海洋环流及波动现象
常见的洋流现象及原因
常见的洋流现象及原因洋流是指海洋中水体的运动，这种运动可以是水平的，也可以是垂直的。
洋流起源于多种因素，例如风力、地球自转、水温差异和地形等。
在世界范围内，有许多常见的洋流现象，下面将详细介绍其中一些常见的洋流现象及其原因。
1. 北大西洋暖流（北大西洋漂流）- 区域：北大西洋- 原因：北大西洋暖流是由贝利洋流和北赤道洋流形成的，主要是因为北大西洋地区的风力、地转偏向力和水温差异所引起。
北大西洋地区的西风系统将暖水从热带和亚热带地区向北推进，并且地球自转会使暖水向右偏转，形成逆时针流动。
这种洋流对气候有重要影响，使得北大西洋地区的气候比同纬度的其他地区更为温暖。
2. 利马科洋流（秘鲁洋流）- 区域：东太平洋沿岸，从秘鲁到厄瓜多尔- 原因：利马科洋流是由东南贝利洋流分割岛洋流形成的，主要是由于南美洲上方的南太平洋东南风和地球自转的影响所致。
这种洋流带来了寒冷的海水，使得沿岸地区的气候凉爽，对渔业有重要影响。
3. 关塔那摩海洋环流（厄尔尼诺现象）- 区域：赤道附近的东太平洋和大洋洲地区- 原因：厄尔尼诺现象是由于太平洋上层海水温度升高，产生的异常温暖现象。
正常情况下，赤道地区的东太平洋地表水变暖，并且东太平洋洋流由东向西流动，这被称为正常年。
然而，在厄尔尼诺现象中，这种倒装发生了逆转，深层冷水上涌不再发生，导致海洋表层温度升高。
这会对气象系统产生重大影响，导致全球范围内的气候异常。
4. 富尔西亚冷流- 区域：太平洋东北部- 原因：这种冷流是由于东北风和北赤道洋流的作用而形成的。
东北风导致水体移动，而北赤道洋流使得水体向西转移。
这种冷流对海洋生态系统和气候产生了重要影响，对于渔业和天气预报都具有重要意义。
除了上述几种常见的洋流现象外，还有很多其他的洋流现象，例如赤道逆流、北冰洋洋流等。
这些洋流现象均与地球自转、风力、水温差异和地形等因素密切相关。
洋流不仅对海洋生态系统有重要影响，同时也对全球气候产生影响。
海洋科学导论 第五章：海洋环流(新)
温盐环流 （大洋深层环流）
“深海环流”，是一个依靠海水的温度和含盐密度驱动的全球 洋流循环系统。这个系统的运作现况是，以风力驱动的海面水 流（如墨西哥湾暖流等）将赤道的暖流带往北大西洋，暖流在 高纬度处被冷却后下沉到海底，而这部分原本温暖的赤道海水 也变成了又冷又咸的北大西洋深层海水，这些高密度的水接着 流入洋盆南下前往其他的暖洋位加热循环沿南大西洋、南极洲 流进印度洋，最终又回到赤道，完成所谓的“环流”。，一次 温盐循环耗时大约1600年，在这个过程中洋流运输的不单是能 量（温度 / 热能），当中还包括地球固态及气体资源等，不过 温盐环流最受人类关注的是其全球恒温的功能。温盐环流推测 主要是由于北大西洋及南冰洋之间的盐分及温差对流而触发的 。
船长下令：“收网！” 船员们拼命地往上拉渔网。可是，越拉，大家越害怕：从来都
是撒开的渔网，今天却被卷成长长的一缕，仿佛有一只巨手扯着渔 网，要把渔船拖向可怕的深渊。
“弃网！”船长胆怯地下令。 船员们操起斧头，三、两下就把渔网砍断了。然而，这一切都
无济于事，渔船仿佛被粘性无穷的胶水粘住了，一点也动弹不了 。
第五章：海洋环流
§ 5.1 大洋环流概述
5.1.2 海水所受的作用力 引起海水的运动的力：重力、压强梯度力、风应力、引潮力等；
海水运动派生的力：科氏力（地转偏向力）、摩擦力等。 1、重力、重力位势 重力：
G = （ 9.80616–0.025928cos2φ+0.00069cos22φ–0.000003086z）m / s2
北极航运的现状
1951年，美国年轻的海洋学者克伦威尔和他的同事，在太平洋的赤道海域进行鲔鱼生 活习性及环境条件的考察研究。考察的方式并不复杂，就是把玻璃浮子串在一起，布 放在16～20千米长的海面上，每个玻璃浮子下面，挂上铅锤和若干鱼钩。白天放下 去，晚上收回来。按照一般的常识，既然海流是向西流动的，布下的钓鱼工具自然应 当向西漂才对。然而令人不解的事情发生了，克伦威尔布放的沉到海面下的钓具一反 常规，竟一个个向海流的反方向漂着。细心的克伦威尔以为自己没有放好钓具，收起 来后，又重新布放，结果还是一样的。漂浮在海面的小船受海流影响，向西漂着，而 沉入海中的钓具却向东漂去。这是怎么回事呢？经过大量的资料对比，他断定，在赤 道海域的表层海流之下，存在着一支像湾流那样巨大而稳定的逆向海流。这就是赤 道潜流。经过各国海洋学家的艰苦努力，最终查明，赤道潜流在三大洋中都存在。它 的表现形式是，沿赤道方向由西向东流动，横越三大洋。其范围是北纬2°到南纬2° 之间的海域内，形成一支与赤道对称的狭窄海流。它的垂直厚度在200～300米，全年 流速稳定。 课下：/v_19rrofcrv0.html
第五章海洋环流介绍
• 5.2.3 边界条件 • 研究海洋环流时，通常考虑以下几种边界， 一种是海岸与海底的固体边界，一种是与 大气之间的流体边界，它们构成与海水之 间的不连续面，因此，在运用运动方程和 连续方程讨论海水的运动时，在边界上应 附以边界条件。
