海水物理性质之水团分析
物理海洋--整理
....... 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
03-4 海洋温密盐分布-水团
周期性交替出现的涨、落潮流，携带近、外海不同温度海水，与太 阳辐射水温日变化叠加，造成水温变化复杂化，特别是浅海域上层。
17
§3.3 海洋温度、盐度和密度的分布
海洋温度的分布与变化
大洋表温年变化主要受制于太阳辐射，在中高纬度表现为年周期特 征，热带海域因太阳一年两次当顶直射，故为半年周期。
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§3.3 海洋温度、盐度和密更复杂，其总特征是： 1) 基本 沿纬线呈带状分布，但赤道向两极呈马鞍形双峰分布。即赤道 海域盐度较低；副热带海域达最高值；副热带向两极又逐渐降低。 2) 寒暖流交汇区和径流冲淡区，盐度梯度特别大，某些海域>0.2/km。 3) 最高与最低盐度值多出现在大洋边缘海盆。如红海北部达42.8←蒸 发强、降水与径流小、与大洋交换不畅；黑海为15～23←降水量和径 流量>>蒸发量。 4) 冬季分布特征与夏季相似，但季风影响显著海域如孟加拉湾有较大 差异。夏季因降水量大，盐度降低；冬季降水少、蒸发加强，盐度增 大。
表层水温水平分布
3
大洋环流
4
§3.3 海洋温度、盐度和密度的分布
海洋温度的分布与变化
水平分布
世界大洋2月和8月表温分布具如下共同特点： 1) 等温线分布沿纬线大致呈带状，40°S 以南海域几乎与纬度圈平 行，冬季明显于夏季，这与太阳辐射的纬度变化密切相关。 2) 冬、夏季最高温度均出现在赤道附近海域，西太平洋和印度洋近 赤道海域达28～29℃，位置在7°N 左右，称为热赤道。
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一些重要概念
§3.3 海洋温度、盐度和密度的分布
Sea Surface Temperature (SST) 与气温相近，但并不相同 与气海相互作用有直接关联 当海面极平静无风时，海面会形成一个薄层 真正SST不易观测，一般以数十公分海温为代表
第3章 海水的物理特性及其表征
海洋科学导论
§3.1 海水的物理特性 §3.2 海水的热量与水量平衡 §3.3 海洋温度、盐度和密度的分布 §3.4 海洋水团 §3.5 海洋湍流混合与细微结构*
☼ 思考题 ?
第三章 海水的物理特性及其表征
§3.1 海水的物理特性
✓ 海水及其盐度 ✓ 海水的热性质 ✓ 海水的力学性质 ✓ 海水密度
§3.1 海水的物理特性
海水的力学性质 ← 海水的表面张力
在液体自由表面上，由于分子之间的吸引力所形成的合力， 使自由表面趋向最小，这就是表面张力。 海水的表面张力随温度增高而减小，随盐度增大而增大。 海水中杂质增多也会使表面张力减小。 表面张力对水面毛细波的形成起着重要作用。
§3.1 海水的物理特性
§3.1 海水的物理特性
海水的热性质 ← 比蒸发潜热
使单位质量海水化为同温度的蒸汽所需的热量，称为比蒸发潜 热，记L，单位J/kg或J/g。其量值受S影响很小，可只考虑T影响。 液体物质中，(海)水的蒸发潜热最大，故蒸发不但使海洋失去水 分，也失去巨额热量，并由水汽携带输向大气，这对海面热平衡 和海上大气状况影响很大。
与其它流体相比，海水的压缩系数很小，故在海洋动力学 中，常把海水简化为不可压缩流体；但在海洋声学中，压缩 系数却是重要参量。
因海洋深度很大，受压缩的量实际上相当可观。若海水真 正“不可压缩”，则海面将升高30m左右。
§3.1 海水的物理特性
海水的热性质 ← 绝热变化
海水的压缩性导致其微团在铅直位移时，深度变化→压力变化 →V变化。绝热下沉时，P增大→V缩小，外力对海水微团作功→ 内能增加→T升高；反之，绝热上升时，V膨胀→消耗内能→T降 低。上述过程中海水微团内的温度变化称为绝热变化，海水绝热 变化随压力的变化率称为绝热温度梯度，以G表示。 海洋中的现场P与水深有关，故G单位用K/m或℃/m表示，也是T、 S和P的函数，可通过海水状态方程和比热容计算或直接测量而得 到。 海洋的绝热温度梯度很小，平均约为0.11℃/km。
