球方向隆起。太阳引力太阳引力也起作用，但比月球引力弱，形成的潮汐现象较小。地球自转地球自转产生的离心力也会影响潮汐，使海水在赤道方向略微隆起。潮汐对海洋的影响海洋生物潮汐变化影响生物繁殖和迁徙，许多海洋生物在潮间带生存，适应了潮汐带来的变化。例如，潮间带的螃蟹会在高潮时躲避在岩石缝隙中，低潮时出来觅食。海岸线潮汐塑造海岸线，形成潮汐滩涂、泻湖等地貌，潮汐滩涂是重要的生态系统，为多种鸟类和鱼类提供栖息地和食物。洋流潮汐力与地球自转共同作用形成潮汐流，潮汐流对海洋环流有影响，尤其在近岸地区。海洋环境潮汐对海洋环境有影响，例如，潮汐带来新的水体，更新海水，增加溶解氧，有利于海洋生态系统的发展。海洋中的声波传播声波传播声波在海洋中以不同的速度传播，取决于海水温度、盐度和深度。反射和折射声波遇到不同密度介质时会发生反射和折射，导致声波传播方向改变。声纳应用声纳技术利用声波在水中的传播特性，用于探测海洋深度、识别海洋生物等。声波在海洋中的特性11.衰减声波在水中传播时会受到海水吸收和散射的影响，导致声波能量衰减。22.折射由于海水温度和盐度不同，声波在传播过程中会发生折射，导致声波路径发生弯曲。33.反射声波遇到海水中的不同介质界面时会发生反射，例如海面、海底、水体中的生物和沉积物等。44.散射声波在传播过程中遇到水中的悬浮颗粒、气泡或生物体等障碍物时会发生散射，导致声波能量分散。声波反射和折射声波反射声波遇到不同密度的介质界面时会发生反射，反射角等于入射角。声波折射声波从一种介质进入另一种介质时，传播方向会发生改变，称为折射。声波速度变化声波在不同介质中传播速度不同，因此在不同介质界面处会发生折射。海洋中的声波传播海洋中的声速受温度、盐度和压力的影响，导致声波传播路径发生变化。声波在海洋中的应用水下探测声波探测技术用于探测海洋深度、海底地形，以及寻找沉船等目标。海洋生物研究声波可以用来研究海洋生物的分布、行为和活动规律。海洋资源开发声波探测技术用于寻找海底矿产资源，例如石油、天然气等。水下通讯声波通讯技术用于在水下传递信息，例如用于潜艇之间的通信。海洋观测技术1卫星遥感获取海面温度、盐度、海平面高度等数据2海洋浮标测量海面温度、盐度、海流等数据3声学探测探测海洋深度、海底地形、海洋生物等4水下机器人进行水下观测、取样、作业海洋观测技术广泛应用于海洋科学研究、海洋资源开发、海洋环境保护、海洋灾害预报等领域。这些技术的发展推动了我们对海洋的了解和认识，为我们更好地利用海洋资源和保护海洋环境提供了重要的基础。海洋观测的目标11.了解海洋环境监测海洋温度、盐度、洋流等参数，掌握海洋环境变化规律。22.保护海洋资源评估海洋生态系统健康状况，为海洋资源管理提供依据。33.预防海洋灾害及时预警台风、海啸等海洋灾害，保障人民生命财产安全。44.促进海洋开发为海洋渔业、能源开发、航运等提供科学数据支持。海洋观测的手段卫星遥感从太空观测海面温度、盐度和海流。船舶观测使用各种仪器测量水温、盐度、深度和海流。浮标观测部署在海洋中，持续测量海面和水下的环境参数。水下机器人