• 例如在海岸与海底，由于它们的限制，海 水垂直于边界的运动速度必然为零，至多 只能存在与边界相切的速度。实际上，由 于海水与海底的摩擦作用，离边界越近的 海水运动速度应该越小，在边界上的运动 速度理论上也应当为零。这些规定边界上 海水运动速度所遵循的条件称为运动学边 界条件。在大气和海洋交界面（海面）处 的运动学边界条件为
5.4风海流
• 定义：风海流是指海面在稳 定风场长时间作用下，当垂 直湍流引起的水平摩擦力与 水平科氏力平衡时，所形成 的海水稳定流动。
• 5.4.1 . 埃克曼无限深海漂流理论 • 南森(F.Nansen)于1902年观测到北冰洋中 浮冰随海水运动的方向与风吹方向不一致， 他认为这是由于地转效应引起的。后来由 埃克曼(Ekman,1905)从理论上进行了论证， 提出了漂流理论，奠定了风生海流的理论 基础。
• 因为海水密度的分布与变化直接受 温、盐的支配，而密度的分布又决 定了海洋压力场的结构。实际海洋 中的等压面往往是倾斜的，即等压 面与等势面并不一致，这就在水平 方向上产生了一种引起海水流动的 力，从而导致了海流的形成。另外 海面上的增密效应又可直接地引起 海水在铅直方向上的运动。
• 为了讨论方便起见，也可根据海水 受力情况及其成因等，从不同角度 对海流分类和命名。例如，由风引 起的海流称为风海流或漂流，由温 盐变化引起的称为热盐环流；从受 力情况分又有地转流、惯性流等称 谓；考虑发生的区域不同又有洋流、 陆架流、赤道流、东西边界流等。
世界主要海洋环流系统的地理分布与影响
世界主要海洋环流系统的地理分布与影响海洋环流是指在全球海洋中形成的水流循环系统。
它是地球上水分的分布调节系统，对气候、风暴、氧气和营养物质的输送等起着重要的影响。
世界上存在着多个主要的海洋环流系统，它们的地理分布和影响各有不同。
一、北大西洋暖流和陆地效应北大西洋暖流是北大西洋中一股温暖的洋流，来自墨西哥湾的温暖水流沿着美洲东岸向北，经由美洲东北角流入北大西洋。
这条暖流对于北欧地区的气候影响显著，使得这里的冬季温度相对温和。
同时，北大西洋暖流的暖空气也为北欧地区带来降雨，对于农业和生态系统起到重要作用。
北大西洋暖流还将热量和水分引入北极地区，提供了雪和冰的形成条件。
二、喜马拉雅山脉与季风环流喜马拉雅山脉是世界上最高的山脉之一，也是东南亚重要的地理要素。
这座山脉通过其高大的山峰，影响了喜马拉雅山脉周边地区的季风环流。
山脉的阻挡作用使得印度次大陆上的季风风向改变，从而引起了季风气候的出现。
季风环流对于喜马拉雅山脉周围地区的降水非常重要，为农业和生态系统提供了必要的水资源。
同时，喜马拉雅山脉周围地区也因为季风气候而成为了重要的农业和人口聚集区。
三、赤道地区的洋流和厄尔尼诺现象赤道地区的洋流系统在全球气候中起到了极为重要的作用。
赤道附近洋流的主要特征是无规则的和多样性的，它们通过赤道上的热带雨林、河流和降雨的形成融入了大气循环系统。
其中最为人所熟知的是厄尔尼诺现象。
厄尔尼诺现象是赤道东太平洋热水异常增温现象，它会在2到7年周期内出现。
这一现象会导致全球范围内的天气和气候变化，包括风暴、洪灾、干旱等。
厄尔尼诺现象也会对渔业、农业、林业和水资源管理等方面产生重要影响。
四、南极洲周围的海洋环流南极洲是地球上最寒冷的大陆，它周围的海洋环流在南极水域中起着重要的作用。
南极海洋环流主要分为两个部分：西风漩涡和南极循环。
西风漩涡是南极洋流最大的环流系统，它维持了大洋中的水循环和生物圈的平衡。
西风漩涡携带着水和热量，向北将深层冷水输送到南极洋面。
高一地理海水的运动知识点
高一地理海水的运动知识点海水是地球上其中一种重要的自然资源，了解海水的运动规律对于理解海洋环境、气候变化以及地球系统的循环有着重要的意义。
本文将介绍高一地理海水的运动知识点，并通过不同的小节来详细论述。
一、海流的形成与分类海流是指海洋中水体在水平方向上的流动。
海流的形成与多个因素有关，包括风力、地球自转、海洋地形等。
根据海流的产生原因和运动特点，可以将海流分为暖流、寒流和赤道洋流。
1. 暖流：暖流是由于暖水从热带或副热带地区向极地地区流动形成的。
它们带来了热量，对沿岸气候和生态系统产生重要影响。
著名的暖流包括日本暖流、巴西暖流等。
2. 寒流：寒流是由于寒冷水从极地或高纬度地区向低纬度地区流动形成的。
它们通常带有较低的温度和盐度，对当地气候和生态环境产生重要影响。
例如，西北冷流和佛得角寒流。
3. 赤道洋流：赤道洋流由于赤道附近的海洋水流围绕地球赤道地区流动形成。
赤道洋流对全球气候变化和能量转移有着重要影响，其中最著名的是赤道反赤道洋流和赤向负反馈洋流。
二、海水的垂直运动除了水平流动外，海水还存在着垂直运动。
这些垂直运动包括上升流和下沉流。
1. 上升流：上升流是指深层海水向海表面运动的过程。
上升流通常与富营养物质的上升和生物生产力的增加相关。
它们对海洋生态系统的稳定性和气候调节起着重要作用。
