物理海洋复习提纲..培训讲学

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物理海洋--整理

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....... 第四章 水团分析
第一节 水团的基本概念和术语 水团:是在一定的时期中形成于同一源地的、一定体积的水体,在同一水团内,主要海 洋学特征(温度、盐度等)在空间上具有相对的均一性,在时间上具有大体一致的变化 趋势,与其周围海水的物理、化学性质及其变化规律存在明显差异。 核心,边界,强度,形成和变性,运动和海流
可从纬向,经向,区域,垂向各个方面讨论。 大洋密度的时间变化 密度跃层(温度跃层):春季形成,夏季强盛,秋冬衰亡。
第六节 海洋温度、盐度、密度的细微结构 双扩散对流:当高温高盐水和低温低盐水重叠且呈稳定层结时,若上下密度差异小,由 于分子热传导效应比盐度扩散效应强得多,则上层海水因失热较快而冷却下沉,下层则 因受热较快而增温上升,于是形成双扩散对流。 盐指:由于双扩散对流,而在界面上出现的簇状小长柱结构。 多层阶梯状结构:界面上下的水层,因升降盐指的搅拌而趋于均匀,逐渐形成多层阶梯 状结构。
小。 渗透压:渗透作用达到平衡状态时,膜两侧的压力之差。 粘度:相邻水层之间存在相对运动,由于分子不规则运动,产生动量传递,从而形成切 应力。
第一节 海洋热平衡分量
第三章 海洋表面热平衡和水平衡
穿过海表面热交换的四个过程:
来自太阳的短波辐射 ——太阳辐射能
大气与海洋之间的长波(红外光部分)辐射热交换 ——有效回辐射
混合层(从海面向下到几十米水层), 风使该层海水充分混合,维持同温度
温跃层(混合层下温度骤变区),因季节 而异
位温:海水微团从海洋某一深处(压强为 p)绝热上升到海面(压强为一个标准大气压) 时所具有的温度。(为了便于大洋环流研究,需用某些保守量来标记水块,即其特性不 涉及能量交换,因此引入位温。) 第四节 盐度 绝对盐度:海水中溶解物质质量与海水质量的比值。 1978 年实用盐标:在 1 标准大气压下,15℃的环境温度下,海水样品与标准 KCL 溶液

物理海洋学考试复习课件讲课教案

物理海洋学考试复习课件讲课教案
热容和比热容:
热容:单位体积海水温度升高1℃时所吸收的热量,单位记作 (J/m3K)或(J/m3℃)。
比热容:单位质量海水的热容,单位记作(J/kgK)或 (J/kg℃)。
比热容(J/kg℃)×海水密度(kg/m3)= 热容(J/m3℃)
海水的热容和海水的密度(质量)成正比,海水的比热容只与 海水自身的性质有关。
✓ 辐射能量最大的波长与辐射体表面绝对温度成反比(恩维定律), 故太阳最强波长l=2898μm·K/6100K=0.475μm,属短波辐 射,对应于可见光的青光波段。
✓ 到达海面的太阳辐射与大气透明度和天空中的云量、云状以及 太阳高度H(太阳光线与地球表面观测点的切线之间的夹角)有关。 到达海面的太阳辐射又有部分被反射到大气中去。
✓ 大气均温13.7℃,比海面温度低,海面长波辐射量值大于大 气回辐射,交换结果恒为海洋失去热量。
✓ 适合于西北太平洋及我国近海的计算公式:
蒸发耗热(潜热)Qe
✓ 蒸发和水汽凝结是可逆过程。蒸发使海水变成水汽进入大气,海 洋失去热量;水汽凝结又将热量释放出来,但这部分热量几乎全部 留在大气中。因此蒸发只能使海洋耗热。
✓ 蒸发所耗热量Qe的量级与(QS-Qb)相当, 但在低纬热带海区,则由于海面上湿度大,蒸发量显著低于亚热带海区,
✓ 感热交换Qh随纬度变化不大,且量值较小。 ✓ 23°N~18°S的热带海域热平衡余项Qt为正,即海水有净的热收入,温度升高;
向两极方向的中、高纬海域Qt皆为负,即海水有净的热量支出,温度降低。
✓ 采用位温的概念使得不 同深度的海水温度不再 受压力的影响,而具有 可比性;
✓ 除了海表面以外,海洋 的位温总是小于现场温 度。
热量传播的三种方式
✓ 传导:没有宏观相对位移 ✓ 对流:质点发生相对位移,仅发生在流体 ✓ 辐射:电磁波传递能量,无需介质

物理海洋学期末复习资料

物理海洋学期末复习资料

代替。
第五章
1.梯度流、倾斜流的表达式(������������������������)
A.海流是海洋中发生的一种有相对稳定速度的大规模的非周期性流动。 其发生的原因有两种:a.受海面风力的作用(动力学);b.海面受热冷却不均匀、蒸发降水不均匀所产生的温 度、盐度从而引起密度分布不均匀(热力学)。
M:融冰 ������������:海流及混合使海域失去的水量
第四章
1.运动方程:
���������⃗��� ������������
=
������
+
������������

1 ������
∇������
+
������

2������
×
���⃗ ���

������
×
(������
×
������)
A.建立了一个考虑海底摩擦效应,封闭的矩形大洋中的漂流模式,即考虑西边界区域;
B.结果指出 f 随维度变化,即β效应是产生海流西向强化的基本原因。
(4)Munk 理论
A.整个大洋环流呈现西部强化现象
①以纬度向为主
②都随着 x 增大而衰减
B.大洋西边界质量输运特点:
③在西边界区域有一强烈的北向流动,近岸处质量运输很大,随着离岸距
3.风生大洋环流的几个理论成果(������������������������)
(1)边界层技术:作为整个大洋,其中的运动应该有个统一解。这个统一解是一个衔接方法,它将边界层内的 解与大洋内部区域的解,适当衔接起来,组成一个大洋环流解。重要的问题是选择合适的、具有边界层厚度的长 度尺度。按这个尺度去简化边界层内的方程,使解相对容易求得并满足边界条件。而当把边界层坐标系延长时,