海洋水团的划分、海流的性质判断
海洋水团的划分、海流的性质判断水团的划分：水团的划分是用经过改进的逐步聚类分析法。
对划分的结果，再用Bayes多组判别方法进行判别分析检验。
证实所划出的11个水团，具有统计学要求的差异显著性，回代判别成效高达90％以上，说明划分是有实际意义的。
这11个水团是：沿岸冲淡水（D），黄海表层水（Y），黄海底层冷水（YC），黄—东海混合水（YE），东海表层水（E），东海次表层水（EU），黑潮表层水（KS），黑潮次表层水（KU），黑潮次—中层混合水（KM），黑潮中层水（KI）和黑潮深层水（KD）。
用地理学和统计学的方法，对各水团进行了综合分析。
给出了各水团特征的统计指标，讨论了它们的形成机制与分布变化特点。
可将它们归并为三个水系：冲淡水系；混合水系和黑潮水系。
对各水系、水团之间的相互关系进行了讨论，指出它们具有逐级变性的明显的规律性。
海流的性质判断：按传统说法，奄美大岛以西沿九州西岸北上的一支称对马暖流。
约在五岛列岛以南又分两股：主流向东北通过朝鲜海峡流入日本海；西分支又在济州岛南进入南黄海，构成黄海暖流。
黑潮主干在钓鱼岛附近有一小股指向西北，朝浙江近海流动，抵达舟山群岛外折向东，与黄海南伸的冷水混合变性，这支海流叫台湾暖流。
黑潮在台湾东南海域分为两支。
主流向北。
另一支向西北进入巴士、巴林塘海峡（黑潮西分支），然后在台湾以南又分两支：较大的一支向西南流入南海，构成南海冬季环流的一部分；另一小支入台湾海峡，沿海峡东侧北上。
黑潮以流速强、流幅窄和厚度大而著称。
流速一般1～3节，苏澳以东达3.5节。
进入东海后，流速有所减弱，通常1～2节；至北纬26°、东经126°附近，流速又复增，可达2.5～3节；至屋久岛西南达3.4节。
在流速断面上，黑潮常有两个向北或东北的流核，中间隔着一个反向的流核，较强的流核位于靠近海岸一侧，表明大洋环流向西岸强化的特征。
在冲绳、奄美附近，困与地形摩擦，使黑潮主干右侧经常发生逆流现象。
海水物理性质之水团分析
水平分布
大洋水团的水平分布受到风力、 潮汐、海流等多种因素的影响， 形成不同的水， 其形成和变化受到河口、潮汐、
海流等多种因素的影响。
近海水团的水平分布和垂直结构 与大洋水团有所不同，其温度、 盐度和密度等物理性质也呈现出
不同的特征。
近海水团对海洋生态系统和人类 活动具有重要影响，如渔业、港
同位素分析法
总结词
利用同位素标记技术追踪海水中溶解物质的来源和迁移路径 。
详细描述
同位素分析法通过向海水中添加同位素标记物，追踪海水中 溶解物质的迁移路径和来源。该方法能够提供水团形成、运 动和演变的详细信息，有助于深入了解水团特征和变化规律 。
生物分析法
总结词
利用生物标记物分析海水中浮游生物 的种类和数量，推断水团特征。
详细描述
生物分析法通过检测海水中浮游生物 的种类和数量，推断水团的来源、运 动路径和演变过程。浮游生物作为水 团的指示生物，能够提供水团特征和 水域环境的重要信息。
04 水团分布与流动
大洋水团
温跃层
在大洋中，由于温度和盐度的变 化，形成了一个稳定的温跃层， 将水团分为上下两层。
季节性变化
由于太阳辐射和气候的影响，大 洋水团具有季节性变化的特点， 如冬季水温较低，夏季水温较高。
水团通过吸收和释放热量，对地球温度进行调节。例如，冷水团可以吸收热量，降低局部温度，而暖水团则能释 放热量，提高局部温度。
影响气候模式
水团中的物质含量和盐度变化可以影响大气的温度和湿度，进而影响气候模式，如洋流、风带和降水模式。
对海洋生态系统的影响
影响生物分布
不同水团携带的养分和盐度差异会影响海洋生物的分布和生长。例如，冷水团通常富含营养物质，支 持更多的生物生长。
海洋中的水体垂直混合与物理特性分析
海洋中的水体垂直混合与物理特性分析海洋作为地球上最广阔的水域，拥有丰富的物理特性和复杂的生态系统。
其中，水体的垂直混合是海洋动力学和生物地球化学过程中的重要环节。
本文将对海洋中水体的垂直混合以及相关的物理特性进行分析和探讨。
一、垂直混合的机制水体的垂直混合是指不同温度、盐度和密度的水体在垂直方向上发生的混合过程。
这一混合过程由于受到多种驱动力的影响，如风、潮汐和地球自转等，因此具有复杂性和多样性。
1.1 风的影响风是垂直混合的主要驱动力之一。
