第5章补充 温盐环流与海洋深层水.ppt
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海水的温度、盐度和海水的运动 PPT课件 人教课标版
2、对大西洋表层年平均密度、盐度与温度的理解 正确的是
A、大西洋表层年平均密度与盐度几乎没有关系
C
B、大西洋表层年平均密度与温度大致呈正相关
C、 北半球高纬度的海水密度略高于南半球同纬度地区 D、 南半球的海水密度总低于北半球同纬度
3、对于图中①②③三海区海水的密度，判断正确的是
A A、①可能位于赤道附近地区 B、②一定在10°N 以北地区 C、① 地海洋表层和底层密度相差大易产生上升流形成 大渔场 D、 因夏季冰川融化的缘故，③地1月密度一定大于7月 密度
30
副极地中心环流— 气旋型（北逆南无）
0 南赤道暖流 西风漂流业地区分布
上 升 补 偿 流
图中水量平衡曲线（虚线）是根据降水量减去蒸发 量的差值绘制而成。
（1）简述海洋水量平衡曲线与海洋表面平均盐度 曲线之间的关系。
负相关，水量平衡高的地区，盐度低。
（2）是从气压带、温度、降水量、蒸发量等方面 综合分析B海区盐度高的原因。 B海区纬度较低，气温较高，蒸发量大；受副热 带高压控制，盛行下沉气流，降水稀少。因此 盐度高。
海水的温度、盐度 和海水的运动
一、海水的热量收支与温度
1、海水的收入和支出
2、海水温度的变化规律
（1）水平变化规律
（２）垂直变化规律
深度 (km) 1 2 3 4 5 6
0
温度(℃)
10
20
30
0
10
20
0
10
20
二、海水的盐度的分布规律
分布
西风漂流
60
0
副热带中心环流 —反气旋型
北赤道暖流
读非洲西岸沿19°S的海洋表面年平均水温 分布状况表 离海岸距离（千米）
海洋营养元素ppt课件
2NO2 4H 4e 亚硝酸还原酶 N2O22- 2H2O 2N2O22 6H 4e 2NH 2OH
NH2OH 2H 2e NH 3 H2O
HOOCCO (CH 2 )2 COOH ( 酮戊二酸) NH 3 2NADPH HOOCCH(NH 2 )CH 2CH 2COOH (谷氨酸) 2NADP H2O CH3COCOOH (丙酮酸) HOOCCH(NH 2 )CH2CH 2COOH CH3CH(NH 2 )COOH (丙氨酸) HOOCCO(CH 2 )2 COOH
冰期—间冰期大气CO2变化
变化 机制？
Sigman & Boyle, Nature, 2000
共识： 海洋的作用
三个假说
假说一：陆架侵蚀机制（McElroy,Nature,1983; Culter等, EPSL, 2003） 冰期海平面低 陆架区暴露于空气 间冰期累积的有机物风化侵蚀
增加海洋结合态氮储库 促进光合作用 吸收更多大气CO2
营养盐的构成
① 微量/痕量营养盐：Fe、Mn、Co、Zn、Se等 ② 主要营养盐： N、P、Si；海洋初级生产过程和
食物链的基础
二、营养盐循环
含量与分布不均 匀，存在明显的 季节与区域变化
第2节 氮的生物地球化学循环
一、海洋氮循环在气候变化中的作用
生物体重要 组成元素
地球大气的初始氧化
Berman-Frank等, 2003, Res. Microbiol
NH4+）和有机形态（DON、PON）的氮 （2）河流：各种无机（NO3-、NO2-、NH4+）和有
机形态（DON、PON）的氮 （3）大气：N2
海洋氮循环及其关键过程
海洋生物活动及其导致的氮形态转化
NH2OH 2H 2e NH 3 H2O
HOOCCO (CH 2 )2 COOH ( 酮戊二酸) NH 3 2NADPH HOOCCH(NH 2 )CH 2CH 2COOH (谷氨酸) 2NADP H2O CH3COCOOH (丙酮酸) HOOCCH(NH 2 )CH2CH 2COOH CH3CH(NH 2 )COOH (丙氨酸) HOOCCO(CH 2 )2 COOH