(完整版)海洋科学导论复习提纲汇总

(完整版)海洋科学导论复习提纲汇总

海洋科学导论复习提纲第一章绪论第一节、海洋科学研究内容全球海洋总面积约3.6亿平方公里,平均深度约3800米,最大深度11034米。

全球海洋的容积约为13.7亿立方公里,占地球总水量的97%以上。

如果地球的地壳是一个平坦光滑的球面,那么就会是一个表面被2600多米深的海水所覆盖的“水球”。

地球科学体系是一个独特的、复杂的、交叉科学体系。

它包括地理学、地质学、大气科学、海洋科学、水文科学、固体地球物理学。

其相关学科有环境科学和测绘科学。

海洋科学是地球科学的重要分支之一。

人们根据研究对象不同,通常把它分为:物理海洋学、海洋化学、海洋生物、海洋地质等四大学科。

(一)、研究内容海洋科学的研究对象是地球表面的海洋,以及溶解或悬浮于海水中的物质,生存于海洋中的生物、海洋底边界、侧边界和上边界。

是研究发生在海洋中各种的物理、化学、生物、地质地貌等各种现象和过程的发生,发展和演变规律及它们与环境相互作用、相互影响的规律的一门综合性科学。

特点:1、特殊性与复杂性;2、作为一个物理系统,海洋中的三态变化无时不刻不在进行,是其他星球上未发现的。

3、海洋作为一个自然系统,具有多层耦合的特点。

研究特点:1、明显依赖于直接观测;2、信息论控制论系统论等方法在研究中越来越显示其作用;3、学科分支细化与相互交叉渗透并重,而综合与整体化研究的趋势日益明显。

物理海洋学:以物理学的理论、技术和方法研究发生于海洋中的各种物理现象及其变化规律的学科。

主要包括物理海洋学、海洋气象学、海洋声学、海洋光学、海洋电磁学、河口海岸带动力学等。

主要研究海水的各类运动(如海流、潮汐、波浪、紊流和海水层的微结构等),海洋中温、盐、密和声、光、电的现象和过程,以及有关海洋观测的各种物理学方法。

海洋化学:研究海洋各部分的化学组成、物质分布,化学性质和化学过程的学科。

海洋生物学:研究海洋中一切生命现象和过程及其规律的学科海洋地质学:研究海洋的形成和演变,海底地壳构造和形态特征,海底沉积物的形成过程和有关海洋的起源及演化以及海洋地热、地磁场和重力场等。

物理海洋复习提纲

物理海洋复习提纲

《物理海洋学》复习提纲 (2012年12月)第四章 基本方程1、作用于海水微团的真实力有哪些?答: 地球引力g*=02()M r a r μ-,压强梯度力1pρ∇-,摩擦力F V μρ=∆,天体引力(包括月球引力()02M LX LLK μ=-和太阳引力()02S LX LLK μ=-)2、基本方程由哪几个守恒定律推导而来?有几种方程组成?答:()()()()120(,,)T D dV g p V F F dt V sV s k s t V t s p θρθθκθρρθ⎧=-∇-Ω⨯++⎪⎪⎪∇⋅=⎪∂⎪+⋅∇=∆⎨∂⎪∂⎪+⋅∇=∆⎪∂⎪=⎪⎩——运动方程动量守恒——连续方程质量守恒——盐量扩散方程盐量守恒——热传导方程热量守恒——海水状态方程3 边界条件出现的物理原因?答:海洋是有边界的,它与大气、海底和海岸线之间存在着不连续界面。

而这种不连续界面基于连续性的海水运动基本方程组不能应用,必须用边界条件来代替。

4、基本方程及边界条件为什么要进行时间平均?答:通常情况下,海水运动处于湍流状态。

处于湍流运动状态的流体质点其运动轨道是无序的、随机的。

各质点之间存在着不连续的相对运动,这种运动被称为脉冲运动。

这种运动分析起来很困难,通过时间平均,可以将海水运动中的脉动特征分离掉,从而更利于体现海水运动的整体规律。

5、准静力近似、f 平面近似、β平面近似和Boussinesq 近似的概念。

答:准静力近似:静力方程10pg zρ∂--=∂0z p p gdz ζρ⇒=+⎰,其中0p 为海面气压,z gdz ζρ⎰为z 点以上单位底面积水柱的重量。

任意点压强等于海面大气压强与该点以上水柱重量之和,这就是准静力近似又叫静压假设。

f -平面近似:在大尺度运动中,为了理论上研究方便,在不影响海水运动主要特征的情况下,常常取02sin f f ωϕ==,即认为海水运动发生在科氏力参量为常数0f 的平面上,该平面叫做f -平面,在该平面上研究海水运动称为f -平面近似。

物理海洋学课程教学大纲

物理海洋学课程教学大纲

物理海洋学课程教学大纲课程代码:74120330课程中文名称:物理海洋学课程英文名称:Physical Oceanography学分:3.0 周学时:3.0-0.0面向对象:预修要求:具备较扎实的数理基础,已修读和学习过物理海洋学基础、流体力学、海洋科学导论或类似的课程将对该课程的学习有帮助,但不是必须的。

一、课程介绍(一)中文简介该课程主要讲授内容包括:概述(物理海洋学主要研究内容、研究方法以及为什么要学习物理海洋学)、海水基本特性和主要运动形式、海水运动方程、海洋环流特征、海流理论、海浪、潮波、内波和风暴潮等,除介绍这些过程的产生机制和演变规律外,重点讲授相关的研究方法和相关理论。

