11-2-第五章-海流-第五节-大洋环流及中国近海海流介绍
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《海洋工程环境学》
第五章 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 流
船舶工程学院 马 山 副教授
§5.5大洋环流及中国近海环流
本节内容：
§5.5.1、大洋环流 §5.5.2、海气相互作用 §5.5.3、中国近海环流
§5.5. 1、大洋环流
概述：
海流处处存在，流经各海区的海流相互连接就形成大洋环流 形成因素：风应力和海水温度、盐度起着主要作用 ，还有地理 地形特征、地球的自转效应 。依此可分为风生环流和热盐环流。
该发现意义：对大洋环流的经典 风生流理论是个挑战，改变了人们 对大洋环流结构的传统认识。
（2）流动特点：观测研究发现其蕴涵着巨大的能量，流 速大，流向多变，影响深度深，集中了大洋的大部分动能 ，但各洋流区的动能生布不均匀。
（3）影响作用：中尺度涡对于海洋中的海水大规模循环 与混合及物质输送等起着重要的作用，并对声呐等航海 仪器设备产生影响。由于中尺度涡的产生机制等尚未完 全清楚，对它的观测与研究还在进行之中。
黑潮来自北太平洋赤道洋流 保留有北赤道洋流透明度大、 水色高、高温、高盐的水文特征 。
黑潮的主支自台湾东侧与那 国岛之间的狭窄水道，进入我国 东海后继续沿东北方向流动。
黑潮的流速和流量具有季节 性的变化，一般是3月份最强， 11月份最弱。
c西风漂流 组成：西风漂流是与中纬度盛行西风带相对应的自西向东流 的海流，在北半球主要是北太平洋洋流和北大西洋洋流，南 半球的西风漂流环绕南极大陆连接形成南极绕流
向与流速呈现出明显的季节变化的洋流。 例如，在我国的南海，冬季在东北季风的作用下，
表层洋流自东北流向西南；夏季在西南季风的作用下， 表层洋流自西南流向东北
2、热盐环流 ：
海水的蒸发和降水， 大陆的径流， 海冰的结冰与融化等
推动海洋 环流的运动
海水温盐度 的分布变化
形成
海水密度 发生变化
产生密度梯度力 （形成海水斜压场）
§5.5.2、海气相互作用
1、概念：海洋与大气通过海气界面建立起相互联系，相互间不断进行着 热力和动力过程，发生能量和物质的交换，这种发生在海气间的复杂物 理过程就是海气相互作用。
2、相互影响过程 海水表面受到大气风应力的作用，给海洋提供了动量输送，使海洋产生海 流与海浪等运动。 海洋通过海气界面给大气提供热量和水汽，影响着大气运动和全球气候变 化。
3、现象： 通过对海气相互作用的研究，人们发现发生在海洋中的“厄尔尼 诺(EI Nino)”现象与发生在大气中的“南方涛动( Southern Oscillation)”密切 相关，且总是同时出现，反映出海洋大气系统的大尺度相互耦合作用，就 将两者合称为ENSO。
特征：在西风漂流区活动的大气气旋和风暴数量多，风大浪 大。尤其是南半球的海区更开阔，形成的风浪更显著，对途 经的船只构成巨大的威胁，被称为“咆哮”的西风带。
西风漂流区的降水量大，造成其海洋表层的盐度较低。
世界洋流分布
d东边界流
东边界流是指在大洋东部自高纬度流向低纬度的洋流， 具有寒流的水文特征
分布：主要有太平洋的加利福尼亚洋流和秘鲁洋流，大 西洋的加那利洋流和本格拉洋流，印度洋的西澳大利亚 洋流。
作用： A 使得大洋间的海水相通相连； B 使大洋各种水文要素、化学要素及热盐状况等能保持长期相对
稳定和连续变化； C 将热能从低纬度传向高纬度； D 在维持地球气候系统方面发挥着重要作用。
风生环流和热盐环流：
风生环流：由风在海面的长时间作用产生的环流。它影响的 是海洋的上表层，一般局限于海洋的混合层和温跃层上部。
上表层环流与大气环流： 两者之间很相似，洋流方 向同风向基本一致，存在 对应关系。
风生环流理论可用来解释 大洋上表层环流的形成机 理与特征。
上表层环流主要组成：
a赤道洋流系统 b西边界流
d东边界流
e南极绕极流
c西风漂流 f季风洋流系统
a赤道洋流系统 由南北赤道洋流、赤道逆流、赤道潜流组成。