冰期—间冰期大气CO2变化
变化 机制？
Sigman & Boyle, Nature, 2000
共识： 海洋的作用
三个假说
假说一：陆架侵蚀机制（McElroy,Nature,1983; Culter等, EPSL, 2003） 冰期海平面低 陆架区暴露于空气 间冰期累积的有机物风化侵蚀
增加海洋结合态氮储库 促进光合作用 吸收更多大气CO2
营养盐的构成
① 微量/痕量营养盐：Fe、Mn、Co、Zn、Se等 ② 主要营养盐： N、P、Si；海洋初级生产过程和
食物链的基础
二、营养盐循环
含量与分布不均 匀，存在明显的 季节与区域变化
第2节 氮的生物地球化学循环
一、海洋氮循环在气候变化中的作用
生物体重要 组成元素
地球大气的初始氧化
Berman-Frank等, 2003, Res. Microbiol
NH4+）和有机形态（DON、PON）的氮 （2）河流：各种无机（NO3-、NO2-、NH4+）和有
机形态（DON、PON）的氮 （3）大气：N2
海洋氮循环及其关键过程
海洋生物活动及其导致的氮形态转化
第五章 世界大洋的温度、盐度和密度分布1
• 北半球，大洋西部温度大于东部，而南半球，大 洋东部温度大于西部 • 在铅直方向上，基本呈层化状态，且随深度的增 加其水平差异逐渐缩小，至深层其温、盐、密的 分布趋向均匀
3
赤道西太平洋暖 池
4
世界大洋的温度
• 世界大洋的整体平均为 3.8ºC，太平洋平均为3.7ºC, 大西洋4.0ºC,印度洋 3.8ºC
水团的深度取决于其密度，若海水最大密度 对应温度为3C，则2C海水可位于3C海水之上
极锋
极锋
主温跃层
17
水温的日变化
日较差：最高温与最低温之差。 日变化：很小，变幅不超过0.3ºC。 影响因素：太阳辐射、湍流、内波、潮流等。
表层水温的日变化：
晴天比多云大；无风比有风大； 低纬比高纬大；夏季比冬季大； 近岸比外海大。（？）
• 冬季渤海在四个海区中最低，尤以辽东湾最甚，渤海中部最高 也不过1-20C • 冬季黄海水温分布特征是暖水舌从南黄海经北黄海直指渤海海 峡，温度则从140C降到20C。 • 冬季黄海的东、西两侧，因有冷水沿岸南下，其水温明显低于 同纬度的中部海域的水温。
38
中国海的水平水温分布-东海
• 冬季东海表层水温分布的特点是西北低东南高，致使等温线基本上都 呈西南-东北走向 • 冬季东海的高温区在黑潮流域，水温高达22-230C，而杭州湾附近却低 达5-70C,长江口外可达50C以下 • 夏季东海海温分布均匀，基本在25-270C，呈西南-东北走向
东西方向基本呈带状分布 •南北方向呈马鞍状分布，双峰一 谷（？）
Tomczak and Godfrey,2001
24
大洋盐度的水平分布
冬季盐度分布特征与夏季相似;
北大西洋最高(35.5)，南大西洋、南太平洋次之(35.2)，北
海水的温度和盐度PPT课件
5．北半球中低纬度海区，大洋西岸比大洋东岸海水 ( B ) A、温度低，盐度低 B、温度高，盐度高 C、温度高，盐度低 D、温度低，盐度高
.
22
2、影响盐度的主要因素
（1）气候： 蒸发与降水的对比
蒸发＞降水 蒸发＜降水
盐度高 盐度低
（2）河川径流： 有河水注的地方盐度偏低
无河水注入的地方盐度偏高
河流注入地方一 年中盐度都偏低
.
24
学以致用 3．读“某海域等盐度线”，完成问题。
(1)影响该海域沿海地区盐度季节变化的主要因素是( )
A．海区地形地势特征
B．蒸发量多少
C．河流径流量的变化
D．洋流的性质
.
25
学以致用 3．读“某海域等盐度线”，完成问题。
(2)该海域晒盐最佳时期是( B ) 盐度较高、雨水较少、
A．1～3月
沿60°W经线由A海区向南北两方逐渐减少
.