课程将采用讲授与讨论相结合的方法。

(二)英文简介Contents of this course include: an overview (main research contents and research methods of physical oceanography, and why to learn physical oceanography), basic characteristics and main movement form of seawater, equations of motion, ocean circulation characteristics, ocean current theory, wave, tidal wave, internal wave and storm tide. In addition to the introduction of the formation mechanism and evolution laws of these process, and it will focus on the related research method and related theory. The course will be a combination of teaching and discussion.二、教学目标(一)学习目标了解物理海洋重要观测事实,掌握物理海洋的基本概念及发展概况,掌握海洋动力过程(海流、海浪、潮波、内波和风暴潮等)的基本概念和基本规律及其相关的理论,学会分析研究海洋动力现象的基本思路和方法。

物理海洋学期末复习资料完.docx

物理海洋学期末复习资料完.docx

1.inertial period (惯性周期P135):It is one half the time required for the rotation of a local plane on Earth's surface2.geostrophic balance (地转平衡P151):Within the ocean5 s interior away from the top and bottom Ekman layers, for horizontal distances exceeding a few tens of kilometers, and for times exceeding a few days, horizontal pressure gradients in the ocean almost exactly balance the Coriolis force resulting from horizontal currents. This balance is known as the geostrophic balance.3.pressure gradient (压力梯度):In atmospheric sciences (meteorology, climatology and related fields), the pressure gradient (typically of air, more generally of any fluid) is a physical quantity that describes which direction and at what rate the pressure changes the most rapidly around a particular location. The pressure gradient is a dimensional quantity expressed in units of pressure per unit length. The SI unit is pascal per metre (Pa/m).4.mixed layer (混合层P81):Wind blowing on the ocean stirs the upper layers leading to a thin mixed layer at the sea surface having constant temperature and salinity from the surface down to a depth where the values differ from those at the surface. The magnitude of the difference is arbitrary, but typically the temperature at the bottom of the layer must be no more than 0.02-0.1° colder than at the surface./ The oceanic or limnological mixed layer is a layer in which active turbulence has homogenized some range of depth5.Physical Oceanography(物理海洋学P8):Physical Oceanography is the study of physical properties and dynamics of the ocean. The primary interests are the interaction of the ocean with the atmosphere, the oceanic heat budget, water mass formation, currents, and coastal dynamics. Physical Oceanography is considered by many to be a subdiscipline of geophysics.6.The Ekman numbeT(埃克曼数P139)is a dimensionless number used in describing geophysical phenomena in the oceans and atmosphere. It characterises the ratio of viscous forces in a fluid to the fictitious forces arising from planetary rotation. It is named after the Swedish oceanographer Vagn Walfrid Ekman.7.thermocline (温跃层P82):Below the mixed layer, water temperature decreases rapidly with depth except at high latitudes. The range of depths where the rate of change, the gradient of temperature, is large is called the8.double diffusion (双扩散P130-131):Here's what happens. Heat diffuses across the interface faster than salt, leading to a thin, cold, salty layer between the two initial layers. The cold salty layer is more dense than the cold, less-salty layer below, and the water in the layer sinks. Because the layer is thin, the fluid sinks in fingers l-5cm in diameter and 10s of centimeters long, not much different in size and shape from our fingers. This is salt fingering. Because two constituents diffuse across the interface, the process is called double diffusion.pl319.salinity(盐度):(P73-75)At the simplest level, salinity is the total amount of dissolved material ingrams in one kilogram of sea water. Thus salinity is a dimensionless quantity. It has no units.10.Reynolds number (雷诺数P116):In fluid mechanics, the Reynolds number (Re) is a dimensionless number that gives a measure of the ratio of inertial forces to viscous forces and consequently quantifies the relative importance of these two types of forces for given flow conditions.11.Coriolis Force (科氏力P133-134)Is the dominant pseudo-force influencing motion in a coor-dinate system fixed to the earth.12.Potential Temperature(位温P85)Potential temperature 0 is defined as the temperature of a parcel of water at the sea surface after it has been raised adiabatically from some depth in the ocean.13.青藏高原对气候的意义及附近海洋的影响(P42-43)Maps of surface winds change somewhat with the seasons. The largest changes are in the Indian Ocean and the western Pacific Ocean.Both regions are strongly influenced by the Asian monsoon. In winter, the cold air mass over Siberia creates a region of high pressure at the surface, and cold air blows southeastward across Japan and on across the hot Kuroshio, extracting heat from the ocean. In summer, the thermal low over Tibet draws warm, moist air from the Indian Ocean leading to the rainy season over India.14.科氏力推导泄宪绿佩向力媛?绝对速度V.和加速度(花/次),附录地转偏向力推导牛顿第二定律——+ 2QxP + QxQx^ =dt.I ^=-2QxF-QxQx J R + (^F )/w其中,-20xU称为地转偏向力-Q X Q X A 为离心力,与地心引力合成有效重力。

物理海洋(知识点)(5篇范文)

物理海洋(知识点)(5篇范文)

物理海洋(知识点)(5篇范文)第一篇:物理海洋(知识点)内容1.知识点:潮汐现象是海洋中普遍存在的自然现象,是海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动,习惯上把海面的升降称为潮汐,而海水在水平方向的周期性流动称为潮流。

2.知识点:通常把由北赤道流和南赤道流跨过赤道的部分组成的、沿南美北岸的流动称为圭亚那流和小安的列斯流,经尤卡坦海峡进入墨西哥湾以后称为佛罗里达流,佛罗里达流经佛罗里达海峡进入大西洋后与安的列斯流汇合处视为湾流的起点。

此后它沿北美陆坡北上,到35°N附近,离岸向东,直到45°W附近的格兰德滩以南,海流都保持在比较狭窄的水带内,此段称之为湾流。

湾流是世界海洋中流速最大、影响深度最深的最强大的暖流。

3.知识点:水色三要素为总悬浮物、叶绿素和黄色物质。

4.知识点:当月相为新月、满月时,月球、太阳和地球在一条直线上,两天体产生的天体引潮力方向相同,使潮汐增强,潮差出现极大值,称为天文大潮或朔望潮;当月相为上、下弦月时,月球和太阳引潮力方向接近正交,几乎没有叠加效应,故潮差达极小值,称为小潮或方照潮。