2. 下沉流：下沉流是指海水从表面向深层沉降的过程。
下沉流通常与冷水、高盐度水的下沉有关，进而影响着水体的循环和混合。
下沉流也是深海冷水型生物群落的重要来源。
三、海水的波浪与潮汐除了海流和垂直运动外，海水中还存在着波浪和潮汐。
1. 波浪：波浪是由风力在海面上造成的水体起伏和传播。
波浪的形成与风速、风向和海洋地形等因素有关。
波浪对海岸侵蚀、沙滩形成以及海洋交通等都有着重要的影响。
2. 潮汐：潮汐是由于地球与月球、太阳的引力相互作用而产生的海水垂直运动现象。
潮汐对河口、海峡等地形特征具有显著的影响，也对海洋生态系统和渔业资源起着重要的作用。
世界各大洋的海洋环流与气候变化研究
世界各大洋的海洋环流与气候变化研究海洋环流是指海洋中的水流动力系统，是地球气候系统中的重要组成部分。
它可以分为两类：大规模环流和局地环流。
大规模环流是指跨越整个大洋的环流系统，主要分布在各大洋的边缘。
其中最重要的是全球性的海洋表层环流系统，即大气循环和风力搅动作用下形成的经纬环流。
它由东西向的赤道洋流和南北向的辐射状洋流构成。
这些洋流起源于热带地区，向高纬度地区输送热量和盐分，并形成了温暖的暖流和寒冷的寒流。
这种热量和盐分的输送共同影响了地球的气候变化。
例如，诸如北大西洋洋流、喀斯喀特洋流等重要的大洋洋流对于欧亚大陆的温暖气候起到了至关重要的作用。
而局地环流则是相对于大规模环流而言的，它主要受到局部地理环境等因素的影响。
比如，深层水的上升和表层水的下沉等作用使得一些海域产生了独特的气候特征。
例如，巴士海、日本海、爱尔兰海等地的局地环流对所在区域的气候起到了触发作用。
这些局地环流对于居住在附近地区的人们的生活和农业生产形成了一定的影响，但对于全球气候变化的贡献相对较小。
众所周知，地球的气候正在发生变化，而海洋环流在这一变化中起到了重要的作用。
一方面，全球性的大洋洋流系统可以影响到全球范围内的气候事件，如厄尔尼诺现象和拉尼娜现象。
厄尔尼诺现象的发生主要是由于赤道太平洋的海洋环流异常导致的，造成了全球气候的剧烈变化，如长时间干旱、洪水等。
而拉尼娜现象则是厄尔尼诺现象的反向变化，表现为太平洋海表温度下降，对全球气候也有重大影响。
另一方面，大规模环流和局地环流之间也会相互作用，共同影响地球气候。
例如，东洋洋流和季风系统的相互作用是影响亚洲季风气候的重要因素。
东洋洋流会为季风带来大量水汽，而季风则带走了夏季热带地区的高温和湿度，形成了亚洲特有的季风气候。
近年来，随着科学技术的进步，人们对海洋环流与气候变化之间的关系进行了更加深入的研究。
通过海洋观测、数值模拟等手段，科学家们逐渐揭示了海洋环流对地球气候的调节作用。
基础海洋学5-海洋环流
海流运动方程: 海流运动方程:
第二节 海流运动控制方程
质量连续方程: 质量连续方程:
体积连续方程:(不可压缩 体积连续方程 不可压缩) 不可压缩
边Байду номын сангаас条件
第三节 地转流
世界大洋上层主要水平环流(风生环流) 1,世界大洋上层主要水平环流(风生环流)
1)赤道流系:与两半球信风带对应的分别为西向的南赤 赤道流系: 道流与北赤道流,亦称信风流.赤道流的特点:高温, 道流与北赤道流,亦称信风流.赤道流的特点:高温,高 高水色,透明度大. 盐,高水色,透明度大. 上层西边界流,湾流和黑潮: 2)上层西边界流,湾流和黑潮: 上层西边界流:指大洋西侧沿大陆坡从低纬向高纬的流, 上层西边界流:指大洋西侧沿大陆坡从低纬向高纬的流, 包括太平洋的黑潮与东澳流, 包括太平洋的黑潮与东澳流,大西洋的湾流与巴西流以及 印度洋的莫桑比克流等. 印度洋的莫桑比克流等. 湾流(Gulf Stream):佛罗里达流, 湾流(Gulf Stream):佛罗里达流,湾流和北大西洋流 合称为湾流流系. 合称为湾流流系.最大的暖流 黑潮(Kuroshio Current):也称日本暖流.黑潮, 黑潮(Kuroshio Current):也称日本暖流.黑潮,黑潮 续流和太平洋流合称黑潮流系. 续流和太平洋流合称黑潮流系.第二大暖流
世界大洋环流
第五节 大洋环流
2,世界大洋上层的铅直向环流
在世界大洋表层的这些环流之间, 在世界大洋表层的这些环流之间,特别 是在赤道海区,由于海水运输有南北分量 南北分量, 是在赤道海区,由于海水运输有南北分量, 导致了海水的辐聚下沉或辐散上升运动 辐聚下沉或辐散上升运动. 导致了海水的辐聚下沉或辐散上升运动.
海洋中的波动现象分解
北赤道 赤道逆流
南赤道流
北赤道流
赤道逆流
南赤道流
东澳流
秘鲁海流
南太平洋流
南极绕极流
巴西流 本格拉流 南大西洋流
赤道流系 西边界流 西风漂流
组成
特征
南、北赤道 a) 南北不对称
流
b) 赤道流主要水文特征：高温、高盐、高水色及
赤道逆流
透明度大赤道逆流：高温、低盐（大量降水）
赤道潜流 c) 存在赤道潜流（克伦威尔流）
所有的生物“沙漠”都在扩大。其增 大的面积达到660万平方公里，即比原 有面积增加了15%。
Polovina J.J., GRL, 2008.