11
(2)假设B、C海区之间有一热力环流，在B海区洋流势力减弱的 情况下，只考虑热力环流的影响，B、C海区两岸降水将如何变 化？为什么？
B海区沿岸降水量会增多，C海区沿岸降水量会减少。
B海区为寒流，由于势力减弱，C海区与B海区之间的热力差异减
小，热力环流会减弱。B海区沿岸因为下沉气流减弱，降水量会增
吗？
（3）洋流
暖流
高
寒流 低
结冰 （4）结冰与融冰
高
融冰 低
.
23
(1)不同海区盐度高低的判断方法
第一步，看纬度，海水盐度从南北半球的副热带海区分别向两 侧的高纬度和低纬度海区递减。
所以图中C、D处的盐度高于A、B处。
第二步，同纬度看海区位置及洋 流性质，其中：内海或有明显径 流的河流入海口主要看径流，其 盐度低；外海暖流经过处盐度高， 寒流经过处盐度低。如图中A处 与B处相比，B处有明显的径流， 盐度较低；
海水温度盐度和海水运动PPT资料
正确排序是 A A＞B＞C＞D B A＞D＞C＞B C C＞B＞A＞D D D＞A＞B＞C
高考真题:
读图回答下列问题：
1、图中，影响等值线
向外海凸出的主要因素
是：
A、降水 B、暖流
C、寒流 D、径流
2、在等值线的年内变
动中，Q点（2.8等值线
上的最东点）距大陆最
近的时段是：
A、2月
B、5月
C、7月
区水温高于寒流流过的海区
流流经海区低 （1）南北半球的中低纬度海区，
垂直方向上：随深度增加而递减,1000米
2、影响海水温度的因素： 副极地为中心呈逆时针流动
以下水温差别不大。
C 图示海域有我国最大渔场，海洋生物资源丰富
区水温高于寒流流过的海区
寒流对大陆沿岸有降温减湿的作用如：西澳大利亚寒流对澳大利亚西海岸的荒漠气候的形成起到重要作用
24℃
. . A
B
28℃
读拉丁美洲部分地区略图，判断下题：
2、图中①②③④四处海域，按海水盐度从 高到低的顺序，依次为
A ①②③④
B ②①③④
C ①②④③
D ②①④③
典型例题:
3、读某海域盐度(‰)分布图,回答下面各题:
（1）关于A海域盐度的正确判断是
A A海域盐度较两侧低 B A海域盐度较两侧高 C 主要是因为A海域降水较两侧多 D 主要是因为A海域蒸发较两侧少
海水温度盐度和海水运动
优选海水温度盐度和海 水运动Ppt
1、海水的性质： ①温度、盐度的分布规律，影响因素 ②海水对大气温度的调节作用及海水的运动
2、海水的运动： ①洋流的成因 ②洋流的分布 ③洋流对地理环境的影响
一、海水温度和盐度
高考真题:
读图回答下列问题：
1、图中，影响等值线
向外海凸出的主要因素
是：
A、降水 B、暖流
C、寒流 D、径流
2、在等值线的年内变
动中，Q点（2.8等值线
上的最东点）距大陆最
近的时段是：
A、2月
B、5月
C、7月
区水温高于寒流流过的海区
流流经海区低 （1）南北半球的中低纬度海区，
垂直方向上：随深度增加而递减,1000米
2、影响海水温度的因素： 副极地为中心呈逆时针流动
以下水温差别不大。
C 图示海域有我国最大渔场，海洋生物资源丰富
区水温高于寒流流过的海区
寒流对大陆沿岸有降温减湿的作用如：西澳大利亚寒流对澳大利亚西海岸的荒漠气候的形成起到重要作用
24℃
. . A
B
28℃
读拉丁美洲部分地区略图，判断下题：
2、图中①②③④四处海域，按海水盐度从 高到低的顺序，依次为
A ①②③④
B ②①③④
C ①②④③
D ②①④③
典型例题:
3、读某海域盐度(‰)分布图,回答下面各题:
（1）关于A海域盐度的正确判断是
A A海域盐度较两侧低 B A海域盐度较两侧高 C 主要是因为A海域降水较两侧多 D 主要是因为A海域蒸发较两侧少
海水温度盐度和海水运动
优选海水温度盐度和海 水运动Ppt