5.知识点:海水的比热容是1千克海水温度升高1℃所吸收的热量。

海水比热容较大,是空气的4倍。

由于海水密度远大于空气密度,1立方米海水温度变化1℃的热量,能使大约3100立方米大气产生1℃的变化,因此海洋水温较气温变化缓慢滞后,其日变化幅度远小于气温的日变化。

6.知识点:地球表面上平均温度最高的纬向带状称之为热赤道,平均在7°N左右。

7.知识点:同10题。

8.知识点:太平洋和大西洋上层南北副热带海区均存在一反气旋式水平环流,在亚北极海域存在一气旋式水平环流。

在副热带流环中,在大洋的西边界处出现海流流幅变窄,流层加厚和流速增大的现象,称之为西向强化。

该处的海流称之为西边界流,是海洋中的强流区。

北半球的西向强化现象比南半球更为显著,即北半球的西边界流强于南半球。

物理海洋学期中考试复习要点

物理海洋学期中考试复习要点

物理海洋学期中考试复习要点Lecture0 地球、⼤⽓和海洋概述1.海洋在⽔循环中起着关键作⽤。

海洋持有地球上的97%的⽔;78%的全球降⽔发⽣在海洋之上,它是86%的全球蒸发源。

2.Why Study Ocean?超过62%的⼈⼝居住在离海岸线100km范围内,并且这部分⼈⼝增长率最快超过50%的海岸线处于危险之中海洋提供了⼈类⼤量的⾷物及矿产资源⼈类活动产⽣⼤量的有毒或未经处理的污⽔及⽣活垃圾,对海洋造成严重污染,从⽽威胁海洋⽣态系统海洋调节全球⽓候,海洋状态的变化将给⼈类难以预料的后果3.反常膨胀:⽔在4 C时密度最⼤,由⽔分⼦结构决定。

因此⽔在密度最⼤时仍然为液态。

⽔的特殊性质对海洋环流形成,以及对海洋所有⽣命的⽣存极其重要。

(A)秋季的冷却空⽓(4C)导致湖⽔表⾯冷却,表层⽐底层暖⽔密度更⼤,此处显⽰为15摄⽒度。

这造成对流翻转和混合湖⽔。

(B)在持续冷却和对流的情况下,湖⽔达到最⾼密度的均匀温度,约为4C。

(C)随着冬季的临近和⽓温的进⼀步降低,湖⾯出现冷却,但这种⽔的密度低于底层的4C⽔。

地⾯结冰,⽽底层⽔保持在4C。

Lecture1 IPO概况1.物理海洋学是海洋流体运动的研究。

其⽬标是了解所有时间和空间尺度上的过程,以模拟这些过程,并在可能时进⾏预测。

2.地球是70.8%的⽔覆盖。

在85-90°N和55-60°S之间没有⼟地。

在纬度为45-70°N时,陆地⽐⽔多。

在纬度为70-90°S的只有陆地(南极洲)。

珠峰8844.43⽶+3.5⽶冰盖。

陆地平均海拔840m,海洋平均深度3800m,平均海⽔覆盖3000m。

太平洋占地球表⾯51%。

3.Pacific: 179 x106 km2, 46%; 15,000 kmAtlantic: 106x106 km2, 23%; 5,000 kmIndian: 75 x106 km2, 20%; 5,000 km4.地球半径为6371公⾥。

海洋科学导论复习提纲

海洋科学导论复习提纲

海洋科学导论复习提纲海洋科学导论复习提纲一、填空题1. 2.1.3地球内部圈层结构------地球内部圈层结构划分为(地壳)、(地幔)和(地核)三大圈层构成。

2. 2.2.2海洋的划分------ 世界大洋通常被分为(太平洋)、(大西洋)、(印度洋)、(北冰洋)所组成。

3. 2.3.2大陆边缘------ 太平洋型大陆边缘活动性可分为(岛弧亚型)和(安第斯亚型)两种类型。

4. 2.3.2大陆边缘------ 大陆边缘是(大陆)与(海洋)之间过度带组成,其构造活动性分为(稳定性)和(活动型)两大类。

5. 2.3.2大陆边缘------ 稳定性大陆边缘是由(大陆架)、(大陆坡)和(大陆隆)三个部分组成。

6. 2.5.4大洋沉积-----海洋沉积分类具体是指(水深分布)、(成分粒度)和(成因)沉积三种主要形式类型。

7. 大洋盆地形成和演化为(胚胎期)、(幼年期)、(成年期)、(衰退期)、(终了期)、(遗恨期)六个阶段,即Wilson旋回。

8.现代陆架分布的沉积物是(残留沉积)、(现代沉积)、(准残留沉积)三种物质构成。

大洋沉积物按成因分类可划分5种类型,分别为(远洋粘土)、(钙质生物)、(硅质生物)、(陆源碎屑)、(火山碎屑沉积)。

9.边缘海盆的形成演化为(残留型)、(大西洋型)、(陆缘张裂型)、(岛弧张裂型)四个类型。

10. 7 .1.2 潮汐不等和潮汐类型-----海洋学通常将潮汐类型分为(正规半日潮)、(不正规半日潮)、(正规日潮))、(不正规日潮))四种类型。

11. 3.2.1海冰形成和类型------按结冰期过程的发展阶段冰型可分为(初生冰)、(尼罗冰)、(饼状冰)、(初期冰)、(一年冰)、(老年冰)五种类型。

12.海水中的放射性同位素来源于(天然放射性核素)和(人工放射性核素)。

13.天然放射性核素由(三大天然放射系铀系、锕系、钍系)、(宇宙射线与大气元素或其他物质作用的产物)、(海洋中不成系的长寿命放射性核素)三个部分组成,共49种元素。