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
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
亲潮 黑潮
阿拉斯加流
北大平洋流 加利福尼亚流
湾流
加那利流
（4） Movement of deep water(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。
洋流流速的空间变化规律-概述说明以及解释
洋流流速的空间变化规律-概述说明以及解释1.引言1.1 概述洋流流速的空间变化规律一直以来都备受地球科学研究者的关注。
洋流流速是指海洋中水流的速度，它直接关系着海洋的循环和气候的形成。
在过去的几十年里，许多研究人员通过探测和观测，取得了丰富的数据和观测结果，使我们对洋流流速的空间变化规律有了更深入的了解。
洋流流速的空间变化规律受到多种因素的综合影响。
首先，全球气候变化对洋流流速产生了重要的影响。
随着气候变暖导致的海洋温度上升，海水的密度变化，进而影响了洋流的流速。
其次，地球自转的影响也是不可忽视的。
由于地球自转的影响，不同纬度下洋流的流速也存在明显的差异。
此外，海洋地形和海底地形的不同也会对洋流流速产生一定的影响。
海洋地形的变化会使水流受到约束，形成较高的流速区域和较低的流速区域。
根据多年的研究和观测数据，我们可以看出洋流流速存在着一定的空间变化规律。
在赤道附近，洋流流速一般较快。
赤道附近的洋流被称为赤道洋流，它们不仅存在着较快的流速，而且呈现出东向和西向两个方向的流动。
而在亚热带和寒带地区，洋流流速相对较慢。
这些地区的洋流主要受到地球自转和海洋地形的影响，形成了相对缓慢的流速。
此外，由于地球上存在着大规模的水平气候变化和气候驱动的风场变化，洋流流速也会出现季节性和年际性的变化。
例如，季风的影响会导致洋流在不同季节之间发生明显的变化。
同时，某些海洋现象如厄尔尼诺现象和拉尼娜现象的发生也会对洋流流速产生显著影响。
总之，洋流流速的空间变化规律是一个多因素综合影响的复杂过程。
通过对洋流流速的观测和研究，我们能够更好地理解海洋循环和气候变化，并对海洋环境的保护和人类社会的发展提供科学依据。
在接下来的正文部分，我们将更详细地探讨洋流流速的影响因素和空间变化规律。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下所示：1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分进行讨论。
引言部分主要对本文所涉及的主题进行概述，并对文章的结构和目的进行介绍。
大洋环流重点
大洋环流重点1、描述世界海洋大致的风场和环流场特征。
（1）风场：赤道为赤道无风带，从低纬向高纬北半球依次为东北信风带、副热带无风带、中纬盛行西风带、副极地风暴带、极地东风带，南半球依次为东南信风带、副热带无风带、中纬盛行西风带、副极地风暴带、极地东风带。
从南北半球来看，以赤道为中心的风场北半球形成顺时针结构，南半球形成逆时针结构；以副极地为中心的风场北半球形成逆时针结构，南半球形成顺时针结构。
这决定了上层海洋的环流分布。
（2）环流场：上层海洋的环流分布受风场驱动，也受陆地边界等其他因素的影响。
分布规律为：中低纬海区：以副热带为中心的大洋环流，北顺南逆。
北半球中高纬度海区：逆时针环流。
南极大陆外围：西风漂流（陆地影响）。
北印度洋海区：季风洋流，夏顺冬逆。
太平洋的地形：宽广的海盆，众多海脊岛屿赤道流系：北赤道流、北赤道逆流、南赤道流、南赤道逆流、赤道潜流赤道潜流：主要与南太平洋的水有关西太平洋：核心在200米左右东太平洋：核心在50米左右北赤道流和南赤道流都是典型的风生环流，都在风最强的季节里最强，北赤道流量大于南赤道流，北赤道逆流是南北赤道流的分界线，太平洋流南北不对称，南赤道流越过赤道。
北太平洋环流系统：副热带逆流、黑潮、黑潮延续体、北太平洋流、加利福尼亚流、亲潮黑潮及延伸体世界上最强的西边界流之一流速可以达到2m/，流量大约100SV高温高盐北太平洋海流流速慢，流幅宽受风场影响较大流动变化较小加利福尼亚寒流流速慢，流幅宽变化大，瞬时观测中较难发现形成低温低盐舌加利福尼亚寒流对应的上升流，一般东边界的寒流附近都存在显著的上升流南太平洋环流系统：南赤道流、东澳大利亚海流、西风漂流、秘魯海流东澳大利亚海流相对黑潮和湾流弱流量大约15SV在南纬34度左右离开澳大利亚西风漂流（南极绕极流）流速快，流幅宽环绕整个南大洋整个全球海洋环流的能量主要集中于此秘鲁海流世界著名的上升流区，生产力最强的海区ENSO现象最显著的区域大西洋的地形：大洋中脊的存在狭长的形状大西洋平均的风场风场的辐合带同样在北半球，低纬和极地附近大致是东风带，而在中纬是西风带大西洋南半球风场南北分量较强，原因是大西洋东西较窄大西洋的基本环流：赤道流系和南北海盆的副热带环流与太平洋类似北大西洋流系：北赤道流、湾流、亚述尔海流、加纳利海流湾流：世界上流量最大的西边界流，流速超过2m/，高温高盐水，对美洲和欧洲的气候意义重大南大西洋流系：南赤道流、巴西海流、南大西洋流、本格拉海流巴西海流：西边界流，流速较强，流量小于黑潮和湾流印度洋风场：冬季盛行东北季风，夏季盛行西南季风在冬、夏季风作用下形成季风环流。
海洋中波动现象