风通过表面摩擦破坏了水体的垂直层次结构，引起了上层水体的下沉和底层水体的上升，从而促进了水体的垂直混合。
此外，风还能增加水体中的湍动，加速混合的速度。
1.2 潮汐的影响潮汐也是水体垂直混合的重要驱动力。
潮汐引起的涨落潮位差使得水体在垂直方向上发生周期性的上升和下降运动，从而实现了水体的垂直混合。
尤其是在浅水区域，潮汐对垂直混合的贡献更为显著。
1.3 地球自转的影响地球自转产生的科氏力对垂直混合也具有影响。
科氏力使得水体在水平方向上发生偏转，从而引起水体的旋转和湍动，促进了水体的垂直混合。
二、垂直混合的效应垂直混合对海洋中的物理特性和生物过程具有重要的影响。
下面我们将探讨垂直混合对海洋中温度、盐度和营养盐等物理特性的影响。
2.1 温度的影响垂直混合使得上层暖水和底层冷水发生混合，导致水体的垂直温度分布发生变化。
垂直混合还可以将温暖的水体带到较深层次，使得整个水体温度变得均匀，减小了温度梯度。
2.2 盐度的影响垂直混合还影响海洋中的盐度分布。
上层水体和底层水体的混合会导致盐度的均匀化，减小盐度的梯度。
此外，垂直混合还可以将富含盐分的底层水体带到表层，使得表层水体的盐度增加。
2.3 营养盐的影响垂直混合对海洋中的营养盐分布和生物生产力具有重要影响。
通过垂直混合，底层富含营养盐的水体得以输送至表层，为浮游植物的生长提供了充足的养分，从而促进了生物生产力的增加。
三、垂直混合与海洋研究垂直混合的研究对于深入了解海洋的动力学和生物地球化学过程具有重要意义。
2018-第5章 海洋水团
冰架水 高盐陆架水
（c）蒸发增密对流产生的水团
第5章 海洋水团ZJP
地中海的蒸发对流
第5章 海洋水团ZJP
地中海水对北大西洋水团的作用
第5章 海洋水团ZJP
（d）混合增密对流产生的水团
o 混合后密度永远高于混合前密度的平均值
第5章 海洋水团ZJP
混合增密对流
o 混合增密：任何水团混合都会发生混合增密现象 o 混合增密对流：主要发生在侧向混合，即两个并列水团
o 在水团分析中使用位温更为科学。
∫ θ = T −
p p0
⎜⎜⎝⎛
∂T
∂ρ
⎟⎟⎠⎞ηS
dρ
第5章 海洋水团ZJP
位温的计算
θ = T − Ap − Bp2 − Cp3
A = 3.6504×10−4 + 8.3198×10−5t − 5.4065×10−7 t2 + 4.0274×10−9 t3 +(S − 35)(1.7439×10−5 − 2.9778×10−7 t) B = 8.9309×10−7 − 3.1628×10−8t + 2.1987 ×10−10 t2 −4.1057 ×10−9 (S − 35) C = −1.6056×10−10 + 5.0484×10−12 t
界面上的混合 o 前提：流动有很强的剪切 o 混合增密对流普遍发生。但是，能够形成水团的并不多
见。
第5章 海洋水团ZJP
混合增密是深对流的主要原因之一
o 南极底层水位于3000～4000米以下的南极海盆底部，由 流过狭窄陆架的南极陆架水与绕极深层水约以1∶1的比 例混合,下沉到海底形成的。
o 格陵兰海和拉布拉多海的深对流主要是冷却下沉水与北 极流出的冷水混合的结果，形成高密度的海盆下层水
3 第三章 海水的物理性质
和压 力的 函数
……
海水的热容和比热容
热容（heat capacity）：海水温度升高（降低）1K（
或1ºC）时所吸收（放出）的热量，单位是焦尔每开尔文（ J/K）或者焦尔每摄氏度（J/ºC）
单位质量海水的热容称为比热容(specific heat capacity)， 比热容又分为定压比热容（cp）和定容比热容（cv）
化学成分
已测定海水中含80余种元素，其中11种主要无机盐占99.99%； 不同海域海水中无机盐绝对含量不同； 海水中主要无机盐相互间比值基本恒定。
第二节 海水的物理性质
海水=纯水+无机盐等
非对称结构，有极性
水分子的缔合：水分子因极性互相
结合，形成比较复杂的分子，但是化 学性质不发生改变； 温度升高/降低不利于/利于分子缔合。
海水的盐度
最初的盐度定义：1kg海水中所包含的溶质 的总质量。
基于化学方法的盐度定义 “1kg海水中的碳酸盐全部转换成氧化物，溴 和碘以氯当量置换，有机物全部氧化后所剩 固体物质的总克数”。单位是g/kg，用符号‰ 表示(Kundsen,1902)