1、海水的性质： ①温度、盐度的分布规律，影响因素 ②海水对大气温度的调节作用及海水的运动
2、海水的运动： ①洋流的成因 ②洋流的分布 ③洋流对地理环境的影响
一、海水温度和盐度
海水的性质PPT
海水的性质
人类活动
环境
可持续发展观
负面
正面
课堂总结
海水温度随深度的增加而变化
【深度每下降1000米，温度约下降1°C—2°C】
水平方向上：
①同一海区：
不同季节：夏高冬低
②不同海区：
同一季节：低纬向高纬递减
③同一纬度，不同海区：
暖流流过：温度偏高寒流流过：温度偏低
变化幅度大
变化幅度小
01
02
不同地点海水温度比较方法：
同一纬度：暖流流经区域 > 寒流流经区域不同纬度：低纬度地区 > 高纬度地区
盐度‰
盐度‰
Q：大洋表层盐度的水平分布规律。
1、气候：副热带：炎热少雨 蒸发量>降水量赤道海域：温度高 蒸发量<降水量【海水温度越低，盐度越低】
2、洋流：暖流经过的地方：盐度高寒流经过的地方：盐度低
3、大洋边缘及内陆地区：大陆径流丰富的地区：盐度低大洋边缘盐度<大洋中部盐度
4、结冰期与融冰期：结冰期：盐度高融冰期：盐度低
红海地区气候干旱，入海河流少，海水盐度高。波罗的海地区气候湿润，入海河流众多，海水盐度低。
红海、波罗的海有狭窄的海峡与外海连通，海水交换量少，更新速度慢，使得红海盐度更高，波罗的海盐度更低。
红海盐度高的原因：气候干旱，入海河流少，仅有狭窄的海峡与外海连通。波罗的海盐度低的原因：气候湿润，入海河流多，与外海交换相对较少。
分析红海盐度高、波罗的海盐度低的原因（P55）
红海位于非洲东北部与阿拉伯半岛之间，盐度超过40‰，是世界上盐度最高的海域。 波罗的海位于斯堪的那维亚半岛与欧洲大陆之间，盐度不到10‰，是世界上盐度最低的海域。
红海地区：终年高温、少雨，盐度偏高；波罗的海地区：全年温和、多雨，盐度偏低。
主题式PPT-海洋篇-海水垂直结构与温盐图
度纬缓慢度降增低加而越不明显
明显
温度分层
不明显
盐度垂直分层
副热带海水 高盐度
北太平洋高纬 度表层海水
低盐度
台湾东海域某测站
深度
盐度 特性
海表面
低
受日照蒸发、降水及 陆地淡水注入影响
50~200m
最高
为发源于副热带海域 的高盐水
中层海水
600~700m 最低 为北太平洋高纬度表 层沉降的低盐水
700m以下
B水团
极区表层 水团 C水团
4000 m 极区底层水团
A海域
B海域
海水在某种稳定环境下维 持一段时间后，会形成与 该地气候条件相符、温度 与盐度性质均匀的水型
离开发源地后，会逐渐与 周围海水混合，但核心仍 保持来自发源地的性质， 形成水团
水型
水团
在温盐图上辨别水团
夏季海水 低盐夏季融冰 低温位于高纬度
冬季海水 高盐表层结冰 低温位于高纬度
低盐 低温
极区海域温盐图
高盐 低温
在温盐图上绘制温盐曲线
水团离开发源地后，表会层与海周水遭海水或表其层他水团混合，
因此测量不同深度海水的温度与盐度透值过，绘可制绘多制个出不一同
条温盐曲线，某这测张站图海就水称为温盐图 地点的温盐图，可
追踪水团发源地与
A水团
1000 m
移动路径
3000 m 极区测站海水
海水垂直结构与温盐图
温度垂直分中层夏纬明季度显表地，面混 表 海 和区冬高层 流 ，合季季温因 搅 温层节则故受 动 盐分波 均 度否分明浪 匀 较层，或 混 一
高温
密度小致，温度涌变升化流小减
对
斜温层（弱温，跃底层层）
海洋环流：第5讲 热盐环流初步知识
• 美国国家科学院255位院士，其中包括11位诺贝 尔奖获得者，2010年5月发表公开信捍卫气候变 化研究的严密性和客观性。他们警告说，应对气 候变化方面的任何延误都将增加发生全球灾难的 风险
31
Thermohaline Weakening?