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风暴潮
风暴潮形成ห้องสมุดไป่ตู้
风暴潮是由热带气旋、温带气旋 等天气系统引起的海面异常升降
现象。
风暴潮类型
风暴潮分为台风型、温带气旋型和 热带气旋型等类型，不同类型风暴 潮的强度和影响范围不同。
风暴潮灾害
风暴潮是一种严重的自然灾害，可 以引起海面淹没、海岸侵蚀、洪水 等灾害，对人类生命财产造成巨大 损失。
内波
内波形成
海洋中波动现象
contents
目录
• 海洋波动的基本概念 • 常见的海洋波动现象 • 海洋波动现象的观测与模拟 • 海洋波动现象的应用 • 海洋波动现象的挑战与未来研究展望
01 海洋波动的基本概念
定义与分类
定义
海洋波动是海洋水体的一种运动形式， 表现为水面的起伏和内部的水位、流 速变化。
分类
根据波动幅度和周期，可分为潮汐、 海浪、内波等类型。
潮汐分为半日潮、全日潮 和混合潮三种类型，不同 地区的潮汐类型和周期不 同。
潮汐能利用
潮汐能是一种可再生能源， 可以通过潮汐能发电站将 涨落潮流的动能转化为电 能。
海浪
海浪形成
海浪能利用
海浪是由风力作用引起的海水周期性 波动，分为风浪、涌浪和近岸浪等类 型。
海浪能是一种可再生能源，可以通过 波浪能发电装置将波浪的动能转化为 电能。
导航与定位
利用海洋波动现象，如声波、电磁波等，进行水下探测和导航定位， 提高航行精度和安全性。
海洋能源开发
波浪能发电
利用海洋波浪的动能进行发电，为沿海地区提供可再生能源。
海洋环流
y） ，且水平压强梯度和摩擦力均为0，垂向流
速也为0，此时水质点的运动完全依靠惯性，因此称为“惯性 运动”（ Inertial Movement ），此时动量方程简化为：
du dv fv, fu dt dt
（4）
上述微分方程组的解为：
u VH sin( f t ) v VH cos( f t )
上述概念性的模型都是针对Ekman的假设条件而言。准确的数值则依赖于 许多参数的正确估算，如Az的值不完全是常数，它与时间尺度和海洋上层 水混合层的厚度可能有关；又如风速也往往不是恒定的，必须考虑它随时间 变化的效应
第四章 海洋环流
1.洋流的定义与类型
2.地转流的形成
3.风海流的形成 4.大洋环流 5.陆架环流
第一节、洋流的定义与类型
“洋流”（Ocean Currents）——海洋环境中各种各样的水体 运动的通称 狭义定义的洋流：一般是指那些时空尺度较大的水流系统， 洋流的时间尺度可以月、年乃至更长的周期为特征，而其空 间尺度可以与整个洋盆的尺度相当（如第三章讲述的深海水
2u Fx Az 2 z 2v Fy Az 2 z
（14） （15）
可见，海面风成摩擦力的表达形式与第二章所述的Reynolds应 力的形式相似。两者的区别在于，这里的垂向混合（扩散）系 数Az在x和y方向上是一致的，且摩擦应力的大小与u和v的垂向 分布有关；在Reynolds应力里，三个方向的扩散系数各不相同， 且都受到时间尺度的影响。Reynolds应力还包括了u、v和w在 三个方向上的分布状况
那么，水质点为什么会有一个初始速度呢？其大小 又是什么因素决定的呢？
最简单情况是假设这个初始速度的产生是由于压强梯度 力的作用。设压强梯度的方向为n，则压强梯度力据前述式 （2）应为：
第七章-海洋环流及波动现象
7.2 与潮汐有关的天文学知识
1、某些天文学的基本概念
一、天球 二、 天赤道、黄道与白道 三、春分点、秋分点、升交点及降交点 四、 赤纬、时角和天顶距
天球
7.2 与潮汐有关的天文学知识
1、某些天文学的基本概念
一、天球 二、 天赤道、黄道与白道 三、春分点、秋分点、升交点及降交点 四、 赤纬、时角和天顶距
第七章 潮汐
潮汐现象是指海水在天体（主要是月球和太阳）引潮力作用下所产生 的周期性运动，习惯上把海面铅直向涨落称为潮汐，而海水在水平方 向的流动称为潮流。
在太平洋盆地模拟旋转潮海拔
第七章 潮汐
潮汐现象是指海水在天体（主要是月球和太阳）引潮力作用下所 产生的周期性运动，习惯上把海铅直向涨落称为潮汐，而海水在 水平方向的流动称为潮流。
2、平衡潮潮高公式
一、 潮高公式 设在不考虑引潮力的情况下，与海面重叠的那个等重力 势面的位势为Ｃ，而考虑月球引潮力后，海面上升的高 度为ｈm，于是该处的位势为：
7.4 平 衡 潮
2、平衡潮潮高公式 一、 潮高公式
7.4 平 衡 潮
2、平衡潮潮高公式 二、平衡潮潮高公式的另一种形式
ｈ1与cosT成比例，这表示：在24太阴时内，它变化一个周期，而且于月上中天时出 现最大值，月下中天时出现最小值，所以ｈ１所代表的是日潮，而ｈ1式还可看出日 周期部分随赤纬的增大而增大，赤纬为零时，日周期部分为零；ｈ2与cos 2T成比例， 这表示：在24太阴时内，它变化两个周期，且于月上、下中天时均出现最大值，故 ｈ2所代表的是半日潮，由ｈ2式还可看出半日周期部分随月赤纬的增大而减小，月 赤纬为零时，半日周期部分为最大；ｈ0这一项与T无关，而与δ有关，由于sin2δ的 周期为半个回归月，故ｈ0具有长周期（半月周期）的特性。
高考地理小专题——厄尔尼诺和拉尼娜的海洋环流变化
高考地理小专题——厄尔尼诺和拉尼娜的
海洋环流变化
引言
本篇文档将重点介绍厄尔尼诺和拉尼娜现象对海洋环流的影响
及其相关知识。
通过了解和掌握这些内容，我们可以更深入地理解