南北赤道洋流是由东南信风和东北信风引起的风生海流，流动 较稳定，自东向西流经各大洋。 赤道洋流具有高温、高盐、透明度大的特征（100-300米）。 另外，在赤道流区的温跃层内存在一支较强的自西向东流动的 次表层流，横跨三大洋，其全年流速稳定，称为赤道潜流。
b西边界流 是指大洋西部沿着大陆坡自低纬向高纬流动的洋
流，包括湾流与黑潮，属于南北赤道洋流的延续。
作用：将低纬度的热量输送到高纬度
水文特征：是南北赤道洋流的延续而具有赤道洋流的水 文特征，是世界大洋中的最强海流。
湾流起源于大西洋北赤道洋流及越过赤道的南赤道洋流，是北大西 洋副热带环流系统中的强大西边界流，也称为墨西哥湾暖流。 流向东北，流速很大，表层最大可达250 cm/s，海面流动幅度约 100～150 km，是海洋中最强大海流之一。 具有高温、高盐、透明度大和水色高等水文特征。
特征：大量海水离岸西向输送而产生上升流，这是东边 界流的一个明显特征。此外，相比西边界流的幅窄流急 ，东边界流的流幅宽流速小。
e南极绕极流 南极绕极流是指在40°S与南极大陆之间在西风作
用下产生的自西向东绕南极流动的强大海流，海水流量 巨大。
f季风洋流系统 季风洋流系统是指某些海区主要在季风的作用下流
热盐环流：由海水温度盐度的分布变化（温度差、盐度差） 产生的密度梯度力（压强梯度力）引起的流动。它主要发生 在大洋上表层以下。
1、风生环流 ：
主要驱动力:风应力，其影响深度在几百到1千米左右。 重要特征:存在环流西向强化现象，表现为大洋西岸的海流 比东岸的海流流线密集，流速大（如北太平洋的黑潮、北大 西洋的湾流等都以流速快、流量大而闻名）。 造成洋流西向强化的主要原因是科氏参量随纬度的变化
密度梯度力成为环流运动的主要驱动力
中性浮标等得应用，对深层海水的流动逐渐有了认识与了解
描述大洋南北向热盐环流的简单模型。 运动特征：海水的密度决定着它的分布密度，不同密度的表 层海水沿等密度面下沉运动，直至达到平衡而停止下沉，组 成从底层、深层到次表层的大洋海水。
3、大洋中尺度涡
（1）观测发现：通过卫星遥感技 术和海洋声层析术，人们观测到各 大洋洋流中都存在一些巨大的水平 涡旋。其水平尺度约为几十到几百 公里(100-500 km)，时间尺度约为 几周到几个月(20-200天)，并以1-5 cm/s的速度在移动。
第五章 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 流
船舶工程学院 马 山 副教授
§5.5大洋环流及中国近海环流
本节内容：
§5.5.1、大洋环流 §5.5.2、海气相互作用 §5.5.3、中国近海环流
§5.5. 1、大洋环流
概述：
海流处处存在，流经各海区的海流相互连接就形成大洋环流 形成因素：风应力和海水温度、盐度起着主要作用 ，还有地理 地形特征、地球的自转效应 。依此可分为风生环流和热盐环流。
该发现意义：对大洋环流的经典 风生流理论是个挑战，改变了人们 对大洋环流结构的传统认识。
（2）流动特点：观测研究发现其蕴涵着巨大的能量，流 速大，流向多变，影响深度深，集中了大洋的大部分动能 ，但各洋流区的动能生布不均匀。
（3）影响作用：中尺度涡对于海洋中的海水大规模循环 与混合及物质输送等起着重要的作用，并对声呐等航海 仪器设备产生影响。由于中尺度涡的产生机制等尚未完 全清楚，对它的观测与研究还在进行之中。
黑潮来自北太平洋赤道洋流 保留有北赤道洋流透明度大、 水色高、高温、高盐的水文特征 。
黑潮的主支自台湾东侧与那 国岛之间的狭窄水道，进入我国 东海后继续沿东北方向流动。
黑潮的流速和流量具有季节 性的变化，一般是3月份最强， 11月份最弱。
c西风漂流 组成：西风漂流是与中纬度盛行西风带相对应的自西向东流 的海流，在北半球主要是北太平洋洋流和北大西洋洋流，南 半球的西风漂流环绕南极大陆连接形成南极绕流
向与流速呈现出明显的季节变化的洋流。 例如，在我国的南海，冬季在东北季风的作用下，
表层洋流自东北流向西南；夏季在西南季风的作用下， 表层洋流自西南流向东北
2、热盐环流 ：
海水的蒸发和降水， 大陆的径流， 海冰的结冰与融化等
推动海洋 环流的运动
海水温盐度 的分布变化
形成
海水密度 发生变化
产生密度梯度力 （形成海水斜压场）
§5.5.2、海气相互作用