Modern
LGM
32
Younger Dryas Heinrich event
59
1. Stommel，Arons和Faller实验
60
Stommel等（1958）实验图示
半径为r0顶角为θ的扇 形部分绕垂直轴以速 度Ω旋转。该扇形由 强度为S的源提供水体
61
• 当没有水源，整个系统与水箱一起旋 转的稳定状态下，且没有相对运动时， 水深度满足：
2r2 d D0 2g
24
全球增暖与热盐环流
• 1985年， Wallace Broecker指出，热盐环流有两 种模式，其一为运转，其二为停止，而且二者之 间可以很容易地切换；地球冰期与间冰期的转换 有可能是热盐环流模式转换所导致。
• 1990s，模式研究显示，大气CO2的增加会导致气 温上升，进而导致输入北大西洋淡水的增加，使 热盐环流崩溃。
22
北极环流
• 是环绕地转轴流动的海洋环流系统 • 不是西向强化，而是边界强化 • 是表层水与中层水衔接的环流，在世界大洋中是独特的
深层流段 不确定流段
下沉区 上层流段
Rudels, 1999
北极环极边界流的结构
23
整个海洋的经向热输送大约是2 PW（1015W）， 其中大西洋大约为1.3 PW
• 2003年，美国五角大楼发表题为“Imagining the unthinkable”报告，描述了热盐环流所导致的快速 气候变化将如何对全社会以各国和平共存的威胁。
31
Thermohaline Weakening?
Modern
LGM
32
Younger Dryas Heinrich event
59
1. Stommel，Arons和Faller实验
60
Stommel等（1958）实验图示
半径为r0顶角为θ的扇 形部分绕垂直轴以速 度Ω旋转。该扇形由 强度为S的源提供水体
61
• 当没有水源，整个系统与水箱一起旋 转的稳定状态下，且没有相对运动时， 水深度满足：
2r2 d D0 2g
24
全球增暖与热盐环流
• 1985年， Wallace Broecker指出，热盐环流有两 种模式，其一为运转，其二为停止，而且二者之 间可以很容易地切换；地球冰期与间冰期的转换 有可能是热盐环流模式转换所导致。
• 1990s，模式研究显示，大气CO2的增加会导致气 温上升，进而导致输入北大西洋淡水的增加，使 热盐环流崩溃。
22
北极环流
• 是环绕地转轴流动的海洋环流系统 • 不是西向强化，而是边界强化 • 是表层水与中层水衔接的环流，在世界大洋中是独特的
深层流段 不确定流段
下沉区 上层流段
Rudels, 1999
北极环极边界流的结构
23
整个海洋的经向热输送大约是2 PW（1015W）， 其中大西洋大约为1.3 PW
• 2003年，美国五角大楼发表题为“Imagining the unthinkable”报告，描述了热盐环流所导致的快速 气候变化将如何对全社会以各国和平共存的威胁。
海水温度和盐度 PPT课件 4 人教版
•
2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。
•
3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力!
•
4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂 不自在，哪里来的尘埃!
冰川
潜水、承压水、自流井示意图
承 压 井
自 流 井
湖
潜 水 井
潜水
隔水层
承压水
隔水层
降水补给河流：径流变化与降水变化一致
陆地水体 相互关系
冰川补给的河流：径流变化与＿气＿温＿
变化有密切关系
河水、湖水与 潜水的互补
河水与潜水的互补 湖水与潜水的互补 河水与湖水的互补
地下 水位
流量(立方米/秒) A
•
18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。
•
19、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会中看到了某种忧患。莫找借口失败，只找理由成功。
•
20、每一个成就和长进，都蕴含着曾经受过的寂寞、洒过的汗水、流过的眼泪。许多时候不是看到希望才去坚持，而是坚持了才能看到希望。
•
20、生活不会按你想要的方式进行，它会给你一段时间，让你孤独、迷茫又沉默忧郁。但如果靠这段时间跟自己独处，多看一本书，去做可以做的事，放下过去的人，等你度过低潮，那些独处的时光必定能照亮你的路，也是这些不堪陪你成熟。所以，现在没那么糟，看似生活对你的亏欠 ，其实都是祝愿。
相关主题
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• 溫鹽環流(thermohaline circulation) ： 因海水密度分佈不均，產生壓力梯度，形成的 海流
• 海水密度主要是受溫度、鹽度的影響，而溫鹽 變化最大即是赤道－極地
• 故溫鹽流主要是經向流。
三大洋主要的環流系統
. 摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed
海水蒸發使得 表層鹽度高， 深層鹽度低。
Q：中低緯度地區 的深海鹽度略增， 且和高緯度地區一 致，Why?