地球气候的变化和环境的影响。
厄尔尼诺现象
厄尔尼诺现象是指赤道东太平洋海域的海水温度异常升高的现象。
它通常来自于中美洲的厄尔尼诺海滩，影响范围广泛。
厄尔尼
诺现象会导致全球气候模式的变化，造成各种地区的天气异常。
拉尼娜现象
拉尼娜现象是指赤道东太平洋海域的海水温度异常下降的现象。
与厄尔尼诺现象相反，拉尼娜现象会导致全球气候系统发生变化。
它通常与厄尔尼诺现象相互作用，形成了气候现象的周期性波动。
海洋环流变化
厄尔尼诺和拉尼娜现象会对全球海洋环流产生显著影响。
厄尔尼诺期间，赤道东太平洋海域的热源会向东移动，导致海洋环流发生变化。
拉尼娜现象则会导致热源向西移动，进一步改变海洋环流模式。
影响与应对措施
厄尔尼诺和拉尼娜现象对地球气候和环境产生了重要影响。
人们需要了解这些现象的特点和变化，以便采取相应的应对措施。
例如，通过全球合作和气象预测，可以提前对可能的气候事件进行预警和减灾。
此外，加强气候研究和环境保护也是应对厄尔尼诺和拉尼娜现象的关键。
结论
厄尔尼诺和拉尼娜现象是地球气候系统中重要的变化模式。
深入了解和研究这些现象对于理解全球气候变化和环境保护具有重要意义。
通过加强研究和应对措施，我们可以更好地预测和适应气候变化，保护地球的生态环境。
34 海水的运动讲解
极地高气压带
60
西风飘流
东风带
副极地低气压带
北赤道暖流
30 0
西风带
副热带高气压带
信风带
赤道低气压带
南赤道暖流 西风飘流
信风带
30
60
副热带高气压带
西风带
副极地低气压带
东风带
90
极地高气压带
洋流分布的规律（理想洋流模式）
•全球海洋表层洋流构成了分别以副热带 和副极地为中心的大洋环流。 •中低纬环流：北半球顺时针，南半球逆 时针；大洋西侧暖流，大洋东侧寒流。 •中高纬环流：北半球逆时针，南半球顺 时针；大洋西侧寒流，大洋东侧暖流。
非洲的干旱
北美的暴雨和洪水
厄 尔 尼 诺 现 象
印尼的森林大火
澳洲的干旱
课堂练习
1.寒流流动的方向大致是( C ) A．由南向北 B.由北向南 C.由高纬向低纬 D.由低纬向高纬 2.有可能将日本北海道附近海区受污染的海水带 到加拿大西海岸的洋流是( A ) A.北太平洋暖流 B.北赤道暖流 C.千岛寒流 D.季风洋流 3.成因与上升流有关的世界著名大渔场是( B ) A.北海渔场 B.秘鲁渔场 C.纽芬兰渔场 D.北海道渔场
3.4 海水运动
一、海水的运动形式
1、 波浪：风浪--风力作用下形成 海啸--海底地震、火山爆发或风暴引起 2、 潮汐：潮汐是海水在月球和太阳引力作用下发生的周期性涨落 现象。
（1）白天的海水涨落称为潮，夜晚的海水涨落称为汐
（2）大潮：当朔、望月时，日地月在一条直线上，引潮力大 小潮：当上弦月、下弦月时，日地月成直角关系，引潮力小 （3）钱塘江大潮：形成于每年的8月份 3、 洋流：海水常年的大规模定向流动称为洋流。 （1）暖流：较低纬——较高纬 （2）寒流：较高纬——较低纬
我喜欢的海洋物理
我喜欢的海洋物理
海洋物理是研究海洋中各种物理现象的学科，它涉及到海洋的运动、波浪、洋流、海水的性质以及海洋与大气相互作用等。
以下是我个人喜欢的海洋物理方面：
1. 海洋环流：海洋环流是海洋中水流的大规模运动，它对气候、海洋生态系统以及全球能量和物质的循环有着重要影响。
研究海洋环流能够增进对海洋运动规律的理解，对气候变化预测、渔业资源评估等具有重要意义。
2. 波浪与海浪：海浪是海洋中一种常见的波动现象，它不仅美丽壮观，还对沿海地貌和沿海工程有着重要影响。
研究海浪形成、传播和作用机制，能够帮助我们更好地预测海浪的强度和方向，并为沿海工程提供设计依据。
3. 海洋生态系统：海洋物理和海洋生态系统密切相关，它们相互作用，共同决定着海洋生物的生存和分布。
通过研究海洋物理，可以了解海水运动对海洋生态的影响，包括浮游生物的运输、底层生物的供应、河口生态系统的形成等。
4. 海洋观测技术：随着科技的发展，海洋观测技术也得到了很大改进，包括卫星遥感、浮标观测、水下探测等。
这些观测技术为海洋物理研究提供了大量的观测数据，为深入了解海洋系统提供了重要手段。
5. 海洋与气候变化：海洋物理研究还涉及到海洋与气候变化之间的相互作用机制。
海洋对全球气候变化有着重要影响，例如
海洋吸收了大量的热量和二氧化碳，调节着地球气候系统的稳定。
研究海洋物理有助于我们更好地了解气候变化的影响以及应对策略。
总之，海洋物理是一门非常有意义的学科，它不仅涉及到海洋的运动和波浪等基础现象，还与海洋生态系统、气候变化等重要问题密切相关。
通过研究海洋物理，我们可以更好地保护海洋资源，应对气候变化，实现可持续发展。
地球公转产生的6个现象
地球公转产生的6个现象一、引言地球是人类赖以生存的家园，它的运动对于人类生活产生了深远的影响。
其中，地球公转是地球运动中的重要现象之一，它不仅决定了我们的日夜交替和季节变化，还影响着气候、海洋环流等自然现象。
本文将介绍地球公转产生的六个现象。
二、地球公转地球公转是指地球绕太阳做椭圆形轨道运动。
这一运动是由万有引力定律所决定的，即太阳对地球施加引力，使得地球沿着椭圆轨道绕太阳旋转。
公转周期为365.24天左右，这也就是我们所说的一年。
三、日照时间变化由于地球公转，不同季节时日照时间不同。
在夏至时，北半球白天最长，晚上最短；而在冬至时，则相反。
这种现象直接影响了人们的生活和工作习惯。
