厦门大学海洋科学导论课件(水文部分)lect10_1105
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厦门大学精品课程之海洋生态学PPT课件
• 主要环境特征是大部分海域被冰覆盖，平均水温很低， 特别是光照条件差、生产季节短。
• 北冰洋基本上受大陆包围，海冰常年或季节性存在。 • 北冰洋的初级生产基本上不受营养盐缺乏的限制，而
是受光照条件差的限制。 • 北极鳕（Boreogadus saida）是能量和物质从浮游植
物传递至鸟类和哺乳类过程中的关键种。
第23页/共49页
一、热带、亚热带大洋区和赤道带
（一）热带、亚热带大洋区
• 充足的太阳辐照，海水透明度高。 • 表层海水向环流中心辐聚，混合层深度超过真光层深度。 • 温跃层在夏季可达100~200 m，冬季增加到400 m左右。 • 初级生产力最低的水域，被称为大洋的“生物沙漠”，但
可常年进行光合作用。 • 固氮种类外，以聚球菌、原绿球菌和其他微微型真核自养
光能
CO2 ＋ H 2O 叶绿素 （CH2O）＋O2＋能量
第2页/共49页
二、生产力的有关概念
• 总初级生产力（gross primary production） • 净初级生产力（net primary production） • 群落净生产力（net community productivity） • 现存量、周转率、周转时间 • B2 ＝ B1 ＋ P — E ＝ B1 ＋ ΔB • 生产力 = 现存量×周转率
图 6.6 营养盐浓度与藻类生长率的关系 (引自 Kaiser et al. 2005)
第11页/共49页
• 最大吸收速率（µmax）
• 反映细胞营养水平和环境限制程度的指标 • 随环境而变
• 吸收半饱和常数（KN）
• 种群竞争限制性营养盐能力的一个重要指标 • 相对保守、稳定 • 沿岸与大洋种类的差异、季节演替
• 北冰洋基本上受大陆包围，海冰常年或季节性存在。 • 北冰洋的初级生产基本上不受营养盐缺乏的限制，而
是受光照条件差的限制。 • 北极鳕（Boreogadus saida）是能量和物质从浮游植
物传递至鸟类和哺乳类过程中的关键种。
第23页/共49页
一、热带、亚热带大洋区和赤道带
（一）热带、亚热带大洋区
• 充足的太阳辐照，海水透明度高。 • 表层海水向环流中心辐聚，混合层深度超过真光层深度。 • 温跃层在夏季可达100~200 m，冬季增加到400 m左右。 • 初级生产力最低的水域，被称为大洋的“生物沙漠”，但
可常年进行光合作用。 • 固氮种类外，以聚球菌、原绿球菌和其他微微型真核自养
光能
CO2 ＋ H 2O 叶绿素 （CH2O）＋O2＋能量
第2页/共49页
二、生产力的有关概念
• 总初级生产力（gross primary production） • 净初级生产力（net primary production） • 群落净生产力（net community productivity） • 现存量、周转率、周转时间 • B2 ＝ B1 ＋ P — E ＝ B1 ＋ ΔB • 生产力 = 现存量×周转率
图 6.6 营养盐浓度与藻类生长率的关系 (引自 Kaiser et al. 2005)
第11页/共49页
• 最大吸收速率（µmax）
• 反映细胞营养水平和环境限制程度的指标 • 随环境而变
• 吸收半饱和常数（KN）
• 种群竞争限制性营养盐能力的一个重要指标 • 相对保守、稳定 • 沿岸与大洋种类的差异、季节演替
海洋学导论-第三章(PPT文档)
第三章 海水的物理特性和 世界大洋的层化结构 (4学时)
基本要求：掌握 标准海水、位温、密度超量、盐度（3种定义）、太阳高 度、温（盐）跃层、水团等概念(特性）；理解 海面热平衡方程、整个海洋全 热量平衡方程、局部海域的及整个海洋的全水量平衡方程（状态）；熟悉 温度、 盐度、密度一般分布规律及三者的水平、铅直分布特征（形式）；了解一些物 理海洋学中常用术语及表示方法，包括分布图形（类型）。本章是学习物理海 洋学、化学海洋学、海洋生物学的基础。
KCl溶液的电导比来确定海水的盐度值。 【教材59页】 即电导比K15 = C标海/C标KCl = 1）则
（二）实用盐度的计算公式
∑5Βιβλιοθήκη S=aiK i/2 15
i=0
（3-3）
式中K15是在101325Pa下，温度15℃时，海水样品的电导率与标准所配 KCl溶液的电导率之比。式中a0=0.0080，a1=-0.1692，a2=25.3851， a3=14.0941，a4=-7.0261，a5=2.7081；，适用范围为2≤S≤42。【S定义域2 为淡水最高值，计算结果1×10-3，盐度都是在10-3小数点变化】故此：
S‰=-0.08996+28.29720R15+12.80832R２15
-10.67869R315+5.98624R415-1.32311R515
(3-2)
实测的海水的电导率，查《海洋学常用表》可得S‰ 值
三、1978年实用盐度标度（P78）
（一）建立实用盐度的固定参考点 配制浓度为32.435‰KCl溶液代替上述标准海水，用海水相对于此
§3.1 海水的主要热学和力学性质 (1学时)
海水是一种溶解有多种无机盐、有机物质和气体以及含有许多悬浮物质的 混合液体。
基本要求：掌握 标准海水、位温、密度超量、盐度（3种定义）、太阳高 度、温（盐）跃层、水团等概念(特性）；理解 海面热平衡方程、整个海洋全 热量平衡方程、局部海域的及整个海洋的全水量平衡方程（状态）；熟悉 温度、 盐度、密度一般分布规律及三者的水平、铅直分布特征（形式）；了解一些物 理海洋学中常用术语及表示方法，包括分布图形（类型）。本章是学习物理海 洋学、化学海洋学、海洋生物学的基础。
KCl溶液的电导比来确定海水的盐度值。 【教材59页】 即电导比K15 = C标海/C标KCl = 1）则
（二）实用盐度的计算公式
∑5Βιβλιοθήκη S=aiK i/2 15
i=0
（3-3）
式中K15是在101325Pa下，温度15℃时，海水样品的电导率与标准所配 KCl溶液的电导率之比。式中a0=0.0080，a1=-0.1692，a2=25.3851， a3=14.0941，a4=-7.0261，a5=2.7081；，适用范围为2≤S≤42。【S定义域2 为淡水最高值，计算结果1×10-3，盐度都是在10-3小数点变化】故此：
S‰=-0.08996+28.29720R15+12.80832R２15
-10.67869R315+5.98624R415-1.32311R515
(3-2)
实测的海水的电导率，查《海洋学常用表》可得S‰ 值
三、1978年实用盐度标度（P78）
（一）建立实用盐度的固定参考点 配制浓度为32.435‰KCl溶液代替上述标准海水，用海水相对于此
§3.1 海水的主要热学和力学性质 (1学时)
海水是一种溶解有多种无机盐、有机物质和气体以及含有许多悬浮物质的 混合液体。
厦大海洋科学导论
·水汽压：湿空气中，由水汽所引起的那一部分压强.