太平洋平均鹽度的垂直變化
South Atlantic (45S 50W)
• temperature (blue), salinity (green) and relative density (red) • Units: Temperature, degrees C; Salinity, p.s.u.; Density, kg m-3
溫鹽環流與海洋深層水
～球海洋運輸帶
海水的盐度、温度 全球大洋传送带
溫鹽環流與海洋深層水
～全球海洋運輸帶
海水的盐度、温度 全球大洋传送带
海水中的鹽類
•主要成分為氯化鈉、氯化鎂等。 •大多以離子狀態存在。 •在大洋中除了碳會受到生物作用而造成些
微變化，其他主要元素的比值是定值。
海水鹽類的輸入與輸出
陰 離 子 輸 入
陽
離
子
輸
入
輸出
數億年來，海水鹽度維持不變→鹽類的輸入=輸出。
海水表面鹽度的變化
低
高 高
高 高
鹽度和(蒸發量-降水量)的關係
Q：為何不同緯度地區的蒸發量、降水量分布是如此呢？ 氣候(赤道為多雨的低壓帶、副熱帶為乾燥的高壓帶)
•海水表面鹽度與〝蒸發量降水量〞的曲線很類似。 若不考慮其他因素，當〝蒸發量降水量〞越大(蒸發量 ＞降水量)時，海水表面鹽度越高。
• 隨後再向北、向東擴展
http://www.uib.no/People/ngfso/BIAC/
AABW分佈
From Talley 1999
大西洋水團分佈
摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.
普通水
• Common Water, CW • NADW流過赤道後繼續向南流，與AACP相混
合產 生一個新的水團普通水隨南極繞極流流動，
• 從好望角附近流進印度洋，繞過澳洲與紐西蘭 後流入太平洋，構成這兩大洋深層與底層水的 主體
可是由於北極海為陸塊以及海檻所圍繞， 所生成之底層水無法有效流出 • 不過，主要的表層海流均在格陵蘭南方匯集， 迫使海水下沈 • 另方面，海流匯集發生混合增密現象(Caballing effect)，混合水密度增大更易下沈 • 這股水團稱為由北往南流，水量很大。
北大西洋深层流
NADW
/oceanus/viewArticle.do?id=2335
Q：在高緯度地區，兩曲線差異較大，鹽度明顯降低，這 是為什麼呢？
海水表面的鹽度變化
因融冰注入淡水
低
因 河
低低
低 低
川
低高
注
入
淡
高
水
高 高
因副熱帶高壓籠罩，蒸發量＞降雨量
海水表面的溫度變化
低
高 低 •因日照程度不同，隨緯度增加，水溫越低。
海水表面的溫度變化
黑
赤
潮 由
高
道 洋
南
高
低
流
向
由
北
東
流
向
西
從大氣吸收熱
低鹽高溫 深層水
全球溫鹽環流由北大西洋下沉 在其經過的較暖的區域吸收能量
再帶至其冷區釋回大氣中 是一條重要的能量輸送帶
北極附近融冰釋出大量淡水流入大西洋 大幅度的海水溫度及鹽度變化 勢必干擾全球海洋的環流系統
海洋表層與深層交匯的溫鹽環流 整個環流有可能會變慢甚至停止 這將影響地表的氣溫與降水型態
引發劇烈的氣候變化
溫鹽環流在北大西洋由於又冷又鹹 密度變大而下沈至深海 繼續往南大西洋流動
在非洲南端及南極洲之間流進印度洋 這些海水繼續往東進入太平洋
而且逐漸上升，形成較淺較暖的洋流 再繞了個圈流入印度洋
最後進入南大西洋，往北至北大西洋
北大西洋深層水
• Atlantic Deep Water, NADW • 北極海區冬季時亦理應生成類似的底層水，
流
•海流也會影響海面溫度。
海水的分層結構 (依溫度變化分層)
陽光照射 (波浪、海流的混合)
Q：為何深水層溫 度最低約為1度？
海水隨溫度的分層現象， 在低緯度區最明顯，高緯度區不明顯， 中緯度區夏季較明顯，冬季較不明顯。 Why？ 因海水表面溫度不同
