【环境海洋学】第二章 海洋环境要素
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大气环流：指大规模的大气运行现象，是大气中大规模气流的总称。它包 括平均的运行状态和瞬时的运动状态。
大气环流的尺度：其水平尺度在几千千米以上，垂直尺度在 10km以上，时 间尺度通常在两天以上。
大气环流的动因：地球的自转和公转，赤道面和黄道面有23°27´的交角， 故低纬地区比高纬地区多受热，低纬大气比高纬大气暖，这种高、低纬度 之间的温度差，是造成大气运行的基本动因。
蓝光（约450nm）能透过最大深度，在82m深处才衰减到10%，在150m深 处仍然有1%。
绿光（550nm）在水深35m
处只剩下10% 。
根据光照强度将海洋环境垂直划分为三层：
（1）真光层(euphotic layer)：在这一层光照量能够充分满足植物的生长和 繁殖的需要，光合作用的能量超过呼吸作用的消耗。通常以光强为1%海 面光强的深度表示透光层的深度。在浑浊的近岸水域，真光层的深度只 有几米，而在大洋水域，真光层的深度可达150m。
第二章 海洋环境要素
第一节 太阳辐射 第二节 海区气候 第三节 海水环境 第四节 波浪 第五节 潮汐 第六节 海流 第七节 海洋环境中的主要生物类群 第八节 海洋环境中的主要生态类群
第一节 太阳辐射
一、太阳辐射及其对海洋环境的意义 1、太阳辐射
（380）
2、太阳辐射对海洋环境的意义 太阳辐射与海洋生物 太阳辐射与海洋水体结构 太阳辐射与海水中的物质循环
N2、O2、O3
海面
290nm ＜290nm
300-800nm
380-780nm 380nm
表层 海水 吸收
较深海水
H2O、CO2
800nm 800-2000nm
780nm
表层 海水 吸收
可见光谱中不同波长透过的深度：
红光（约650nm）很难透入水中，在海面很快地被吸收，在10m深处仅存 留约1%。
进入海面的光辐射：
大约有50%是由波长大于780nm（基本780~800nm）的 不可见光红外辐射光所组成，它们在水表层几米处就 很快地被吸收并转换成热。
小于380nm（基本是300~380nm）的紫外辐射仅是总辐 射量的一小部分，并且除了在非常清澈的海洋水体中， 通常也是很快地被散射和吸收。
其余透过海面50%的光辐射是400~700nm波长的可见光， 能透过较深层水体。被称为光合作用有效辐射。
（1）热带气旋
热带气旋(tropical cyclone)：是发生在热带或副热带海洋上的气旋性涡旋 的通称。为高温、高湿和巨大的辐合上升运动，并依靠水汽凝结释放出 的潜热作为其维持和发展的主要能源。
热带气旋一边绕自己的中心急速旋转，一边随周围大气向前移动。
在北半球热带气旋中的气流绕中心呈逆时针方向旋转，在南半球则相反。
（2）弱光层(disphotic layer)：这一水层的光照较弱，植物不能有效地生 长和繁殖，24小时植物呼吸作用所消耗的能量超过了光合作用所生产的 能量，光照能够满足该水层内动物对其产生反应。深度由80~100m向下 延伸至200m左右或更深。
（3）无光层(aphotic layer)：这一水层位于从弱光层下限直至海底。所以 深度很大，在这一水层内没有从海面透入的具有生物学意义的光照，所 以植物不能生存。
2、影响海水表面反射的因素 太阳的仰角、波长、海水表面的起伏（波浪）和接近海表面的空气
泡。
3、到达海面的太阳辐射量的影响因素 反射、纬度、季节、天气等。
四、太阳辐射在海洋中的传播过程
光在海洋传播过程中，受到海水的作用将衰减。引起衰减的物理过程有两 个： 吸收： 有些光子在它的能量变为热能时损失； 有些光子被吸收后变为了另一种波长的光。 散射： 发生散射时，光子没有消失，只是光子的前进方向发生了变化； 海水中引起光散射的因素很多，主要有水分子和各种粒子。
愈靠近热带气旋中心，气压愈低，风力愈大。但发展强烈的热带气旋，如 台风，其中心却是一片风平浪静的晴空区，即台风眼。
热带气旋的分级：
我国从1989年1月1日起，采用国际热带气旋名称和等级标准。根据气旋 区最大风力，将热带气旋划分为四个等级：