·饱和水汽压：当温度一定时，若从纯水的水表面逸入空气中的水分与从空气中进入水面的水分在数量上相同，此时水汽所造成的那部分压强。温度越高，E越大。
·相对湿度：空气中实际水气压e与同温度下的饱和水气压E之比。RH=e/E*100%。
·风：空气相对于地面作水平运动。
·朔望月：月相完全更替一轮的周期。
·海洋潮汐：海洋潮汐是由天体（主要是月球和太阳）的引潮力产生的。
·月球引潮力：地球绕地月公共质心所产生的惯性离心力与月球引力的合力。
·平衡潮理论：
（1）假设前提：1.地球为一圆球，其表面完全被等深的海水所覆盖，不考虑陆地的存在；2.海水没有粘滞性，也没有惯性，海面随时与等势面重叠；3.海水不受地转偏向力和摩擦力的作用。
·波的波形传播特征：1.水质点只在平衡位置做圆周运动；2.波峰水质点向前，波谷处水质点向后，峰前节点水质点向上，峰后节点水质点向；3..海浪的传播实际上只是波形的传播。
·有限振幅波动（斯托克斯波）：1.波面不是简谐曲线，且对于横轴不对称，水质点振动中心高于平均水面；2.c与H有关，δ，c；3.水质点的轨迹很近于圆，但不是封闭的；4.波动的动能大于势能Ek>Ep，而且Ek铅直>E k水平；5.δ大于一定程度波面将破碎，理论上其破碎角为120°或δ≥1/7。
不利的方面：
1.内波引起的等温度面和等密度面的起伏会影响到海洋中声信号的传播速度与方向。从而降低了声纳的功能，增加了水下通讯和目标探测的困难。
2.内波会引起等密度面的快速（流速急）的大振幅上下起伏。如果有潜艇和鱼雷等水下航行物体位于这种等密度面处，它们将随等密度面上下运动或快速上浮下沉，导致鱼雷脱靶，潜艇难以操作。如有海上采油平台，也会受到严重影响和损害。
·饱和水汽压：当温度一定时，若从纯水的水表面逸入空气中的水分与从空气中进入水面的水分在数量上相同，此时水汽所造成的那部分压强。温度越高，E越大。
·相对湿度：空气中实际水气压e与同温度下的饱和水气压E之比。RH=e/E*100%。
·风：空气相对于地面作水平运动。
·朔望月：月相完全更替一轮的周期。
·海洋潮汐：海洋潮汐是由天体（主要是月球和太阳）的引潮力产生的。
·月球引潮力：地球绕地月公共质心所产生的惯性离心力与月球引力的合力。
·平衡潮理论：
（1）假设前提：1.地球为一圆球，其表面完全被等深的海水所覆盖，不考虑陆地的存在；2.海水没有粘滞性，也没有惯性，海面随时与等势面重叠；3.海水不受地转偏向力和摩擦力的作用。
·波的波形传播特征：1.水质点只在平衡位置做圆周运动；2.波峰水质点向前，波谷处水质点向后，峰前节点水质点向上，峰后节点水质点向；3..海浪的传播实际上只是波形的传播。
·有限振幅波动（斯托克斯波）：1.波面不是简谐曲线，且对于横轴不对称，水质点振动中心高于平均水面；2.c与H有关，δ，c；3.水质点的轨迹很近于圆，但不是封闭的；4.波动的动能大于势能Ek>Ep，而且Ek铅直>E k水平；5.δ大于一定程度波面将破碎，理论上其破碎角为120°或δ≥1/7。
不利的方面：
1.内波引起的等温度面和等密度面的起伏会影响到海洋中声信号的传播速度与方向。从而降低了声纳的功能，增加了水下通讯和目标探测的困难。
2.内波会引起等密度面的快速（流速急）的大振幅上下起伏。如果有潜艇和鱼雷等水下航行物体位于这种等密度面处，它们将随等密度面上下运动或快速上浮下沉，导致鱼雷脱靶，潜艇难以操作。如有海上采油平台，也会受到严重影响和损害。
海洋科学导论
海洋科学导论一、绪论海洋科学：是研究地球上海洋的自然现象、性质及其变化规律，以及与开发、利用海洋有关的知识体系。
研究对象：世界海洋及与之密切相关联的大气圈、岩石圈、生物圈，海洋中的(海水、营养盐、生物)，海底的(海洋沉积、海底岩石圈)，海口的(河口、海岸带)，海面的(大气边界层)。
特点：特殊性和复杂性、综合性，海洋中的水汽冰三态的转化无时无刻不在进行，作为自然系统的多层次耦合性。
研究内容：海水运动规律，海洋中的物理、化学、生物、地质过程，及其相互作的基础研究；海洋资源开发、利用，有关海洋军事活动迫切需要的应用研究。
海洋科学的发展史：第一阶段：海洋知识的积累；第二阶段：海洋科学的奠基与形成；第三阶段：现代海洋科学时期；最后，海洋科学的未来。
二、地球系统与海底科学地表陆海分布：地球表面总面积约5.1×108km2，分属于陆地和海洋。
以大地水准面为基准，陆地占29.2％，海洋占70.8％，地表大部分为海水所覆盖。
地球上海洋相互连通，构成统一的世界大洋；而陆地则相互分离，没有统一的世界大陆。
海洋不仅面积超过陆地，其深度也超过陆地高度。
3000m以上深海洋占其总面积的75％；而高度不足1000m 的陆地占其总面积的71％。
海洋平均深度达3795m，而陆地平均高度只有875m。
如果将高低起伏的地表削平，则地球表面将被约2646m 厚的海水均匀覆盖。
海洋的划分：根据海洋要素特点及形态特征，可分为主要部分——洋和附属部分海、海湾和海峡。
(大)洋，远离大陆，面积广阔，占海洋总面积的90.3％；深度大，一般大于2000m；海洋要素如盐度、温度等不受大陆影响，盐度平均为35，且年变化小；具有独立的潮汐系统和强大的洋流系统。
海是海洋的边缘部分，全世界共有54 个海，其面积占世界海洋总面积的9.7％。
海的深度较浅，平均在2000m以内。
其温度和盐度等海洋要素受大陆影响很大，有明显的季节变化。
水色低，透明度小，没有独立的潮汐和洋流系统，潮波多系由大洋传入，但潮汐涨落往往比大洋显著，海流有自己的环流形式。
厦门大学海洋科学导论课件(水文部分)lect11_1107
AAIW NADW AABW
AAIW: Antarctic Intermediate Water AABW: Antarctic Bottom Water NADW: North Atlantic Deep Water