该方法测定盐度非常繁琐
海水的盐度：化学方法测定盐度
海水的溶质
海水的溶解性非常强，可将大部分物质溶解为极小颗 粒
从化学上可将这些溶质分为5类：主要成分，营养盐、 气体、痕量元素和有机化合物。
主要成分即海水中的阳离子和阴离子，占所有溶质的 99.99%，是不随时间变化的保守量
海水的溶质：组成恒定性
海水组成恒定性：尽管海水的主要成分绝对量不同，但它 们的比值不变。即任何两种溶于海水中的主要成分比值不 变，如CI-1/SO42-，Na+/K+
（注意课本61页的定义错误！）
学习讲义_测海象-海水的性质与水团
季节 夏季
特性
说明
温盐图 位置
低 11温 极区纬度高 低 12盐 融冰
左下 1 15方
冬季
低 13温 极区纬度高 右下 1 高 14盐 表层海水结冰 16方
3. 温盐曲线与水团：
说明
纵轴为温度﹐横轴为盐度﹐右上至左 下的弧线为等密度线
红色曲线表示从某测点的海洋表面到
温盐 曲线
海底海水温度﹑盐度分布﹐可见海表 面﹑1000公尺深﹑3000公尺 深﹑4000公尺深有四种不同的海水
来源
测站海水 如红线﹐有三种不同水团
的组合（三段不同曲线）
水团
极区表层 海水
如橘线﹐为低温低盐度的 水团
註
不同水团的温盐图示
极区底层 如绿线﹐为低温高盐度的
意图
海水 水团
58
註 ：水型与水团：
名词
说明
某海域海水在特定环境下维持一定时间后﹐形成温 水型 17 度﹑盐度均匀的海水﹐称为水型。水型多存在于发
可测量水中悬浮颗粒或 浊度计 浮游植物所造成的 透1
光 36度变化
轮盘式采水瓶
3
下列哪一个海水的性质无法由海浪及海流混合作用 而达到一致？ (A)海水盐度 (B)海水压力 (C)海水温度 (D)海水密度
[答案] Ｂ
2. 温盐图： (1) 韩生于1916年提出温盐图， 测量海域中不同深度海水，以 横轴为 盐 9度、纵轴为 温 10 度，描绘在同一张坐标图上， 再连接各点形成一曲线 ，称为温盐曲线（如右图）。 (2) 由温盐图辨别水团：
由温盐图上不同的曲线型态可 以辨别出不同的水团，以极区 海域为例，说明如下页：
的反射与散射为主
水色不同原 因
说明
影响方式
3第三章 水团分析
第三章水团分析§3—1 水团的基本概念一、水团的特征1．水团的形成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。
2．水团的主要特征温度、盐度等参数➢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。
二、水团的核心、边界和强度1．水团核心水团都有部分水体的特征最为突出，而其他部分则受到周围水团影响，产生不同程度变异。
这部分特征最为突出的水体，我们称为水团的“核心”。
2．水团的边界水团与水团之间的交界面称为边界，也称之为“锋”。
如果海水是静止不流动的，那么较轻的水团在上，较重的在下。
上、下水体之间的界面为一水平面。
若存在流动，海洋中等压面必有相应的倾斜，则界面就要形成一定的坡度。
3．水团的强度水团的体积越大就越强，反之就弱；水团的盐度、温度、密度与周围水团差别越大，水团就越强，反之则弱。
三、水团的形成和变性1．水团的形成水团最初都是由海面影响形成的。
因为水团都从海面获得其原始特征。
主要受太阳辐射、地理纬度、蒸发、降水、径流与大气的热交换等因子的影响。
例如：我国黄海冷水团形成于冬季，其形成机理是：高盐水通过黄海暖流不断进入黄海，在偏北大风的影响下，上层急剧降温，使海水稳定度减小，涡动混合及对流混合极为发达，导致海水上、下层温盐均匀，形成了范围很大的冷水团。
冬去春来，上层海水逐渐增温，稳定度增大，限制了上下交换。
至夏季，上层水温可达28℃，深水区的底层水温仅为8℃左右。
与表层相比，更显出其“冷”的特征，而这一特征是冬季从表层获得后保留下来的。
2．水团变性水团变性是指水团受到其他水团、地理或气象因子的影响，其高水平特征因子不断向低水平过渡，并逐渐丧失其原有特征的过程。
在外部因素诱导下而发生的变性过程，称之为第一类变性过程；由海水内部混合作用引起的水团变化，称之为第二类变性过程。