物理海洋学 复习文档

物理海洋学 复习文档

✦1、研究海洋的物理性质有何意义?✴海洋为人类提供食物与资源✤1、海洋含有丰富的食物资源--粮仓✤2、海洋物产丰富-能源库✴海洋与全球气候密切✴与人类社会经济发展关系密切✦2、试简述海洋空间分布的主要特点?✴1)广漠与有限;✴2)通达与阻隔;✴3)深厚与浅薄✦3、海洋与周围环境是如何进行相互作用的?✴海面✤海水与大气的交界面,是海洋与外界沟通的窗口✤通过海面,接收太阳的辐射能✤同时进行物质、动量和能量的交换✴海底✤海洋与岩石圈的交界面✤同样进行物质、动量和能量的交换-海底热流✴沿岸带✤海洋和陆地的过渡带,可视为海洋的侧边界✤常有物质经此输入海洋、海洋能量也在此耗散✤岸线的变化对海流的影响✦4、洋与海有什么区别?✴洋:是海洋的中心部分,是海洋的主体,一般是指面积广大、盐度大致一定,具有独立洋流和潮汐的水域。

✴海:指位于大洋边缘,面积和深度较小,盐度常有变化,几乎没有独立的洋流和潮汐,受大陆影响较大的水域✦5、物理海洋学?✴物理海洋学:海洋学的一个分支学科,主要研究海洋内部及临近大气的各种物理性质,以及牵涉海洋所发生的各种物理现象。

主要的研究内容包括海流、潮汐、波浪、海水循环、海水及海底沉积物的物理性质,海水与大气间的关系等,部分研究内容与气象学关系密切。

✦6、海流:海水因受气象因素和热盐效应的作用在较长时间内大体上沿一定路径的大规模流动。

潮汐:在天体引潮力作用下产生的海面周期性涨落现象。

1、水的特性?水的三态与三相:固态⇔液态⇔气态:吸收和释放热量水的高热容性:热容是指一个物质由于加载了微量热量而升高一定温度时,热量与升温幅度的比值;水分子结构特殊正负极不能抵消⇒非对称极性分子⇒水分子的缔合--水的溶解能力强2、海水的组成80多种化学元素三类:常量元素(>100毫克)、微量元素(1-100毫克)和痕量元素(<100毫克)海水常量成分恒定性原理:定义:海水的总含盐量或盐度是可变的,但常量成分浓度之间的比值几乎保持恒定。

物理海洋学期中考试复习要点

物理海洋学期中考试复习要点

Lecture0 地球、大气和海洋概述1.海洋在水循环中起着关键作用。

海洋持有地球上的97%的水;78%的全球降水发生在海洋之上,它是86%的全球蒸发源。

2.Why Study Ocean?✧超过62%的人口居住在离海岸线100km范围内,并且这部分人口增长率最快✧超过50%的海岸线处于危险之中✧海洋提供了人类大量的食物及矿产资源✧人类活动产生大量的有毒或未经处理的污水及生活垃圾,对海洋造成严重污染,从而威胁海洋生态系统✧海洋调节全球气候,海洋状态的变化将给人类难以预料的后果3.反常膨胀:水在4 C时密度最大,由水分子结构决定。

因此水在密度最大时仍然为液态。

水的特殊性质对海洋环流形成,以及对海洋所有生命的生存极其重要。

(A)秋季的冷却空气(4C)导致湖水表面冷却,表层比底层暖水密度更大,此处显示为15摄氏度。

这造成对流翻转和混合湖水。

(B)在持续冷却和对流的情况下,湖水达到最高密度的均匀温度,约为4C。

(C)随着冬季的临近和气温的进一步降低,湖面出现冷却,但这种水的密度低于底层的4C水。

地面结冰,而底层水保持在4C。

Lecture1 IPO概况1.物理海洋学是海洋流体运动的研究。

其目标是了解所有时间和空间尺度上的过程,以模拟这些过程,并在可能时进行预测。

2.地球是70.8%的水覆盖。

在85-90°N和55-60°S之间没有土地。

在纬度为45-70°N时,陆地比水多。

在纬度为70-90°S的只有陆地(南极洲)。

珠峰8844.43米+3.5米冰盖。

陆地平均海拔840m,海洋平均深度3800m,平均海水覆盖3000m。

太平洋占地球表面51%。

3.Pacific: 179 x106 km2, 46%; 15,000 kmAtlantic: 106x106 km2, 23%; 5,000 kmIndian: 75 x106 km2, 20%; 5,000 km4.地球半径为6371公里。

物理海洋学考试复习课件

物理海洋学考试复习课件

热量传播的三种方式
传导:没有宏观相对位移 对流:质点发生相对位移,仅发生在流体 辐射:电磁波传递能量,无需介质
传导 对流
辐射
热平衡方程
式中
Q Qs Qb Qe Qh Qv
Qs 为到达海面的太阳短波辐射 Qb 为大气与海洋之间的长波辐射热交换
辐射 传导
Qe 为海水蒸发热损耗或凝结热收入(潜热)
结冰与融冰:是海洋水平衡中的可逆过程。海冰被 海水冲击到陆地上使海洋失去水量,相反,陆地冻结冰 的融化会使海洋水量增加。若陆地冻结冰全部融化流入 海洋,将使全球海平面上升66m。 结冰与融冰量目前基本平衡,但个别海域的季节不平 衡情况仍存在。如南极大陆冰川以1m/d速度向海洋推进, 断裂入海后形成巨大冰山;北极海域格陵兰岛也是冰山 发源地,这些冰山终将融化,对局部海域水平衡影响不 容忽视。
蒸发耗热(潜热)Qe
蒸发和水汽凝结是可逆过程。蒸发使海水变成水汽进入大气,海 洋失去热量;水汽凝结又将热量释放出来,但这部分热量几乎全部 留在大气中。因此蒸发只能使海洋耗热。 世界大洋因蒸发而耗去的热量,可占入射到地球上的总辐射量的 23%。 海洋蒸发耗热的计算公式:
蒸发速率的空间分布:赤道小(空气相对湿度大,风速小);高 纬海区小(气温低,大气容纳的水汽量小);亚热带和信风带海区 大(空气干燥,气温高,风速大);大西洋湾流和太平洋黑潮区出 现极值(暖流、冬季偏北风)。 蒸发速率的时间分布:冬季大于夏季(水温高于气温,风速大)。
水平衡方程