沿大西洋南北纵断面上几种水团的分布情形 摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。
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 (2) Movement of intermediate water(中层水) (a) 南极辐聚和西北辐聚区海水下沉形成，约在8001000m，带有源地的低盐特征 (b) 地中海、红海-波斯湾水等溢出的高盐中层水
副热 南北半球反气 带辐 旋式大环流的 聚区 中间海域
a) b)
流速小
世界大洋最高的水色和最大透明度， 也是生产力最低的地方
副热带辐聚区
副热带辐聚区
NP
NP,december SP NA,december NA
SP,August SA
Time series of the monthly mean area (km2) with surface chlorophyll less than or equal to 0.07mg chl/m3 between 5–45 N/S latitude
《海洋科学导论》课程激发海洋意识,为海洋强国战略贡献青春力量
实践机会：提供丰富的实习、 实践和科研机会，让学生在实 践中提高能力
创新能力：鼓励学生参与创新 项目，培养他们的创新意识和 能力
为海洋强国战略贡献青春力量
课程目标：培养具有海洋科学基础知识和实践能力的人才
课程内容：涵盖海洋生物、物理、化学、地质等多个领域
教学方法：采用理论与实践相结合的教学方式，注重培养学生的实践能力和创新精神 课程成果：学生毕业后可以在海洋科研、教育、管理等领域发挥重要作用，为海洋强国 战略贡献青春力量
海洋科学导论课程
汇报人：
目录
01 课程目标 03 课程实施
02 课程内容 04 课程效果
课程目标
培养海洋意识
认识海洋：了解海洋的物理、化学、生物等方面的基本知识 保护海洋：树立保护海洋环境的意识，了解海洋保护的重要性和方法 利用海洋：了解海洋资源的利用方式和可持续发展策略 海洋文化：了解海洋文化的内涵和特点，培养海洋文化素养
课程目标：培养学生对海洋环境的认识和保护意识，提高学生的社会责任 感和环保意识
课程效果：学生能够认识到海洋保护的重要性，积极参与海洋环境保护活 动，提高海洋保护意识
培养创新与实践能力
课程内容：涵盖海洋科学多个 领域，包括物理、化学、生物、 地质等
教学方法：采用案例分析、小 组讨论、实验操作等多种方式， 激发学生创新思维
培养团队协作 精神，提高沟 通能力和学术 交流能力
0
0
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1
2
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4
培养海洋强国战略人才
培养具有海洋科 学基础知识的人
才
培养具有海洋科 学研究能力的人
才
培养具有海洋资 源开发利用能力
的人才
培养具有海洋环 境保护意识的人
海洋科学概论优品ppt资料
李永棠、黃國銘
■授課 □分組討論
■授課 □分組討論
□授課 ■分組討論
協同教學「海洋沉積物探索核爆與地震之軌跡」 蘇志杰、黃國銘
由於經濟高度成長，工業發達，人口大量集中都 市，使得未經處裡的各類廢水經由河川進入海洋，使 海域直接、間接承受相當大的汙染量。
各組議題口頭報告:「全球暖化對海洋之影響」 「聖 嬰現象」
課程主軸結構
本課程主旨在培養學生如何在人類繼 續追求向前發展的同時，做到人與海洋環 境的和諧相處，以達永續經營與發展的理 想。本課程內容在介紹海洋和任何在海洋 中所發生的現象。近年來人類對海洋學的 興趣日增，目前相當重視並利用海洋資源， 且積極保育海洋生態。
開課基本資料
• 開課年級：無限制 • 開課教師：黃國銘 • 學分數：2 學分 • 修課人數：女 8 人、男 52 人，共60人 • 師資團隊總人數： 6 人 • 外聘校外師資人數： 5 人
協同教學「我國海洋政策、法制與執行」
台海探輔灣洋討導海西 觀 海 分洋部光洋組沿休油期科海閒污中技地的染書區概主面長念要與久、成期抽台因末方取灣來口地的自頭孟下海大專德水洋氣題灌觀、報溉光自告、休然，養閒漏以能殖、出確工、海、認源甚洋都同業與至觀市學技於光排的環飲休放報術境用閒、告研，的海方研極本域向究究度土油與院依案田內所賴例探容地、勘可下台產以底氯水灣生契泥聯資海、合中苯利源洋油本，觀輪課作P用A帶光及程為H海來發卸主s海作洋當展油旨地因站。域為沈沿素正污海積海 分 常染域物居析情民。況源污岩生漏調染心命出查源探與及人油調討。文輪查污極意、染大外之事牡歷衝件蠣史擊漏中。出，。多
黃國銘 黃國銘
□授課 ■分組討論 各組議題口頭報告:「沿岸海域監測」「海洋油污染」
黃國銘
厦门大学-海洋水文观测原理与方法-复习
厦门大学-海洋水文观测原理与方法-复习海洋中的运动：1、规律性的大尺度运动，可以独立描述；2、极其无规则的小尺度涡旋运动（湍流），必须予以统计描述；3、各类波动（波浪、潮流）。
水深：固定地点从海平面到海底的垂直距离。
连续站每小时测一次；大面（或断面）调查，在船到站后即测量。
传统的深度测量准确度为±2％。
100m以浅，记录取一位小数；超过100m，记录取整数。
测量方法：钢丝绳测深法；回声测深法。
水位：水体的自由水面距离固定基面的高度统称为水位。
海洋中的水位又称潮位。
观测方法：水尺观测；浮子式验潮仪；压力式验潮仪；超声波测潮仪。
水位测量的准确度为：水深在10 m以浅时，测量的准确度为±0.05 m(5cm)；水深在10-100 m范围内时，测量准确度为±0.1m(10cm)。