四、季节变化除了日照时间变化外，在不同季节里气温、降水量等也会发生变化。
这些变化与地球公转有着密切关系。
在夏至时，北半球气温最高，而在冬至时则最低。
五、地球自转偏向地球自转是指地球绕自身轴旋转。
但是，由于地球公转的影响，地球自转的轴线不垂直于黄道面（太阳和地球公转轨道所在的平面），而是有一定的倾角。
这就导致了南北极的日照时间和温度等差异。
六、星空变化由于地球公转和自转的影响，我们观测到的星空也会发生变化。
例如，在不同季节里，我们能够看到不同的星座。
同时，由于地球自转导致了恒星视位置的变化，所以我们也能观察到恒星视位置发生移动。
七、海洋环流由于地球公转和季节变化等因素，海洋表面温度分布也会发生变化。
这又会引起海洋环流发生改变。
例如，在北半球夏季时，东部大西洋水域表面温度较低，而西部较高，则会形成从东向西的暖流。
八、结论综上所述，地球公转产生了许多重要现象。
从日照时间到季节变化，从星空变化到海洋环流，这些现象都直接或间接地影响着我们的生活和工作。
因此，我们应该更加重视地球公转这一自然现象，认真研究它所带来的影响。
海洋物理学的基本原理与应用
海洋物理学的基本原理与应用1. 简介海洋物理学是一门研究海洋中水体的运动、温度、盐度等物理特性的学科。
通过对海洋物理学的研究，可以更好地理解海洋的运动规律和变化趋势，为海洋资源的开发利用和环境保护提供依据。
本文将介绍海洋物理学的基本原理和其在实际应用中的意义。
2. 海洋物理学的基本原理2.1 海洋的运动海洋的运动主要受到风力、地转偏向力和重力的影响。
风力是海洋中最主要的外力，会引起海洋表面的水体产生牵引力，导致海洋产生循环运动。
地转偏向力则源于地球的自转，会使得赤道附近的海洋呈现西向暖流和东向冷流。
重力作用下，冷水下沉，热水上浮，形成热传递和物质循环的过程。
2.2 温盐结构海洋中的温度和盐度是衡量海洋物理特性的重要参数。
温度的分布受到太阳辐射和地球自身辐射的影响，随着深度的增加，温度逐渐降低。
而盐度则受到海洋中的蒸发和降水的影响，平均盐度值在世界范围内大致为3.5%。
温盐结构的研究可以揭示海洋中的热量和盐分传输过程，以及海洋环流的形成原因。
2.3 海洋波动海洋波动主要包括海浪、潮汐和海流等。
海浪是由于风力作用引起的水体的表面起伏，其高度和能量受到风速、风向和水深的影响。
潮汐是由于月亮和太阳引力作用于海洋水体而形成的周期性上升和下降的现象。
海流是由于各种因素引起的海水的流动，它对海洋的物质输送和能量交换起着重要的作用。
3. 海洋物理学的应用3.1 气候预测海洋物理学的研究对气候预测具有重要意义。
海洋中的温度和盐度分布对大气的热力和湿力有着显著影响，因此可以通过对海洋物理特性的监测和分析来预测未来的气候变化。
这种预测对于农业、水资源管理和灾害防范等方面具有重要的指导意义。
3.2 海洋资源开发海洋物理学的研究可以帮助我们更好地认识海洋的物理特性，进而开发利用海洋资源。
通过对海洋温度、盐度和流速的测量和分析，可以确定适宜的海洋养殖区域和渔业资源分布，促进渔业的发展。
此外，海洋能、海水淡化等领域也能够受益于海洋物理学的研究。
第七章海洋环流详解
（c）Re=140
（d）Re=2000
海水的受力—湍流应力
• 实际的海洋中总是处于湍流状态，由湍流运动导 致的湍流应力比分子粘性应力一般大几个量级。
• 用湍流粘性系数K代替分子粘性系数，湍流粘性 应力可写成
Fx
x
Ax
u x
y
Ay
u y
z
Az
u z
Fy
x
Ax
v x
y
Ay
• 方程闭合乎？，线性乎？
描述海水运动的方程不闭合！
• 全微分
du(x,t) u u dx u dy u dz dt t x dt y dt z dt u u u u v u w t x y z
d u v w dt t x y z
• 海水运动方程非线性的，且方程个数小于未知量 的个数，运动方程不闭合，无法求解！！！
y1 2
f0
y2 R2
• f-平面近似：如研究的海区纬度跨度不大，此时科氏参量f 可视为常量。f为常数的平面称为“f-平面”。
f f0
• -平面近似：当研究大范围的海水运动时，必须考虑科 氏力随纬度的变化，引进参量 =df/dy项，f 随纬度线性变 化的平面称为“ -平面”。
f f0 y
2 cos0
v y
z
Az
v z
Fz
x
Ax
w x
y
Ay
w y
z
Az
w z
• 分子粘性系数与海水性质有关，湍流粘性系数与 海水的运动有关，不同方向上差异较大
海水所受的湍流粘性力
• 海水在水平方向的运动尺度比铅直方向上 的大得多，所以水平方向上的湍流粘性系 数Ax与Ay比铅直方向上的Az大得多
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7.1 潮汐现象
2、 潮汐不等与潮汐类型
一、 潮汐的类型 从各地的潮汐观测曲线可以看 出，无论是涨、落潮时，还是潮高、 潮差都呈现出周期性的变化，根据潮 汐涨落的周期和潮差的情况，可以把 潮汐大体分为如下的４种类型。
7.1 潮汐现象
1. 正规半日潮 在一个太阴日（约 24时50分）内，有两次高潮和两次低 潮，从高潮到低潮和从低潮到高潮的 潮差几乎相等 。 2.不正规半日潮 在一个朔望月中 的大多数日子里，每个太阴日内一般 可有两次高潮和两次低潮；但有少数 日子（当月赤纬较大的时候），第二 次高潮很小，半日潮特征就不显著。 3.正规（全）日潮 在一个太阴日 内只有一次高潮和一次低潮 。 4.不正规日潮 在一个朔望月中的 大多数日子里具有日潮型的特征，但 有少数日子（当月赤纬接近零的时候） 则具有半日潮的特征。