海水的鹽度垂直結構
海面結冰時， 會將鹽類釋放 到下層，使得 表層鹽度低， 深層鹽度高。
/teaching/courses/oa631/hydro.html
溫鹽環流與海洋深層水
～全球海洋運輸帶
海水的盐度、温度 全球大洋传送带
洋流
• 風吹流(wind-driven current) ： 風吹水流即成風吹流，此為海洋上層的主要海 流。 current 指較小尺度的運動， circulation指較大尺度的運動
全球溫鹽環流分佈
• NADW流量約為 20 SV
• 北太平洋的表層海流會送回大西洋，大約有8.5SV • 抵北大 西洋時此流之流量已增為18.5 SV
1SV =106 m3/sec
• 太平洋有1.5 SV會經由白令海峽(Bering Strait)進入大西洋， 0.1SV的水 會以水汽型態穿越巴拿馬地峽
南極底層水
• Antarctic Bottom Water, AABW • 來源：
南極的威德海(Weddell Sea) 羅斯海(Ross Sea)水域。
• 為南極繞極水(Antarctic Circumpolar Water, AACP)以及附近大陸棚海水之混合體
• 冬季時，由於冷卻以及結冰作用， 海水σ_t 密度增至27.96以上，會沿著陸棚邊緣下 沈直至深海海底
摘自Thurman, H. V. (1993) "Essentials of Oceanography", 4th ed.
全球大洋传送带示意图
密度流(又稱深海洋流)
海水溫度與鹽度 (影響密度)不均勻所造成
深層海洋與大氣的交互作用
是靠移動緩慢的溫鹽環流來進行
高鹽低溫 表層水
將熱氣釋回大氣 溫暖表
面海水
• 海水密度主要是受溫度、鹽度的影響，而溫鹽 變化最大即是赤道－極地
• 故溫鹽流主要是經向流。
三大洋主要的環流系統
. 摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed
海水蒸發使得 表層鹽度高， 深層鹽度低。
Q：中低緯度地區 的深海鹽度略增， 且和高緯度地區一 致，Why?
太平洋平均鹽度的垂直變化
South Atlantic (45S 50W)
• temperature (blue), salinity (green) and relative density (red) • Units: Temperature, degrees C; Salinity, p.s.u.; Density, kg m-3
溫鹽環流與海洋深層水
～球海洋運輸帶
海水的盐度、温度 全球大洋传送带
溫鹽環流與海洋深層水
～全球海洋運輸帶
海水的盐度、温度 全球大洋传送带
海水中的鹽類
•主要成分為氯化鈉、氯化鎂等。 •大多以離子狀態存在。 •在大洋中除了碳會受到生物作用而造成些
微變化，其他主要元素的比值是定值。
海水鹽類的輸入與輸出
陰 離 子 輸 入
陽
離
子
輸
入
輸出
數億年來，海水鹽度維持不變→鹽類的輸入=輸出。
海水表面鹽度的變化
低
高 高
高 高
鹽度和(蒸發量-降水量)的關係
Q：為何不同緯度地區的蒸發量、降水量分布是如此呢？ 氣候(赤道為多雨的低壓帶、副熱帶為乾燥的高壓帶)
•海水表面鹽度與〝蒸發量降水量〞的曲線很類似。 若不考慮其他因素，當〝蒸發量降水量〞越大(蒸發量 ＞降水量)時，海水表面鹽度越高。
• 隨後再向北、向東擴展
http://www.uib.no/People/ngfso/BIAC/
AABW分佈
From Talley 1999
大西洋水團分佈
摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.