连续观测在30昼夜以内时，取样时间间隔为5 min；连续观测超过30昼夜时，取样时间间隔定为10 min。
潮高测量的准确度：规定为三级：一级±1 cm；二级±5 cm；三级±10 cm。
温度（盐度）是海水海洋物理性质中最基本的要素之一: 水团划分；锋面结构；环流性质判别。
盐度：1、盐度定义是指在1000g海水中，当碳酸盐全部变为氧化物、溴和碘以氯代替，所有的有机物质全部氧化之后所含固体物质的总数。
其测量方法是取一定量的海水，加盐酸和氯水，蒸发至干，然后在380℃和480℃的恒温下干燥48h，最后称所剩余固体物质的重量。
2、在一个标准大气压下，15℃的环境温度中，海水样品与标准KCl溶液的电导比。
标准海水：盐度为35.000‰、温度为15℃的标准海水。
测量方法：硝酸银滴定法、比重法、折射法、电导法。
温度测量口诀：一记，二挂，三感，四读，五检飞机或卫星遥感测温：优点-迅速同步地获得大面积温度信息；缺点-表层温度与表皮温度的差别，大气温湿和油膜对遥感有很大的影响。
国际ARGO计划目的：快速、准确、大范围收集全球海洋上层的海水温、盐度剖面资料，以提高气候预报的精度，有效防御全球日益严重的气候和海洋灾害（如飓风、龙卷风、台风、冰暴、洪水和干旱，以及风暴潮、赤潮等）给人类造成的威胁。
厦门大学海洋科学导论课件(水文部分)lect12_1114
深水波(短波) 浅水波(长波)
有限振幅波(a≈ λ)
Wave of Finite Amplitude
② 风浪(wind wave)、涌浪(swell)、 近岸浪(coastal wave)
• Deep water waves(深水波): h (water depth)>½ λ(wavelength) • Shallow water waves(浅水波):h <1/20λ
2. 有限水深（ 1 h 1 ）
20
2
轨迹方程为
( x x0 )2 A2
(z
z0 )2 B2
1
A a ch[k(h z)], B a sh[k(h z)]
sh(kh)
sh(kh)
(1)轨迹为椭圆 (2)椭圆的长短轴皆随z↑而↓，但长轴变化较慢，短
轴变化较快，在海底短轴为0
次表层水(subsurface water): 副热带海域表层 海水下沉。高盐、 相对高温
中层水(intermediate water)：南极辐聚和西北辐 聚区海水下沉形成，低盐
深层水(deep water)：北大西洋格陵兰南部的上 层海洋形成。贫氧
底层水(bottom water)：具有最大的密度，主要 来源于威德尔海、罗斯海，其次是格陵兰海 与挪威海
P ec
c* c gh
(3) 波动所具有的能量相当可观
例：波高为3m，周期为7s的一个波动，跨过10km宽的 海面。求它的功率（波动功率指单位时间内跨过单位 截面的能量）
W P 1 ec 1 1 gH 2 gT
2
28
2
g g H 2 T 32
若H单位为米，周期为秒，取g=9.8m/s2，则
厦门大学海洋科学导论课件(水文部分)lect15_1205
D C1 C
* * 2
1 D
1 2 c0 gh
2
c0 gh
深水波 浅水波
c1
c0 gh
在D的影响下，波浪从深水→ 浅水，波高开始略有降低然后 随着水深的减小而增大
★ 可见波浪传到近岸，波高的变化完全取决于能量的变化。一 般来说，D的作用比折射因子大，但在海岬与海湾处，由于波 向转折，其影响对H的变化往往起着明显的作用。
4. Wave breakers(波浪破碎）
Wave steepness (stability) is a ratio of wave height divided by wave length (= H/L).
H/L is larger than or equals 1/7 (H/L 1/7), the wave becomes unstable. There are three types of breakers:, Spilling breakers溢出型 , Plunging breakers 崩捲型 , and Surging breakers崩塌型 .
Mustang Island regular wave trains
1) 波速和波长的变化
c
2
g 2
tanh(
2 h
)
Shallow-water wave
c
2 2 0
c0
2
g 0 2
Deep water wave
c
0
tanh(
2 h
)
周期保持不变: T=T0
c c0
反射﹕波浪前進遭遇固體邊界時，為滿足水流只能平行於邊界面運動之限制， 於是會產生向相反方向傳播的波浪，這就是反射現象。
* * 2
1 D
1 2 c0 gh
2
c0 gh
深水波 浅水波
c1
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在D的影响下，波浪从深水→ 浅水，波高开始略有降低然后 随着水深的减小而增大
★ 可见波浪传到近岸，波高的变化完全取决于能量的变化。一 般来说，D的作用比折射因子大，但在海岬与海湾处，由于波 向转折，其影响对H的变化往往起着明显的作用。
4. Wave breakers(波浪破碎）
Wave steepness (stability) is a ratio of wave height divided by wave length (= H/L).
H/L is larger than or equals 1/7 (H/L 1/7), the wave becomes unstable. There are three types of breakers:, Spilling breakers溢出型 , Plunging breakers 崩捲型 , and Surging breakers崩塌型 .