热带低压：在8级（风速17.2~20.7m/s）以下； 热带风暴：8~9级（17.2~24.4m/s）； 强热带风暴：10~11级（24.5~32.6m/s）； 台风：12级（32.7~36.9m/s）或12级以上。
影响太阳总辐射的因素：主要受太阳高度角、云状、云量等因素的影响，
气候的地域差异及季节变化：不同地点或区域的气候差异及各地气候的 季节变化，主要是由于太阳辐射在地球表面分布的不均匀性及随时间 变化的结果。
2、下垫面的环境条件 指地理纬度、海陆分布、沿海地形、海流、山脉、土壤、植被等等。
3、大气环流
第二节 海区气候
一、海区气候形成的主要因子 一个地方或一个海区的气候特征，是通过该地或该海区的各种气候要素
反映出来的，对多种气候要素进行综合分析和概括，便可获得该地或 该海区的气候特征。 在一般的气候学中，常把太阳辐射、下垫面的环境条件和大气环流作为 气候形成的三大因子。
1、太阳辐射
太阳辐射能量：红外线占46%，可见光占45%，紫外线占9%。
补充知识
• 黄道面(ecliptic plane)：是指地球绕太阳公转的轨道平面，与地球赤道 面交角为23°26'。
二、影响中国近海气候的主要天气系统 1、中国地理位置： 2、影响中国近海气候的主要天气系统 热带气旋（大洋上的） 副热带高压（大洋上的） 温带气旋（海上、陆上皆有） 热带辐合带（海上、陆上皆有） 寒潮和冷空气（大陆上的）
五、太阳辐射对海洋水体结构和物质循环的影响 太阳辐射的能量大多在表层水和浅层水被海水吸收，使海水温度升高； 不同水体由于温度不同形成一定的水体结构； 光辐射对海水中的物质循环产生影响：直接和间接影响物质循环。
六、太阳辐射对海洋生物的影响 1. 海洋植物的光合作用； 2. 海洋生物的垂直分布； 3. 海洋生物的体色； 4. 海洋动物的行为。
二、太阳辐射在空气中的传播
来自太阳的辐射，在地球大气层外是连续和相当稳定的。
大气的吸收、反射、散射等作用的影响，太阳辐射只有大约50%到达海 面。
N2、O2、O3 ＜290nm
300-800nm 到达海面
H2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、CO2 800-2 000nm
三、太阳辐射在海气界面的反射与吸收
1、海水表面的反射作用 海洋的平均反射率大约为6%。
大气环流的尺度：其水平尺度在几千千米以上，垂直尺度在 10km以上，时 间尺度通常在两天以上。
大气环流的动因：地球的自转和公转，赤道面和黄道面有23°27´的交角， 故低纬地区比高纬地区多受热，低纬大气比高纬大气暖，这种高、低纬度 之间的温度差，是造成大气运行的基本动因。
蓝光（约450nm）能透过最大深度，在82m深处才衰减到10%，在150m深 处仍然有1%。
绿光（550nm）在水深35m
处只剩下10% 。
根据光照强度将海洋环境垂直划分为三层：
（1）真光层(euphotic layer)：在这一层光照量能够充分满足植物的生长和 繁殖的需要，光合作用的能量超过呼吸作用的消耗。通常以光强为1%海 面光强的深度表示透光层的深度。在浑浊的近岸水域，真光层的深度只 有几米，而在大洋水域，真光层的深度可达150m。
第二章 海洋环境要素
第一节 太阳辐射 第二节 海区气候 第三节 海水环境 第四节 波浪 第五节 潮汐 第六节 海流 第七节 海洋环境中的主要生物类群 第八节 海洋环境中的主要生态类群
第一节 太阳辐射
一、太阳辐射及其对海洋环境的意义 1、太阳辐射
（380）
2、太阳辐射对海洋环境的意义 太阳辐射与海洋生物 太阳辐射与海洋水体结构 太阳辐射与海水中的物质循环
N2、O2、O3
海面
290nm ＜290nm
300-800nm
380-780nm 380nm
表层 海水 吸收
较深海水
H2O、CO2
800nm 800-2000nm
780nm
表层 海水 吸收
可见光谱中不同波长透过的深度：
红光（约650nm）很难透入水中，在海面很快地被吸收，在10m深处仅存 留约1%。
进入海面的光辐射：
大约有50%是由波长大于780nm（基本780~800nm）的 不可见光红外辐射光所组成，它们在水表层几米处就 很快地被吸收并转换成热。
小于380nm（基本是300~380nm）的紫外辐射仅是总辐 射量的一小部分，并且除了在非常清澈的海洋水体中， 通常也是很快地被散射和吸收。