式中:P-降水、R-陆地径流、M-融冰、E-蒸发、F-结冰、Ui和Uo分别 为海流混合使海洋获得和失去的水量,q-研究海域在某时段内水量交 换之盈余(q>0)或亏损(q<0)。

陆地和海洋复习提纲

陆地和海洋复习提纲

第二章陆地和海洋知识点第一节大洲和大洋1、世界海陆面积比例2、世界海陆分布特点——不均匀(1)陆地主要集中分布在北半球,但北极周围却是海洋(2)海洋主要集中分布在南半球,但南极周围却是陆地(3)无论如何划分大小相等的两半球,都是海洋面积大于陆地面积。

3、七大洲和四大洋(1)基本概念:大陆、岛屿、半岛、大洲、海、洋、海峡(2)面积最大的大陆、最小的大陆、最大的岛屿、最大的半岛依次是什么,大洲、大洋的面积比较(3)大洲和大洋的分布特征:全部在北半球、东半球、西半球、南半球的大洲有哪些?赤道穿过的大陆、大洲有哪些?南、北回归线穿过的大陆、大洲?根据轮廓特征识别大洲。

(4)跨经度最广、跨纬度最广的大洲,跨经度最广的大洋,热带范围最广的大洲、年平均气温最高的大洲、年平均气温最低的大洲(5)大洲和大洋的相对位置(6)大洲分界线:南北美洲、亚洲和欧洲、亚洲和非洲、亚洲和北美洲第二节海陆的变迁1、海陆变迁的实例:(P33图2.10、2.11、2.12)2、大陆漂移假说的提出者及内容3、板块构造学说内容、六大板块的分布、板块运动的形式——挤压碰撞和张裂(2)主要火山、地震带的分布(3)在“世界地形图”上找出主要山系:喜马拉雅山脉、阿尔卑斯山脉、科迪勒拉山系4、用板块构造学说解释一些地壳变动现象:红海不断扩张、地中海将会消失、喜马拉雅山脉还在上升、日本多火山、地震、印度洋海啸的原因相关典型题一、选择题1.赤道和极圈都穿过的大洲是( ) A.欧洲 B.北美洲 C.亚洲 D.南美洲2.巴拿马运河沟通的大洋是( )A.太平洋和印度洋B.印度洋和大西洋C.大西洋和太平洋D.北冰洋和太平洋3.纬度位置最高的大洲是( ) A.亚洲 B.欧洲 C.北美洲 D.南极洲4.赤道横穿哪些洲的大陆( ) A.亚洲 B.非洲 C.北美洲 D.大洋洲5.被北美洲、亚洲、欧洲围绕的大洋是( ) A.太平洋 B.大西洋 C.印度洋 D.北冰洋6.被三大洲包围的大洋是( ) A.太平洋 B.大西洋 C.印度洋 D.北冰洋7.被太平洋、印度洋、大西洋所环绕的大洲是( ) A.南极洲 B.非洲 C.欧洲 D.南美洲8.面积最小的大洲是( ) A.南极洲 B.欧洲 C.大洋洲 D.南美洲9.世界上面积最大的陆地是( ) A.亚欧大陆 B.美洲大陆 C.非洲大陆 D.南极大陆10.四大洋中,全部在东半球的是( ) A.太平洋 B.印度洋 C.大西洋 D.北冰洋11.跨经度最广的大洲是( ) A.亚洲 B.大洋洲 C.北美洲 D.南极洲12.在地球表面,陆地所占面积最大的半球是( ) A.东半球 B.西半球 C.南半球 D.北半球13.七大洲中全部都在北半球的大洲有( ) A.亚洲 B.南美洲 C.欧洲 D.非洲14.下列海峡,既是两大洋又是两大洲分界线的是( )A.台湾海峡B.白令海峡C.马六甲海峡D.直布罗陀海峡15.世界各大洲中,四周被大洋所环绕的是( ) A.亚洲 B.非洲 C.南美洲 D.南极洲16.濒临三大洋的大洲是() A.亚洲 B.非洲 C.南美洲 D.欧洲17.世界最大大洋和最小大洲组合正确的是()A.太平洋、欧洲B.大西洋、大洋洲C.太平洋、大洋洲D.太平洋、亚洲18.世界上海陆比例是() A.各占1/2 B.2/3陆地区 C.1/4海洋 D.三分陆七分海19.下列哪个大洲既位于北半球又位于西半球()A.亚洲 B.非洲 C.北美洲 D.南美洲20.大陆伸地向海洋的部分是() A.岛屿 B.海洋 C.海峡 D.半岛21.六大板块之中,范围几乎全部是海洋的是()A.太平洋板块B.印度洋板块C.大西洋板块D.北冰洋板块22.根据板块构造理论,未来地中海面积应该是()A.扩大B.缩小C.不变D.有时扩大,有时缩小23.台湾海峡的海底有古代森林的遗迹,原因是()A.海底森林死亡B.地壳下陷,海水淹没C.砍伐的森林丢到海里D.地上树木被水冲到海中24.下列地区中,地壳较稳定,不易发生地震和火山喷发的是()A.板块与板块的交界处B.板块内部C.日本D.中国25.环太平洋火山地震带上多地震的亚洲国家有( ) A.日本 B.俄罗斯 C.美国 D.加拿大26.板块构造学说认为( )A.地球的岩石图由五大板块拼合而成B.板块交界地带是世界主要火山、地震分布带C.板块内部稳定,不可能再分成小块D.板块都处于静止状态27.下列关于全球构造理论的叙述,正确的是( )A.大陆漂移学说是德国地球物理学家莫霍提出来的B.大陆漂移学说认为板块交界处地壳不稳定C.板块构造学说认为板块内部地壳稳定D.板块构造学说认为大西洋在不断缩小28.澳大利亚大陆位于哪个板块( )A.亚欧板块B.印度洋板块C.太平洋板块D.南极洲板块29.喜马拉雅山的形成主要原因是由于板块与板块之间的( )A.碰撞B.张裂C.分裂D.隆起30.地中海北侧的板块是( )A.亚欧板块B.非洲板块C.印度洋板块D.太平洋板块二、填空题1.陆地占地球表面积的 %,而海洋占%。