Mustang Island regular wave trains
1) 波速和波长的变化
c
2
g 2
tanh(
2 h
)
Shallow-water wave
c
2 2 0
c0
2
g 0 2
Deep water wave
c
0
tanh(
2 h
)
周期保持不变: T=T0
c c0
反射﹕波浪前進遭遇固體邊界時，為滿足水流只能平行於邊界面運動之限制， 於是會產生向相反方向傳播的波浪，這就是反射現象。
海洋科学导论 第四章PPT幻灯片
异常升高(降低)现象。 别名： 气象海啸
与天文大潮结合，水位暴涨
5).内波（interal wave） 流体中密度垂直分布层化时，由外力扰动
产生的波动 。
海洋内波的特点
相同能量产生的内波振幅大于海面波振幅
海面的海水上升需要克服重力 海洋内部海水上升，重力和浮力几乎抵消
海洋内波的利弊
内波引起的混合，尤其是穿过跃层的混合有 利于物质和能量的输送，对海洋环境和生态 保护发挥重要作用。
2)已知λ
C1.25 T0.8
3)已知C T=0.64C λ=0.64C2
2、浅水波
C= gh
C仅决定于h
三、波动随深度而变化 1、深水波
振幅a=a0e-2πz/λ a0：表面水质点的圆半径（振幅）， z：水质点所处的深度
H=H0 e-2πz/λ
深度递增，波高指数规律递减
表面波
2、浅水波
C：波速，g：重力加速度，λ：波长，h：水深
波长、波速与水深有关
tanh2h ：双曲线正切
定义为：
ex -e-x tanhxex e-x
x很大时，tanhx = 1 x很小时， tanhx = x
1、深水波
C= g 2
C仅1)已知T C=1.56 T λ=1.56T2
正弦曲线→波峰尖，波谷圆的形状
5、按作用力的影响情况
1).自由波(free wave) 外力作用消失，波动继续存在并自由振动
2).强制波(forced wave) 扰动力连续作用产生的波动
第二节、波浪运动的基本特性
小振幅波理论
振幅相对于波长为无限小
有限振幅波理论 振幅是有限的
一、水质点运动与波形传播 波形的传播：
深度增加，波高线性递减，至海底为0， 水质点的水平运动上下一致。
与天文大潮结合，水位暴涨
5).内波（interal wave） 流体中密度垂直分布层化时，由外力扰动
产生的波动 。
海洋内波的特点
相同能量产生的内波振幅大于海面波振幅
海面的海水上升需要克服重力 海洋内部海水上升，重力和浮力几乎抵消
海洋内波的利弊
内波引起的混合，尤其是穿过跃层的混合有 利于物质和能量的输送，对海洋环境和生态 保护发挥重要作用。
2)已知λ
C1.25 T0.8
3)已知C T=0.64C λ=0.64C2
2、浅水波
C= gh
C仅决定于h
三、波动随深度而变化 1、深水波
振幅a=a0e-2πz/λ a0：表面水质点的圆半径（振幅）， z：水质点所处的深度
H=H0 e-2πz/λ
深度递增，波高指数规律递减
表面波
2、浅水波
C：波速，g：重力加速度，λ：波长，h：水深
波长、波速与水深有关
tanh2h ：双曲线正切
定义为：
ex -e-x tanhxex e-x
x很大时，tanhx = 1 x很小时， tanhx = x
1、深水波
C= g 2
C仅1)已知T C=1.56 T λ=1.56T2
正弦曲线→波峰尖，波谷圆的形状
5、按作用力的影响情况
1).自由波(free wave) 外力作用消失，波动继续存在并自由振动
2).强制波(forced wave) 扰动力连续作用产生的波动
第二节、波浪运动的基本特性
小振幅波理论
振幅相对于波长为无限小
有限振幅波理论 振幅是有限的
一、水质点运动与波形传播 波形的传播：
深度增加，波高线性递减，至海底为0， 水质点的水平运动上下一致。
厦门大学课程之海洋生态学PPT课件
图4.7 引入竞争机制的种群增长过程
第20页/共49页
• 直线方程：
dN dt
·N1
＝－Kr
·N＋r
• 整ddN理t ＝得r：N（1－NK ）
第21页/共49页
（三）具时滞的种群增长模型
dN dt
＝ rN〔K－NK（t － T） 〕
3.0
2.0
2.5
种群大小
2.0
1.5
1.4
1.0
1.0
K
0.5
r–选择
K–选择
（机会种，opportunistic species） （平衡种，equilibrium species）
候
多变，难以预测，不确定
稳定，可预测，较确定
成体大小
小
大
生长率
快
慢
性成熟时间
早
迟
繁殖周期
多
少
幼体数量
多
少
扩散能力
高
低
种群大小 竞争能力
可变，常＜K 值 低
相对稳定，接近 K 值 高
死亡率
高，非密度制约
低，密度制约
生命周期
短（＜1a）
长（＞1a）
水层/底栖的比率
高
低
第27页/共49页
（二）生活史模式的多样化
• 两种极端对策之间是一个连续谱。 • 大部分海洋真骨鱼类是偏向于r–选择，很多软骨鱼类
（鲨、鳐）趋向于采取K–选择。 • 浮游植物通常属于r–选择的类别，但如果深入分析，
第12页/共49页
（二）生命表和存活曲线
1、动态生命表 （dynamic life table）或称股群生命 表（cohort life table）
第20页/共49页
• 直线方程：
dN dt
·N1
＝－Kr
·N＋r
• 整ddN理t ＝得r：N（1－NK ）
第21页/共49页
（三）具时滞的种群增长模型
dN dt
＝ rN〔K－NK（t － T） 〕
3.0
2.0
2.5
种群大小
2.0
1.5
1.4
1.0
1.0
K
0.5
r–选择
K–选择
（机会种，opportunistic species） （平衡种，equilibrium species）
候
多变，难以预测，不确定
稳定，可预测，较确定
成体大小
小
大
生长率
快
慢
性成熟时间
早
迟
繁殖周期
多
少
幼体数量
多
少
扩散能力
高
低
种群大小 竞争能力
可变，常＜K 值 低
相对稳定，接近 K 值 高
死亡率
高，非密度制约
低，密度制约
生命周期
短（＜1a）
长（＞1a）
水层/底栖的比率
高
低
第27页/共49页
（二）生活史模式的多样化
• 两种极端对策之间是一个连续谱。 • 大部分海洋真骨鱼类是偏向于r–选择，很多软骨鱼类
（鲨、鳐）趋向于采取K–选择。 • 浮游植物通常属于r–选择的类别，但如果深入分析，
第12页/共49页
（二）生命表和存活曲线
1、动态生命表 （dynamic life table）或称股群生命 表（cohort life table）
海洋科学导论精选 课件
14
漫长的西非海岸向南方延 伸下去，一眼望不到头， 使习惯于内海航行的水手 们极不适应。亨利王子每 年都派出船队，要他们沿 着海岸尽力向南探索，然 而一开始却少有成果。他 们遇到的头一个障碍是被 称作诺恩角 （Cape Noun）的地方， 海风卷来内陆的沙尘，把 海水染成红色，使水手们 感到莫名的恐惧，视之为 畏途。事实上它并不是什 么不可逾越的险阻，更多 的是一种心理上的“障 碍”，但却一度成为了葡 萄牙航海的南界。腊时代所认知的世界，公元前450年Herodotus所绘之地图。
5
§1.2 海洋科学的发展史 公元前140年古希腊的Ptolemy所绘之地图
6
Vikings discovered Greenland and America
7
地球探险时代 (15-16世纪)：
另一个巨大的险阻， 即著名的博哈多尔 角 （Cape Bojador）， 一个令水手们闻之 变色、让船长们束 手无策、使亨利王 子真实的信件（写 于1433年10月22日） 说，为了越过这个 海角，从1421年起 连续进行了14次探 险远征，却一直没 有取得成功。