1、概念：海洋与大气通过海气界面建立起相互联系，相互间不断进行着 热力和动力过程，发生能量和物质的交换，这种发生在海气间的复杂物 理过程就是海气相互作用。
2、相互影响过程 海水表面受到大气风应力的作用，给海洋提供了动量输送，使海洋产生海 流与海浪等运动。 海洋通过海气界面给大气提供热量和水汽，影响着大气运动和全球气候变 化。
3、现象： 通过对海气相互作用的研究，人们发现发生在海洋中的“厄尔尼 诺(EI Nino)”现象与发生在大气中的“南方涛动( Southern Oscillation)”密切 相关，且总是同时出现，反映出海洋大气系统的大尺度相互耦合作用，就 将两者合称为ENSO。
特征：在西风漂流区活动的大气气旋和风暴数量多，风大浪 大。尤其是南半球的海区更开阔，形成的风浪更显著，对途 经的船只构成巨大的威胁，被称为“咆哮”的西风带。
西风漂流区的降水量大，造成其海洋表层的盐度较低。
世界洋流分布
d东边界流
东边界流是指在大洋东部自高纬度流向低纬度的洋流， 具有寒流的水文特征
分布：主要有太平洋的加利福尼亚洋流和秘鲁洋流，大 西洋的加那利洋流和本格拉洋流，印度洋的西澳大利亚 洋流。
作用： A 使得大洋间的海水相通相连； B 使大洋各种水文要素、化学要素及热盐状况等能保持长期相对
稳定和连续变化； C 将热能从低纬度传向高纬度； D 在维持地球气候系统方面发挥着重要作用。
风生环流和热盐环流：
风生环流：由风在海面的长时间作用产生的环流。它影响的 是海洋的上表层，一般局限于海洋的混合层和温跃层上部。
上表层环流与大气环流： 两者之间很相似，洋流方 向同风向基本一致，存在 对应关系。
风生环流理论可用来解释 大洋上表层环流的形成机 理与特征。
上表层环流主要组成：
a赤道洋流系统 b西边界流
d东边界流
e南极绕极流
c西风漂流 f季风洋流系统
a赤道洋流系统 由南北赤道洋流、赤道逆流、赤道潜流组成。
南北赤道洋流是由东南信风和东北信风引起的风生海流，流动 较稳定，自东向西流经各大洋。 赤道洋流具有高温、高盐、透明度大的特征（100-300米）。 另外，在赤道流区的温跃层内存在一支较强的自西向东流动的 次表层流，横跨三大洋，其全年流速稳定，称为赤道潜流。
b西边界流 是指大洋西部沿着大陆坡自低纬向高纬流动的洋
流，包括湾流与黑潮，属于南北赤道洋流的延续。
作用：将低纬度的热量输送到高纬度
水文特征：是南北赤道洋流的延续而具有赤道洋流的水 文特征，是世界大洋中的最强海流。
湾流起源于大西洋北赤道洋流及越过赤道的南赤道洋流，是北大西 洋副热带环流系统中的强大西边界流，也称为墨西哥湾暖流。 流向东北，流速很大，表层最大可达250 cm/s，海面流动幅度约 100～150 km，是海洋中最强大海流之一。 具有高温、高盐、透明度大和水色高等水文特征。
特征：大量海水离岸西向输送而产生上升流，这是东边 界流的一个明显特征。此外，相比西边界流的幅窄流急 ，东边界流的流幅宽流速小。
e南极绕极流 南极绕极流是指在40°S与南极大陆之间在西风作
用下产生的自西向东绕南极流动的强大海流，海水流量 巨大。
f季风洋流系统 季风洋流系统是指某些海区主要在季风的作用下流
热盐环流：由海水温度盐度的分布变化（温度差、盐度差） 产生的密度梯度力（压强梯度力）引起的流动。它主要发生 在大洋上表层以下。
1、风生环流 ：
主要驱动力:风应力，其影响深度在几百到1千米左右。 重要特征:存在环流西向强化现象，表现为大洋西岸的海流 比东岸的海流流线密集，流速大（如北太平洋的黑潮、北大 西洋的湾流等都以流速快、流量大而闻名）。 造成洋流西向强化的主要原因是科氏参量随纬度的变化
密度梯度力成为环流运动的主要驱动力
中性浮标等得应用，对深层海水的流动逐渐有了认识与了解
描述大洋南北向热盐环流的简单模型。 运动特征：海水的密度决定着它的分布密度，不同密度的表 层海水沿等密度面下沉运动，直至达到平衡而停止下沉，组 成从底层、深层到次表层的大洋海水。
3、大洋中尺度涡
（1）观测发现：通过卫星遥感技 术和海洋声层析术，人们观测到各 大洋洋流中都存在一些巨大的水平 涡旋。其水平尺度约为几十到几百 公里(100-500 km)，时间尺度约为 几周到几个月(20-200天)，并以1-5 cm/s的速度在移动。