四、水团的运动水团只做幅度不大的摆动，不做长距离搬移，比较恒定。
东中国海的水团分析方法研究(DOC)
东中国海的水团分析方法研究摘要本文首先介绍了水团分析方法的历史及现状。
之后介绍了影响中国近海海域水团形成、分布和变化的各种因素和条件，主要有：自然地理环境的制约、气象气候因素的影响、主体格局与区域特征的互相作用和理、化、生、地特征分布的兆示。
在此基础上本文阐述了适合东中国海海域水团分析的方法，其中着重介绍了分割法、水团聚类分析法、水团的判别分析及预报、水团分析中的正交分解法、水团分析中的模糊数学方法。
通过对这些方法的介绍，得出它们的各自的特点，并比较它们的优劣。
（1）分割法，是将一长串有序的测样，在打乱其原有顺序的前提下，按给定要求分割成有限几段的方法，其严格的说是属于聚类分析的范畴。
不过它是把所有测样看作一类，然后“化整为零”，分割为二类、三类……直到每个测样先作为一类。
（2）聚类法则是“化零为整”，即开始把每个测样先作为一类，然后择其性质相近者聚合。
实践证明，在浅海变性水团分析中，聚类法是一种很有效的方法。
（3）判别分析法又称为分辨法，是根据测样的多种性状的观测值，对其进行客观合理分类的方法；主要运用于预报。
（4）水团概念的模糊性是客观存在的，而应用模糊集合来定义和划分水团，既有合理的物理意义，又不影响集合的交运算及其他运算。
故模糊数学方法在中国浅海水团分析研究中得到了快速的发展和创新，把中国浅海水团分析方法推上了一个新的高度。
THE RESEARCH OF THE ANALYTICAL METHODS OF WATER MASSES IN THE EAST SEA OF CHINAAbstractFirstly, this paper introduces the history of the analytical methods of water masses and currents situation. All kinds of factors and conditions affecting the formation, distribution and change of the China offshore as follows: The restriction of the natural environment, the climate influence, the interaction between the subject pattern and regional characteristics and the sign that diagnostic distributing of physics、chemistry、biology、geography.On the basis of above, this article clarifies appropriate solution in the relative waters. And introducing the split method emphatically, water reunion analytic approach, discrimination of water body analysis and predict, water body analysis fuzzy mathematics method of to paying in analysis. Through the introduction of these methods, get their own characteristics, compare their quality.