1434年，埃内斯改变了以往紧紧靠着 海岸航行的方法——他的船直接南下 航行到远离博哈多尔角西边的海面上。 那里风平浪静的景象和海角附近的惊 涛骇浪形成了鲜明的对比，于是这个 曾阻挡了葡萄牙航海家前进的步伐多 年的海角就此轻而易举地被绕过去了。 埃内斯把船靠岸，发现天上的太阳并 没有什么异象，陆地上依然贫瘠荒凉， 稀疏的长着一些植物，极目望去，毫 无人踪。埃内斯采摘了一些玫瑰花， 葡萄牙人称之为“圣玛丽玫瑰”，以 此作为到过此地的证物。
19
20
21
22
The Voyages of Captain James Cook 1768 - 1780
漫长的西非海岸向南方延 伸下去，一眼望不到头， 使习惯于内海航行的水手 们极不适应。亨利王子每 年都派出船队，要他们沿 着海岸尽力向南探索，然 而一开始却少有成果。他 们遇到的头一个障碍是被 称作诺恩角 （Cape Noun）的地方， 海风卷来内陆的沙尘，把 海水染成红色，使水手们 感到莫名的恐惧，视之为 畏途。事实上它并不是什 么不可逾越的险阻，更多 的是一种心理上的“障 碍”，但却一度成为了葡 萄牙航海的南界。腊时代所认知的世界，公元前450年Herodotus所绘之地图。
5
§1.2 海洋科学的发展史 公元前140年古希腊的Ptolemy所绘之地图
6
Vikings discovered Greenland and America
7
地球探险时代 (15-16世纪)：
另一个巨大的险阻， 即著名的博哈多尔 角 （Cape Bojador）， 一个令水手们闻之 变色、让船长们束 手无策、使亨利王 子真实的信件（写 于1433年10月22日） 说，为了越过这个 海角，从1421年起 连续进行了14次探 险远征，却一直没 有取得成功。
1434年，埃内斯改变了以往紧紧靠着 海岸航行的方法——他的船直接南下 航行到远离博哈多尔角西边的海面上。 那里风平浪静的景象和海角附近的惊 涛骇浪形成了鲜明的对比，于是这个 曾阻挡了葡萄牙航海家前进的步伐多 年的海角就此轻而易举地被绕过去了。 埃内斯把船靠岸，发现天上的太阳并 没有什么异象，陆地上依然贫瘠荒凉， 稀疏的长着一些植物，极目望去，毫 无人踪。埃内斯采摘了一些玫瑰花， 葡萄牙人称之为“圣玛丽玫瑰”，以 此作为到过此地的证物。
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20
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The Voyages of Captain James Cook 1768 - 1780
海洋知识.ppt
• 行星波 (planetary wave) ：此波週期波長更長，週期可達數月之久。其回 復力是地球自轉力隨緯度變化的β效應。此類波首先於大氣中發現，氣象 氣壓圖中即常可見此類波動。其對海洋長期變化影響頗大。
海嘯
• 1975年在Kalapana,Hawaii,發生規模Ms=7.2的地震，我們模擬在三個 驗潮站--- Hilo,Kahului,Honolulu觀測的海嘯記錄來研究其發震機制。 由這些海嘯來計算各種斷層模型，沒有任何斷層模型可以解釋海嘯的 發生。因此嘗試用一個傳播的崩移模型(Slump model),此模型沿著海 岸有一公尺的沈降，而近海地形變有一公尺的抬升。這個崩移模型能 夠解釋所觀測海嘯的初達時間和振幅,所排開水的總體積估計約有2.5 立方公里。由1994年5月24日花蓮地震來研究海嘯發生的可能性，由 長週期P波所得到的震源解，得到花蓮地震產生的機制,其傾角 (Dip)=23.6.degree.,滑移角(Rake)=-31.4.degree.，走向 (Strike)=135.3.degree.,地震矩(Seismic moment)約9.0*10/sup 25/1.3*10/sup 26/dyne-cm(Mw=6.6-6.7)。而1994年5月24日花蓮地震， 其震源時間函數是由一個持續八秒的主事件，後面跟著兩個小的子事 件組成，使得震源時間函數持續的時間延長至35秒。長時間的震源時 間函數和不同的Ms，mb意味著花蓮地震為一慢震(Slow earthquake)。 而這個慢震會增加海嘯產生的可能性。
海洋
•
°C °C ,
, %
0 3010區算瓦在發形過 5 水海再層渦丙發相前海 我
億 0 域更，12電及， 深底予冷輪烷低類使洋 國
度萬估領可若海的水表。即地反海發或蒸似用溫 海
海嘯
• 1975年在Kalapana,Hawaii,發生規模Ms=7.2的地震，我們模擬在三個 驗潮站--- Hilo,Kahului,Honolulu觀測的海嘯記錄來研究其發震機制。 由這些海嘯來計算各種斷層模型，沒有任何斷層模型可以解釋海嘯的 發生。因此嘗試用一個傳播的崩移模型(Slump model),此模型沿著海 岸有一公尺的沈降，而近海地形變有一公尺的抬升。這個崩移模型能 夠解釋所觀測海嘯的初達時間和振幅,所排開水的總體積估計約有2.5 立方公里。由1994年5月24日花蓮地震來研究海嘯發生的可能性，由 長週期P波所得到的震源解，得到花蓮地震產生的機制,其傾角 (Dip)=23.6.degree.,滑移角(Rake)=-31.4.degree.，走向 (Strike)=135.3.degree.,地震矩(Seismic moment)約9.0*10/sup 25/1.3*10/sup 26/dyne-cm(Mw=6.6-6.7)。而1994年5月24日花蓮地震， 其震源時間函數是由一個持續八秒的主事件，後面跟著兩個小的子事 件組成，使得震源時間函數持續的時間延長至35秒。長時間的震源時 間函數和不同的Ms，mb意味著花蓮地震為一慢震(Slow earthquake)。 而這個慢震會增加海嘯產生的可能性。
海洋
•
°C °C ,
, %
0 3010區算瓦在發形過 5 水海再層渦丙發相前海 我
億 0 域更，12電及， 深底予冷輪烷低類使洋 國
度萬估領可若海的水表。即地反海發或蒸似用溫 海
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a.太平洋、大西洋 北半球：2个 绕副热带高压顺时针方向 Anticyclone circulation 绕中纬低压逆时针方向
cyclonal circulation Anticyclone circulation
南半球：1个 绕副热带高压逆时针方向 b.印度洋
两大洋北半球的西边界流都非常强大，而南半球则较弱 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
⑦ ⑥
0MPa 0.5MPa 1MPa
2MPa 5MPa
⑤
④
③
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ΔhP-PN(三步近似) (4)求Vp (5)作图
10MPa
②
15MPa
①
20MPa
解： (1)
H
BA 0 20 MPa
(s,t,p)×108 层次(MPa)
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
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 (西边界流) 3.3 West wind drift (西风漂流) 3.4 East boundary current (东边界流) 3.5 Polar circulation(极地环流) 3.6 Subtropical convergent zone(副热带辐聚区)