力的变化，日、月引潮力等
第七章 潮汐
潮汐现象是指海水在天体（主要是月球和太阳）引潮力作用下所产生
的周期性运动，习惯上把海面铅直向涨落称为潮汐，而海水在水平方 向的流动称为潮流。
在太平洋盆地模拟旋转潮海拔
第七章
潮汐
潮汐现象是指海水在天体（主要是月球和太阳）引潮力作用下所 产生的周期性运动，习惯上把海面铅直向涨落称为潮汐，而海水在 水平方向的流动称为潮流。
7.3 引 潮 力
潮汐现象与天体运动密切相关，无论是月球还是太阳，其引潮 作用机理是相同的。 1、引潮力的定义 一、 公转惯性离心力 地球绕地月公共质心公转平动的结果，使得地球（表面或内部）各 质点都受到大小相等、方向相同的公转惯性离心力的作用。此公转惯 性离心力的方向相同且与从月球中心至地球中心联线的方向相同（即 方向都背离月球，彼此平行的实矢量），大小为
7.1 潮汐现象 7.2 与潮汐有关的天文学知识
7.3 引潮力
7.4 平衡潮 7.5 潮汐动力理论 7.6 风暴潮
7.1 潮汐现象
1、潮汐要素：
平潮，平潮的中间时刻称为高潮时。停潮，其中间时刻为低潮时。 从低潮时到高潮时的时间间隔叫做涨潮时，从高潮时到低潮时的时 间间隔则称为落潮时。一般来说，涨潮时和落潮时在许多地方并不 是一样长。海面上涨到最高位置时的高度叫做高潮高，下降到最低 位置时的高度叫低潮高，相邻的高潮高与低潮高之差叫潮差。
潮汐现象与天体运动密切相关，无论是月球还是太阳，其引潮 作用机理是相同的。 1、引潮力的定义 三、 引潮力
地球绕地月公共质心公转所产生的公转惯性离心力与月球引力
的合力称为引潮力。地球上各点的引潮力如图的粗矢量所示，可见地 球表面各点所受的引潮力的大小、方向都不同，例如Ａ、Ｂ两点的引
潮力方向背离地心，而Ｃ、Ｄ两点的引潮力方向则指向地心。
春分点 秋分点 升交点 降交点
天球上的圆和点
7.2 与潮汐有关的天文学知识
1、某些天文学的基本概念
一、天球 二、 天赤道、黄道与白道 三、春分点、秋分点、升交点及降交点 四、 赤纬、时角和天顶距
１. 赤纬：从天赤道沿 着天体的时圈至天体所 张的角度称为该天体的 赤纬，常用δ表示。 ２. 时角：观测者所在 的天子午圈与天体时圈 在天赤道上所张的角度 称为时角。
公转惯性离心力、月球引力及引潮力矢量
2、引潮力公式 设地球半径为r，月球中心至地球表面任意一点Ｐ的距离为X， 若考虑一个天体方位圈，即以地球为圆心，过天体（月球Ｍ）、 天顶（Ｐ′）的大圆圈，则θ为天顶距，即天顶与天体（这里指月 球）在天球上所张的角度。在地球表面Ｐ点处，单位质量海水 所受的月球引力、惯性离心力、引潮力
7.2 与潮汐有关的天文学知识
1、某些天文学的基本概念
一、天球 二、 天赤道、黄道与白道 三、春分点、秋分点、升交点及降交点 四、 赤纬、时角和天顶距
天球
7.2 与潮汐有关的天文学知识
1、某些天文学的基本概念
一、天球 二、 天赤道、黄道与白道 三、春分点、秋分点、升交点及降交点 四、 赤纬、时角和天顶距
海洋科学导论
第五章 海洋环流
海流是指海水大规模相对稳定的流动。 1、海流的成因（1、2）及表示方法 2、分类：地转流、风海流、世界大洋环流
第六章 海洋中的波动现象
波动的基本特点是，在外力的作用下，水质点离开其平衡位置作周期 性或准周期性的运动。海洋中的波浪有很多种类，引起的原因也各不
相同。例如海面上的风应力，海底及海岸附近的火山、地震，大气压
7.1 潮汐现象
2、 潮汐不等与潮汐类型 二、 潮汐的不等现象 凡是一天之中两个潮的潮差不等， 涨潮时和落潮时也不等，这种不规则 现象称为潮汐的日不等现象。 高潮中比较高的一个叫高高潮， 比较低的叫低高潮；低潮中比较低的 叫低低潮，比较高的叫高低潮。 在一个朔望月中，“朔”、 “望”之后二、三天潮差最大，这时 的潮差叫大潮潮差；反之在上、下弦 之后，潮差最小，这时的潮差叫小潮 潮差。
第一赤道坐标系：赤纬和时角
３. 天顶距：天 体与天顶之间所 张的角度称为天 顶距。
天球上的圆和点
7.2 与潮汐有关的天文学知识
2、时间单位 一、平太阳日和平太阳时 二、平太阴日和平太阴时 １平太阴日＝24.8412平太阳时≈24 h 50 min 三、 朔望月（盈亏月） 月球从新月（或满月）位置出发再回到新月（或满月）位 置的时间间隔，叫朔望月或盈亏月。朔望月是月相变化的 周期，它的长度等于29.5306平太阳日。
天赤道 ： 将地球的 赤道面无限延伸后和 天球相交的大圆圈， 叫做天赤道 。 黄道 太阳的周年视 运动轨道叫做黄道。 白道 月球绕着地球 公转的轨道称为白道。
天球的圆和点
天球上的圆和点
7.2 与潮汐有关的天文学知识
1、某些天文学的基本概念
一、天球 二、 天赤道、黄道与白道 三、春分点、秋分点、升交点及降交点 四、 赤纬、时角和天顶距
fc KM d2
公转惯性离心力、月球引力及引潮力矢量
7.3 引 潮 力
潮汐现象与天体运动密切相关，无论是月球还是太阳，其引潮 作用机理是相同的。 1、引潮力的定义 二、 月球引力
地球上任一地点单位质量的物体所受的月球引力 。方向都指向月
球中心，彼此不平行 。
fc
KM x2
7.3 引 潮 力