(1)Split method, examining a long bunch of orderly ones kind, on the premise of upsetting itsoriginal order, according to the given demand to cut limited section of methods apart into one, strictly, it belongs to a category, cluster of analysis. But it regards all samples as one, then "break the whole up into parts" , split into class II , three kinds until each one be one kind. (2)Cluster's rule is to "turn parts into the whole ", namely it regards every sample as one category.then select the close one of nature of it to get together . Practice has proved that it is effective in the sex change water body of shallow waters.(3)Differentiating analytic approach is also called distinguishing law, which is based on theobserved data, and carry on objective method that classifies it rationally; Apply to and predict mainly.(4)It is objective that water body concept is getting fuzzy, defining and dividing the waterbody by fuzzy set is rational physically, and does not influence handing in operation and other operation of the set. So fuzzy mathematics method has been used broadly and innovatively in the research and study in shallow sea water group, and pushing group analytical method of shallow sea water in China to a new height.目录中文大摘要 (1)英文大摘要 (2)目录 (3)1.前言 (5)2.中国近海特殊状况 (6)3.主要应用的水团分析方法 (7)3.1 综合分析方法 (7)3.2 分割法 (8)3.3 聚类分析法 (13)3.4 判别分析法 (16)3.5 正交分解法 (19)3.6 模糊数学方法 (20)3.7 其他的分析方法 (23)4. 总结 (23)参考文献（包括引文注释） (24)附译文………………………………………………………………………东中国海水团分析方法研究陈雨钢（浙江海洋学院海洋科学与技术学院，浙江舟山316004）[摘要] 本文根据中国近海海域的特征，及其在此条件下浅海水团的形成、分布、变化的规律，总结了适合东中国海海域的各类水团分析方法，通过对各种方法的介绍，得出它们的各自的特点，并比较它们的优劣。
海洋混合和水团
混合对水团的影响
混合增强
通过混合过程，海洋中的 不同水团得以更加均匀地 分布，增强了海洋的均质 性。
物质交换
混合过程促进了海洋中不 同水团之间的物质交换， 包括营养物质、热量和盐 分等。
生态系统影响
混合过程改变了海洋生态 系统的环境条件，如温度 和盐度等，影响了海洋生 物的分布和生长。
水团对混合的影响
生产力
水团的温度和营养物质含量可以影响浮游植物的生产力，从而影 响整个海洋生态系统的生产力。
物种分布
水团的盐度和温度等属性可以影响不同物种的分布和丰度，从而影 响海洋生物多样性和生态系统结构。
碳循环
水团中的有机碳和溶解无机碳可以影响海洋的碳循环过程，从而影 响全球气候变化。
03
CATALOGUE
混合与水团的相互影响
而影响全球气候。
生产力供应
混合过程使得营养物质在海洋中 重新分布，支持了海洋中的生产 力供应，为海洋生态系统提供能
量来源。
02
CATALOGUE
水团
水团定义和分类
定义
水团是指具有相似物理和化学属性的 水体，它们在海洋中形成并随时间演 变。