三种科氏参量情况下的解结果：
(3). Munk理论： 1950,考虑均质大洋边界侧向摩擦力 作用， 将北太平洋为三角形，得到与实测海流相似的 结果。
大洋环流的一种模型(Munk,1950)
2、热盐环流(Thermohaline Circulation )
由温、盐变化引起的环流。 相对而言，在大洋中 下层占主导地位。 大洋主温跃层稳定性： 低纬海区有净的热输入，表明深层有冷水上升，有 效阻止热量从表面向下扩散。使跃层深度保持稳定。
1 g
A站 97350 97330 97322 97317 97310 97302 97298
B站 97330 97330 97328 97323 97319 97308 97298
C站 97330 97330 97330 97327 97324 97311 97298
(
i 1
7
B i
i )( p ) i
南、北赤道流(South/North equatorial current) 对应信风带 (trade wind band)，亦称信风流。南北不对称，夏季北赤道 流在10°N到20°N—25°N之间，南3°N —10 °S之间。 冬季稍偏南。赤道流自东向西逐渐加强。 赤道流系特征(Characters of equatorial current) 主要100— 300m的上层，平均流速0.25—0.75m/s。下部有强大的跃 层存在，跃层以上温暖高盐的表层水。溶解氧含量高， 营养盐低。赤道流是高温、高盐、高水色及透明度大为 特征的流系。 印度洋赤道流系特征(Characters of Indian equatorial current ) 季风(monsoon)控制。11月至翌年3月盛行东北季 风，5—9月盛行西南季风。 赤道逆流 (Equatorial counter current) 对应赤道无风带， 平均位置在3°N—10°N之间。逆流区有充沛的降水， 相对赤道流具有高温、低盐特征。它与北赤道流之间存 在辐散上升运动，水色和透明度也相对降低。 赤道潜流(Equatorial latent current) 南赤道流区下方温跃 层内，与赤道流相反自 西向东的流，成带状分布，厚约 200m，宽300km，最大流速达1.5m/s。流轴常与温跃层一 致，向东变浅
-5
sin 23 360 10
0 .2
3
0 . 096 m / s
2 设台湾以东24°N海区有三个观测站（如下图），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。已知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) A B
（一）大洋环流的成因(Cause of Circulation)
1、风生大洋环流(Wind Driven Circulation )
(1). 西向强化理论(Western Intensification Theory)： In the North Atlantic and North Pacific the currents 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 理论： 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。
(
i 1
5
B i
i )( p ) i
A
( 97298 97298 ) 500 ( 97308 97302 ) 500 1 ( 97319 97310 ) 500 ( 97323 97317 ) 300 g ( 97328 97322 ) 100 H
CB 1 20 MPa
8 4 10 10
v1MPaBA
A
v1MPa
B
9900 10 g 1 g
4
v1MPaCB
B
(
i 1
5
C i
i )( p ) i 8 4 10 10
C
( 97298 97298 ) 500 ( 97311 97308 ) 500 1 ( 97324 97319 ) 500 ( 97327 97323 ) 300 g ( 97330 97328 ) 100 5400 10 g g v
61 流速是一样的 (5)
v 0 MPa 0 . 75 m / s
BA
v0MPaBA
A
2
v0MPa
v
CB 0 MPa
0 . 46 m / s v
BA 0 MPa BA
2
B
v0MPaCB
CB 0 MPa
V 0 MPa
v
0 . 87 m / s
97310 ) 500 ( 97323 97317 ) 300 10 8 10 4 97322 ) 100 ( 97330 97330 ) 50 97350 ) 50
9 ( cm )
(2)
H
BA 15 20 MPa
极地东风带(东南)
90°S
Gyres flow clockwise in the northern hemisphere and counterclockwis e 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. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。
BA 1 MPa 4
H 1 20 MPa
BA
L BA 2 sin H 1 20 MPa
CB
g
9900 10
5
4 3
g 20 10 5400 10
5
2 7 . 3 10 g
sin 24
4 3
0 . 84 m / s
g v
Southern Hemisphere
Characters of the upwelling
1 夏季高雄水位比汕头高0.2m，高雄与汕头之间的距离 为360km，=23°，求地转流流速并作图以箭号表示 流向。
解：
v g 2 sin tg 9.8 2 7.3 10
az
(a
2
sin
Kz
)
边界条件 恒定风，只沿 y轴方向吹
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
D
a
Kz
sin
经验公式
D
4 . 3W sin
W↗ ↙ D↗ h→有 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 限,浅海 风海流 2°V 随z ↗而减小，流向仍向右偏(北) z
C
arctg
v 0 MPa v
CB 0 MPa
58 . 5
七、世界大洋环流
地面上的风带
极地高压
90°N
极地东风带(东北) 60°N 西南风 30°N 东北信风 0°N 东南信风 30°S 西北风 60°S
1.赤道无风带 2. 信风带 3. 盛行西风带 4. 极地东风带
fp 中纬低压 fp 副热带高压 fp 赤道低压 fp 副热带高压 fp 中纬低压 fp 极地高压
风海流
A 假设 定常，=const， 海区宽阔； Kz=const，水平 压强梯度力为0 + h→∞, 深海风 海流
cyclonal circulation Anticyclone circulation
南半球：1个 绕副热带高压逆时针方向 b.印度洋
两大洋北半球的西边界流都非常强大，而南半球则较弱 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
⑦ ⑥
0MPa 0.5MPa 1MPa
2MPa 5MPa
⑤
④
③
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ΔhP-PN(三步近似) (4)求Vp (5)作图
10MPa