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《物理海洋学》复习提纲 (2012年12月)第四章 基本方程1、作用于海水微团的真实力有哪些?答:地球引力g *=v 02()M r a r μ-v ,压强梯度力1p ρ∇-,摩擦力F V μρ=∆r ,天体引力(包括月球引力()02M LX LLK μ=-v v 和太阳引力()02S L X LLK μ=-vv )2、基本方程由哪几个守恒定律推导而来?有几种方程组成?答:()()()()120(,,)T D dV g p V F F dt V s V s k s t V t s p θρθθκθρρθ⎧=-∇-Ω⨯++⎪⎪⎪∇⋅=⎪∂⎪+⋅∇=∆⎨∂⎪∂⎪+⋅∇=∆⎪∂⎪=⎪⎩vv v v v v vvv——运动方程动量守恒——连续方程质量守恒——盐量扩散方程盐量守恒——热传导方程热量守恒——海水状态方程3 边界条件出现的物理原因?答:海洋是有边界的,它与大气、海底和海岸线之间存在着不连续界面。

而这种不连续界面基于连续性的海水运动基本方程组不能应用,必须用边界条件来代替。

4、基本方程及边界条件为什么要进行时间平均?答:通常情况下,海水运动处于湍流状态。

处于湍流运动状态的流体质点其运动轨道是无序的、随机的。

各质点之间存在着不连续的相对运动,这种运动被称为脉冲运动。

这种运动分析起来很困难,通过时间平均,可以将海水运动中的脉动特征分离掉,从而更利于体现海水运动的整体规律。

5、准静力近似、f 平面近似、β平面近似和Boussinesq 近似的概念。

答:准静力近似:静力方程10pg zρ∂--=∂0z p p gdz ζρ⇒=+⎰,其中0p 为海面气压,z gdz ζρ⎰为z 点以上单位底面积水柱的重量。

任意点压强等于海面大气压强与该点以上水柱重量之和,这就是准静力近似又叫静压假设。

f -平面近似:在大尺度运动中,为了理论上研究方便,在不影响海水运动主要特征的情况下,常常取02sin f f ωϕ==,即认为海水运动发生在科氏力参量为常数0f 的平面上,该平面叫做f -平面,在该平面上研究海水运动称为f -平面近似。

β-平面近似:科氏参数f 是纬度y 的非线性函数,近似地将f 表示为0f f y β=+的线性函数,这种近似称为β-平面近似。

Bounssinesq 近似:在海水运动基本方程组中,近似认为海水是不可压缩的,以体积连续方程0V ∇⋅=u v来买描述海水的连续性。

微小密度扰动'ρ仅在z 方向的运动方程中对浮力项'g ρρ有意义,其与方程中均以c ρ代替ρ。

这种近似叫做Bounssinesq 近似。

第五章 海流1 海流、地转流、惯性流的定义。

答:海流:海水沿一定途径相对稳定的大规模流动。

地转流:大尺度海水在压强梯度力和Coriolis 力平衡下的流动。

这种流动基本上是近似水平的,也可近似认为是定常的。

惯性流:风力维持的漂流流出风力强制作用区域,变为自由流动。

其运动的前支持度远小于水平尺度,在不考虑摩擦力作用的情况向,仅受Coriolis力作用。

其表达式为11du vf dtdv uf dt ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩2 梯度流的定义,表达式和特性。

答:梯度流:非均匀密度场中大尺度海水在压强梯度力和科氏力平衡下的地转流称为梯度流。

这种流动基本上是近水平的,可近似认为是定常的。

其表达式为11puf ypvf xρρ∂⎧=-⎪∂⎪⎨∂⎪=⎪∂⎩。

特征:a.梯度流垂直分量为0,运动可视为水平b.水平流速与压强梯度垂直,梯度流沿等压线方向流动,背梯度流高压在右c.梯度流沿等温线、等密度线、等盐度线方向流动,流动方向右边温度高、密度小、盐度低。

(密度与温度成反比,与盐度成正比)3 倾斜流的定义,表达式和特性。

答:海水密度分布均匀,但海面倾斜, 造成不均匀的水压力场,在这种压力作用时所产生的地转流称为倾斜流。

其表达式为guf ygvf xςς∂⎧=⎪∂⎪⎨∂⎪=-⎪∂⎩特征:a.准水平b.倾斜流沿等水位线流动,倾斜流右方为高水位c.倾斜流从海面到海底的整个水柱有相同的速度;均匀海洋中的海面坡度可作为倾斜流大小的度量。

4 Ekman 漂流和特征;Ekman 螺线;Ekman 层。

Ekman 漂流:无限深海中,海底摩擦不起作用。

同时,不考虑水平压强梯度力,方程组中为垂直湍流摩擦力与Coriolis 力相平衡。

控制方程组22220(1)0(2)0(3)z z ufv A z v fu A z u v wx y z ⎧∂=+---⎪∂⎪∂⎪=-+--⎨∂⎪∂∂∂⎪++=--⎪∂∂∂⎩,Z 轴向下,风仅沿y 方向作用,且为恒速即0,tan x y cons tττ==,边界条件0:0,zz y u v z A A z zρρτ∂∂===-∂∂,,0z u v →∞==。