分类
根据来源和特性，水团可以分为不同 的类型，例如北极水团、黑潮水团、 赤道水团等。
要影响。
理解混合过程有助于揭示海洋生 态系统的运行机制，为预测气候 变化和生态系统健康提供科学依
据。
混合过程还与海洋中的物质运输 、热量转移等物理过程密切相关 ，对人类社会的发展具有重要意
义。
研究现状及问题
混合过程的动力学机制尚不完全清楚，需要加强 研究。
混合过程在不同海域和不同季节的变化规律缺乏 系统性的研究。
度和分辨率，为深入研究提供数据支持。
第三章海水的物理性质和世界大洋的层化结构
第三章：海水的物理特性和世界大洋的层化结构一、海水的主要热学和力学性质（一）水的密度水结冰时，密度减小，体积增大，所以冰总是浮在水面上，这与一般物质的性质“热胀冷缩”不同，是一种反常膨胀。
水的密度随温度的这种不正常的变化，是由水分子的缔合造成的。
（二）水的热性质特殊水的熔点、沸点、比热、蒸发潜热和表面引力值都比氧的同族氢化物高。
其原因就在于熔化和汽化时，缔合分子的溶解需要消耗较多的能量。
（三）海水的盐度海水是含有多种无机盐类的溶液，盐度是其浓度的一种量度，它是描述海水特征的基本物理量之一。
海洋中发生的许多现象都与盐度的分布和变化密切相关。
长期以来，人们对盐度的定义、计算标准和测量技术进行了广泛的研究和讨论，先后有1902年盐度、氯度定义；1969年的电导盐度定义；1978年的实用盐标。
1、1902年盐度、氯度定义大量海水分析结果表明，不论海水中含盐量的大小如何，各主要成分之间的浓度比基本上是恒定的，这种规律称为“海水组成恒定性”又称为马赛特原则。
海水组成恒定性规律的发现，为测定海水的盐度提供了方便条件。
1902年，克努森（Knudsen）等人建立了盐度、氯度定义。
1)盐度：1千克海水中的碳酸盐全部转换成氯化物，溴和碘以氯当量置换，有机物全部氧化之后所剩固体物质的总克数，单位：克每千克，用符号S‰表示。
2)氯度：1千克海水中的溴和碘以氯当量置换，氯离子的总克数，单位是克每千克。
（氯度量稍大于海水中实际氯含量）用硝酸银滴定法测定海水的氯度时，需要知道硝酸银的浓度，为此，配置一种标准的知道其氯度值的标准海水，作为国际统一标准硝酸银溶液的浓度。
国际上统一使用氯度值精确为19.374‰的大洋水作为标准，称为标准海水，其盐度值对应为35.000‰。
2、1969年的电导盐度定义考克斯等1976年对由大洋和不同海区不深于100米的水层内采集的135个水样，准确的测定其氯度值计算盐度，同时测定水样的电导比R15，得除了盐度S‰与电导比之间的关系式：但此种盐度测定仍然未脱离对氯度测定的依赖，直至1978年实用盐标的建立，才使得盐度测定脱离了对氯度测定的依据。
北大西洋深层水
黄海
出渤海的鲁北沿岸流 到成山角后转向南， 大致沿45m等深线绕胶 东半岛前行。
冬季南下的流可与苏 北沿岸流汇合，在3233°N附近转向东南进 入东海北部，即“黄 海冷水南侵”。
黄海
朝鲜半岛西岸的沿岸 流终年都可南下。
黄海暖流则从济州岛 西南进入黄海而北上。 过去认为黄海暖流是 对马暖流的分支；近 年研究认为，它实际 是补偿黄海东西两岸 南下的沿岸流而汇集 黄东海混合水北上。
水团形成之后，部分离开海面，下沉到与 其密度相当的水层，继而在周围水团的不 断影响下，形成了表层以下的各种水团。
水团的变性
海洋外部因素：水团与大气、陆地等外界 环境的热、盐交换，引起水团的变性。
海洋内部因素：水团之间的热、盐交换， 引起水团的变性。
中国近海环流
上层环流
渤海
环流很弱，为漂流性 质，流速一般为0.10.2m/s，冬季盛行偏 北大风，驱使海水在 鲁北沿岸堆积．形成 较强的沿岸流．称鲁 北沿岸流，出渤海而 入黄海。辽东湾东岸 也有因盛行风而引起 的沿岸流南下。
东海
黑潮、台湾暖流、对马 暖流以及浙闽沿岸流， 九州沿岸流。
东海黑潮的流轴比较稳定，不像日本以南的黑潮 那样出现大弯曲。流轴的平均流速为1m/s，主干 流幅较窄，强流带(＞1m/s) 一般不超过50 km。 黑潮在东海的平均流量为长江径流量的1000倍， 季节变化不大，但有明显的年际变化。
南极中层水，AAIW (AAIW: Antarctic Intermediate Water)