②
15MPa
①
20MPa
解： (1)
H
BA 0 20 MPa
(s,t,p)×108 层次(MPa)
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
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 (西边界流) 3.3 West wind drift (西风漂流) 3.4 East boundary current (东边界流) 3.5 Polar circulation(极地环流) 3.6 Subtropical convergent zone(副热带辐聚区)
三种科氏参量情况下的解结果：
(3). Munk理论： 1950,考虑均质大洋边界侧向摩擦力 作用， 将北太平洋为三角形，得到与实测海流相似的 结果。
大洋环流的一种模型(Munk,1950)
2、热盐环流(Thermohaline Circulation )
由温、盐变化引起的环流。 相对而言，在大洋中 下层占主导地位。 大洋主温跃层稳定性： 低纬海区有净的热输入，表明深层有冷水上升，有 效阻止热量从表面向下扩散。使跃层深度保持稳定。
1 g
A站 97350 97330 97322 97317 97310 97302 97298
B站 97330 97330 97328 97323 97319 97308 97298
C站 97330 97330 97330 97327 97324 97311 97298
(
i 1
7
B i
i )( p ) i
南、北赤道流(South/North equatorial current) 对应信风带 (trade wind band)，亦称信风流。南北不对称，夏季北赤道 流在10°N到20°N—25°N之间，南3°N —10 °S之间。 冬季稍偏南。赤道流自东向西逐渐加强。 赤道流系特征(Characters of equatorial current) 主要100— 300m的上层，平均流速0.25—0.75m/s。下部有强大的跃 层存在，跃层以上温暖高盐的表层水。溶解氧含量高， 营养盐低。赤道流是高温、高盐、高水色及透明度大为 特征的流系。 印度洋赤道流系特征(Characters of Indian equatorial current ) 季风(monsoon)控制。11月至翌年3月盛行东北季 风，5—9月盛行西南季风。 赤道逆流 (Equatorial counter current) 对应赤道无风带， 平均位置在3°N—10°N之间。逆流区有充沛的降水， 相对赤道流具有高温、低盐特征。它与北赤道流之间存 在辐散上升运动，水色和透明度也相对降低。 赤道潜流(Equatorial latent current) 南赤道流区下方温跃 层内，与赤道流相反自 西向东的流，成带状分布，厚约 200m，宽300km，最大流速达1.5m/s。流轴常与温跃层一 致，向东变浅
-5
sin 23 360 10
0 .2
3
0 . 096 m / s
2 设台湾以东24°N海区有三个观测站（如下图），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。已知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) A B
（一）大洋环流的成因(Cause of Circulation)
1、风生大洋环流(Wind Driven Circulation )
(1). 西向强化理论(Western Intensification Theory)： In the North Atlantic and North Pacific the currents 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 理论： 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。
(
i 1
5
B i
i )( p ) i
A
( 97298 97298 ) 500 ( 97308 97302 ) 500 1 ( 97319 97310 ) 500 ( 97323 97317 ) 300 g ( 97328 97322 ) 100 H
CB 1 20 MPa
8 4 10 10
v1MPaBA
A
v1MPa
B
9900 10 g 1 g
4
v1MPaCB
B
(
i 1
5
C i
i )( p ) i 8 4 10 10
C
( 97298 97298 ) 500 ( 97311 97308 ) 500 1 ( 97324 97319 ) 500 ( 97327 97323 ) 300 g ( 97330 97328 ) 100 5400 10 g g v
61 流速是一样的 (5)
v 0 MPa 0 . 75 m / s
BA
v0MPaBA
A
2
v0MPa
v
CB 0 MPa
0 . 46 m / s v
BA 0 MPa BA
2
B
v0MPaCB
CB 0 MPa
V 0 MPa
v
0 . 87 m / s
97310 ) 500 ( 97323 97317 ) 300 10 8 10 4 97322 ) 100 ( 97330 97330 ) 50 97350 ) 50
9 ( cm )
(2)
H
BA 15 20 MPa
极地东风带(东南)
90°S
Gyres flow clockwise in the northern hemisphere and counterclockwis e 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. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。
BA 1 MPa 4
H 1 20 MPa
BA
L BA 2 sin H 1 20 MPa
CB
g
9900 10
5
4 3
g 20 10 5400 10
5
2 7 . 3 10 g
sin 24
4 3
0 . 84 m / s
g v
Southern Hemisphere
Characters of the upwelling
1 夏季高雄水位比汕头高0.2m，高雄与汕头之间的距离 为360km，=23°，求地转流流速并作图以箭号表示 流向。
解：
v g 2 sin tg 9.8 2 7.3 10
az
(a
2
sin
Kz
)
边界条件 恒定风，只沿 y轴方向吹
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
D
a
Kz
sin
经验公式
D
4 . 3W sin
W↗ ↙ D↗ h→有 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 限,浅海 风海流 2°V 随z ↗而减小，流向仍向右偏(北) z
C
arctg
v 0 MPa v
CB 0 MPa
58 . 5
七、世界大洋环流
地面上的风带
极地高压
90°N
极地东风带(东北) 60°N 西南风 30°N 东北信风 0°N 东南信风 30°S 西北风 60°S
1.赤道无风带 2. 信风带 3. 盛行西风带 4. 极地东风带
fp 中纬低压 fp 副热带高压 fp 赤道低压 fp 副热带高压 fp 中纬低压 fp 极地高压
风海流
A 假设 定常，=const， 海区宽阔； Kz=const，水平 压强梯度力为0 + h→∞, 深海风 海流