引进复数形式W u iv=+,x yi τττ=+,则运动方程可以合写成2220d Wj W dz-=,其中2222(1)(1),2Z Z if i f j i a a A A +===+=,2222(1)(2):0z Z i u v fW iA A z z⨯-∂∂=+-∂∂,两边同乘i -得:2222220Z Z Zu vi d W ifW A A A ifW z z dz∂∂=-++=-∂∂。

根据新方程2220d Wj W dz -=,新边界条件:00ZWz A zz W ρτ∂==-∂→∞=,得出一般解jz jzW Ae Be -=+。

用海底边界条件得出:0W =。

利用海面边界条件得出/()Z W j A τρ=,带入一般解表达式得:(1)(1)jzi azi az Z iW eW jA τττρ--+-+==⇒=()4**az i az W πτ-+-⇒=。

现引入漂流深度0D ,且0//D a ππ===,则**式可写为00()4z i z D D W πππτ-+-=,把速度表达式写成如下分量形式:00cos(),sin()44zzD D u z v z D D ππττππππ--=-=-,得到无限深海Ekman漂流的速度表达式。

Ekman 漂流特征:带入边界条件得,在海面z=0处的漂流为40iW πτ=,其大小为0W τ=,方向为4cossin()44iei x πππ=+o 即与轴成45;在任意深度Z处的漂流大小为0zD ZW πτ-=随深度呈指数递减,方向为0()4i z D eππ-随深度增加向右偏,偏转角度转由o45不断减小。

Ekman 螺线(Ekman Spiral ):相应于Ekman 漂流随深度的变化,漂流矢量端点的连线所构成的曲线为Ekman 螺线。

在北半球,漂流随深度向右偏;在南半球,漂流随深度向左偏。

Ekman 边界层(Ekman Layer ):在Ekman 层中,漂流受切变应力的湍流摩擦的直接影响及地转偏向力的影响。

其厚度D 随纬度变化。

D 反比于纬度 φ。

Ekman 层是在深海大洋中很薄的一个上层。

5有哪几种主要的升降流?沿岸升降流是怎样产生的?赤道升降流是怎样产生的?答:沿岸升降流、赤道升降流、南大洋升降流。

沿岸升降流:当风沿岸近于平行地吹,导致的EKman 质量传输是指向离岸的。

这样上层海水做离岸运动,根据海水质量连续,将迫使下层海水上升补偿。

赤道升降流:赤道无风带处在5N ︒附近,故赤道处受南半球的东南信风带控制。

在北半球,信风引起的EKman 质量输送向北,在南半球向南。

故赤道处上层海水辐散,根据海水质量连续,下层海水会被迫抬升补偿。

6两条著名的风生大洋环流的名称,位置和基本特征。

答:黑潮:位于太平洋西部海域,发源于北赤道,经菲律宾、中国台湾东部,进入东海,经琉球群岛沿日本列岛南部流去,结束于142,35E N ︒︒。

基本特征:最窄处150km ,厚度最大3000m ,强流达200/cm s ,流量可达636510/m s ⨯。

湾流:佛罗里达流经佛罗里达海峡进入大西洋后与安地列斯流汇合处视为湾流的起点。

伺候,它沿北美陆坡北上,约经1200km ,到哈特拉斯角(35N o附近)又离岸向东,指导45W o附近的格兰德滩以南,海流都保持在比较狭窄的水带,行程约2500km ,此段称为湾流,亦称墨西哥湾暖流,是世界上第一大海洋暖流。

基本特征:最窄处100-150公里,厚度最大达4000米,强流可达250厘米/秒,流量可大到6315010/m s ⨯7热盐环流的重要性是什么?什么是热盐环流?答:因海水受热、冷却引起的密度分布不均匀所产生的流动。

海洋的下层以热盐环流为主。

热盐环流不仅只携带热量和盐分,还有其他成分如氧气、二氧化碳等。

① 热盐环流所具有的特征即,深层冷海水和表层暖海水的对比等确定了海水的层结。

② 这种层结强烈影响着海洋的动力性。

深水部分的体积远大于潜水部分的体积。

尽管深水流动速度小,但它的运输量与表层运输量相当。

③ 由热盐环流携带的热通量影响着地球热收支,也影响着地球的气候。

第六章 海浪1、线性波动理论的四个假定及其意义,以及局限性。

答: 四个假设:a . 认为海水均质不可压缩;b . 短周期小尺度波动,可以忽略科氏力影响并不考虑湍流影响,重力为唯一外力;c . 波动振幅相对于波长很小;d . 研究水域广阔等深。

(注:无旋运动是通过前两个假设得到的小尺度基本方程通过环流定理和斯托克斯定理证明得到的!)海水不可压缩即考虑了密度ρ为定常,连续方程可以改写为330V ∇•=v的形式。

短周期小尺度运动的假设使得考虑线性波动的时候可以2、线性波动中水质点运动特点,水深的影响及线性波动的能量特征。

答:①水质点运动特点假定波动振幅远小于其波长且,简单波动为前进波,同时认为波场中相关物理量也具有这一特性,推得二维线性波动中的水质点的运动轨迹为22002200()()1[()][()][][]x x z z ch k d z sh k d z a a shkd shkd--+=++该式表明:二维线性波动水质点的运动轨迹为椭圆,其水平轴和铅直轴随着离开自由海面向下逐渐减小,于水底处,铅直轴变为零,质点只作水平运动。

②水深对线性波动的影响深水时2kd d πλ=→∞,则11,2kd thkd shkd chkd e ≈≈≈。

得到新的相关解 频散关系2gk ω=,波速2g c k=,自由海面高度sin()a kx t ζω=-,速度势cos()kz age kx t ϕωω=--,压强分布0sin()kz p p gae kx t gz ρωρ=+--,质点运动速度sin()cos()kzkzu a e kx t w a e kx t ωωωω⎧=-⎪⎨=--⎪⎩,运动轨迹022200()()()kz x x z z ae -+-=。

可见,深水时的线性波动有以下特点: a .波速与水深无关,只与波动性质有关。

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