普通水
• Common Water, CW • NADW流過赤道後繼續向南流，與AACP相混
合產 生一個新的水團普通水隨南極繞極流流動，
• 從好望角附近流進印度洋，繞過澳洲與紐西蘭 後流入太平洋，構成這兩大洋深層與底層水的 主體
可是由於北極海為陸塊以及海檻所圍繞， 所生成之底層水無法有效流出 • 不過，主要的表層海流均在格陵蘭南方匯集， 迫使海水下沈 • 另方面，海流匯集發生混合增密現象(Caballing effect)，混合水密度增大更易下沈 • 這股水團稱為由北往南流，水量很大。
北大西洋深层流
NADW
/oceanus/viewArticle.do?id=2335
Q：在高緯度地區，兩曲線差異較大，鹽度明顯降低，這 是為什麼呢？
海水表面的鹽度變化
因融冰注入淡水
低
因 河
低低
低 低
川
低高
注
入
淡
高
水
高 高
因副熱帶高壓籠罩，蒸發量＞降雨量
海水表面的溫度變化
低
高 低 •因日照程度不同，隨緯度增加，水溫越低。
海水表面的溫度變化
黑
赤
潮 由
高
道 洋
南
高
低
流
向
由
北
東
流
向
西
從大氣吸收熱
低鹽高溫 深層水
全球溫鹽環流由北大西洋下沉 在其經過的較暖的區域吸收能量
再帶至其冷區釋回大氣中 是一條重要的能量輸送帶
北極附近融冰釋出大量淡水流入大西洋 大幅度的海水溫度及鹽度變化 勢必干擾全球海洋的環流系統
海洋表層與深層交匯的溫鹽環流 整個環流有可能會變慢甚至停止 這將影響地表的氣溫與降水型態
引發劇烈的氣候變化
溫鹽環流在北大西洋由於又冷又鹹 密度變大而下沈至深海 繼續往南大西洋流動
在非洲南端及南極洲之間流進印度洋 這些海水繼續往東進入太平洋
而且逐漸上升，形成較淺較暖的洋流 再繞了個圈流入印度洋
最後進入南大西洋，往北至北大西洋
北大西洋深層水
• Atlantic Deep Water, NADW • 北極海區冬季時亦理應生成類似的底層水，
流
•海流也會影響海面溫度。
海水的分層結構 (依溫度變化分層)
陽光照射 (波浪、海流的混合)
Q：為何深水層溫 度最低約為1度？
海水隨溫度的分層現象， 在低緯度區最明顯，高緯度區不明顯， 中緯度區夏季較明顯，冬季較不明顯。 Why？ 因海水表面溫度不同
海水的鹽度垂直結構
海面結冰時， 會將鹽類釋放 到下層，使得 表層鹽度低， 深層鹽度高。
/teaching/courses/oa631/hydro.html
溫鹽環流與海洋深層水
～全球海洋運輸帶
海水的盐度、温度 全球大洋传送带
洋流
• 風吹流(wind-driven current) ： 風吹水流即成風吹流，此為海洋上層的主要海 流。 current 指較小尺度的運動， circulation指較大尺度的運動
全球溫鹽環流分佈
• NADW流量約為 20 SV
• 北太平洋的表層海流會送回大西洋，大約有8.5SV • 抵北大 西洋時此流之流量已增為18.5 SV
1SV =106 m3/sec
• 太平洋有1.5 SV會經由白令海峽(Bering Strait)進入大西洋， 0.1SV的水 會以水汽型態穿越巴拿馬地峽
南極底層水
• Antarctic Bottom Water, AABW • 來源：
南極的威德海(Weddell Sea) 羅斯海(Ross Sea)水域。
• 為南極繞極水(Antarctic Circumpolar Water, AACP)以及附近大陸棚海水之混合體
• 冬季時，由於冷卻以及結冰作用， 海水σ_t 密度增至27.96以上，會沿著陸棚邊緣下 沈直至深海海底
摘自Thurman, H. V. (1993) "Essentials of Oceanography", 4th ed.
全球大洋传送带示意图
密度流(又稱深海洋流)
海水溫度與鹽度 (影響密度)不均勻所造成
深層海洋與大氣的交互作用
是靠移動緩慢的溫鹽環流來進行
高鹽低溫 表層水
將熱氣釋回大氣 溫暖表
面海水