其余透过海面50%的光辐射是400~700nm波长的可见光， 能透过较深层水体。被称为光合作用有效辐射。
（1）热带气旋
热带气旋(tropical cyclone)：是发生在热带或副热带海洋上的气旋性涡旋 的通称。为高温、高湿和巨大的辐合上升运动，并依靠水汽凝结释放出 的潜热作为其维持和发展的主要能源。
热带气旋一边绕自己的中心急速旋转，一边随周围大气向前移动。
在北半球热带气旋中的气流绕中心呈逆时针方向旋转，在南半球则相反。
（2）弱光层(disphotic layer)：这一水层的光照较弱，植物不能有效地生 长和繁殖，24小时植物呼吸作用所消耗的能量超过了光合作用所生产的 能量，光照能够满足该水层内动物对其产生反应。深度由80~100m向下 延伸至200m左右或更深。
（3）无光层(aphotic layer)：这一水层位于从弱光层下限直至海底。所以 深度很大，在这一水层内没有从海面透入的具有生物学意义的光照，所 以植物不能生存。
2、影响海水表面反射的因素 太阳的仰角、波长、海水表面的起伏（波浪）和接近海表面的空气
泡。
3、到达海面的太阳辐射量的影响因素 反射、纬度、季节、天气等。
四、太阳辐射在海洋中的传播过程
光在海洋传播过程中，受到海水的作用将衰减。引起衰减的物理过程有两 个： 吸收： 有些光子在它的能量变为热能时损失； 有些光子被吸收后变为了另一种波长的光。 散射： 发生散射时，光子没有消失，只是光子的前进方向发生了变化； 海水中引起光散射的因素很多，主要有水分子和各种粒子。
愈靠近热带气旋中心，气压愈低，风力愈大。但发展强烈的热带气旋，如 台风，其中心却是一片风平浪静的晴空区，即台风眼。
热带气旋的分级：
我国从1989年1月1日起，采用国际热带气旋名称和等级标准。根据气旋 区最大风力，将热带气旋划分为四个等级：
热带低压：在8级（风速17.2~20.7m/s）以下； 热带风暴：8~9级（17.2~24.4m/s）； 强热带风暴：10~11级（24.5~32.6m/s）； 台风：12级（32.7~36.9m/s）或12级以上。
影响太阳总辐射的因素：主要受太阳高度角、云状、云量等因素的影响，
气候的地域差异及季节变化：不同地点或区域的气候差异及各地气候的 季节变化，主要是由于太阳辐射在地球表面分布的不均匀性及随时间 变化的结果。
2、下垫面的环境条件 指地理纬度、海陆分布、沿海地形、海流、山脉、土壤、植被等等。
3、大气环流
第二节 海区气候
一、海区气候形成的主要因子 一个地方或一个海区的气候特征，是通过该地或该海区的各种气候要素
反映出来的，对多种气候要素进行综合分析和概括，便可获得该地或 该海区的气候特征。 在一般的气候学中，常把太阳辐射、下垫面的环境条件和大气环流作为 气候形成的三大因子。
1、太阳辐射
太阳辐射能量：红外线占46%，可见光占45%，紫外线占9%。
补充知识
• 黄道面(ecliptic plane)：是指地球绕太阳公转的轨道平面，与地球赤道 面交角为23°26'。
二、影响中国近海气候的主要天气系统 1、中国地理位置： 2、影响中国近海气候的主要天气系统 热带气旋（大洋上的） 副热带高压（大洋上的） 温带气旋（海上、陆上皆有） 热带辐合带（海上、陆上皆有） 寒潮和冷空气（大陆上的）
五、太阳辐射对海洋水体结构和物质循环的影响 太阳辐射的能量大多在表层水和浅层水被海水吸收，使海水温度升高； 不同水体由于温度不同形成一定的水体结构； 光辐射对海水中的物质循环产生影响：直接和间接影响物质循环。
六、太阳辐射对海洋生物的影响 1. 海洋植物的光合作用； 2. 海洋生物的垂直分布； 3. 海洋生物的体色； 4. 海洋动物的行为。
二、太阳辐射在空气中的传播
来自太阳的辐射，在地球大气层外是连续和相当稳定的。
大气的吸收、反射、散射等作用的影响，太阳辐射只有大约50%到达海 面。
N2、O2、O3 ＜290nm
300-800nm 到达海面
H2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、CO2 800-2 000nm
三、太阳辐射在海气界面的反射与吸收
1、海水表面的反射作用 海洋的平均反射率大约为6%。