大西洋北部中层有势力强大的地中海水团。
全球大洋最为重要的两个水团是北大西洋 深层水（NADW)和南极底层水（AABW)。
大洋主要水团的源地
水团的定义名词解释
水团的定义名词解释水团，是指海洋或湖泊中的一种特定水体团块，具有独特的物理、化学特征和动力学行为。
它是一种相对稳定的水体集合体，不会立即与周围的水体混合，而是保持一定的水质特征和运动轨迹。
水团的形成是由于海洋或湖泊中的密度差异，通常是由温度、盐度和混合率的差异引起的。
1. 水团的形成原因水团形成的主要原因是温度、盐度和混合率的差异。
在大洋中，水温随着深度的增加而逐渐降低，而盐度则随着深度的增加而逐渐增加。
当遇到两种不同特性的水体交汇时，由于密度差异，会形成层状结构。
这种结构被称为水团。
2. 水团的分类根据形成的方式和特征，水团可以被分为不同的类型。
常见的水团类型包括温度水团、盐度水团和混合水团。
- 温度水团：温度水团是由于海洋或湖泊中温度差异形成的。
当冷水和暖水交汇时，由于密度差异，会形成温度水团。
这种水团通常具有明显的温度梯度，较冷的水位于水团底部，较暖的水位于水团表层。
- 盐度水团：盐度水团是由于海洋或湖泊中盐度差异形成的。
当咸水和淡水交汇时，由于密度差异，会形成盐度水团。
这种水团通常具有明显的盐度梯度，较咸的水位于水团底部，较淡的水位于水团表层。
- 混合水团：混合水团是由于海洋或湖泊中水体的混合形成的。
当两种不同特性的水体混合时，会形成混合水团。
这种水团通常具有均匀的温度和盐度特征，没有明显的梯度。
3. 水团的运动轨迹水团的运动轨迹主要受到外部环境和内部力的影响。
外部环境包括风力、洋流和海洋地形等，内部力包括水团本身的密度差异和惯性等。
- 外部环境的影响：风力、洋流和海洋地形等外部环境因素会对水团的运动轨迹产生影响。
例如，风力可以推动水团移动，洋流可以将水团带到不同的区域，海洋地形可以改变水团的流动路径。
- 内部力的影响：水团本身的密度差异和惯性也会对运动轨迹产生影响。
密度差异越大，水团的稳定性越强，运动越缓慢。
而惯性则会导致水团继续保持原来的运动方向和速度。
综上所述，水团是海洋或湖泊中的一种稳定的水体团块，它的形成是由于温度、盐度和混合率的差异引起的。
水团名词解释
水团名词解释水团是指海洋中的一种浮游生物聚集体，通常由植物浮游生物（如藻类）或动物浮游生物（如浮游动物）组成。
水团通常形成于海洋的表层，由于海水的动力作用、风力和海流的影响，使得这些浮游生物聚集在一起形成团状结构。
水团的形成通常受到生物和环境因素的影响。
生物因素包括浮游生物的繁殖和生长，不同种类的浮游生物会在特定的环境条件下聚集形成水团。
环境因素主要包括海水中的营养物质含量、温度、盐度、光照强度和流速等。
水团的大小和形状可以有很大的变化，从几厘米到几米不等。
一般来说，浮游植物水团通常较大，形状不规则，有时形成一片绿色或褐色的浮游植物团。
而浮游动物水团通常较小，形状规则，可以看到大量的浮游动物挤在一起。
水团在海洋生态系统中起着重要的作用。
首先，水团是浮游生物的生活和繁殖场所，提供了养分和保护。
大量的浮游生物聚集在水团中会形成食物链，为更高一级的生物提供食物资源，影响整个海洋生态系统的稳定性。
水团还可以在一定程度上影响海水的物理和化学性质。
浮游生物通过进行光合作用可以吸收二氧化碳和释放氧气，影响海水的气体交换。
此外，水团中浮游生物的代谢过程也会释放有机物质，对海水的营养循环和碳循环有一定的影响。
水团也是海洋的重要景观之一，浮游生物在阳光的照射下会呈现出丰富多彩的颜色和形态，形成美丽的水下世界。
水团还在一定程度上反映了海洋生态系统的健康状况和环境质量，对海洋生态系统的监测和保护也具有一定的意义。
总之，水团是海洋中的一种浮游生物聚集体，形成于海水的表层，由浮游植物或动物组成。
水团的形成受到生物和环境因素的影响，对海洋生态系统的稳定性、物理和化学性质具有重要影响，也是海洋生态系统的重要景观之一。
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水系(watersystem)
水系原为陆地水文学术语，在海洋学中指“符 合一个给定条件的水团的集合”。 水系的划分只考虑一种性质相近即可。在浅海 水团分析中，经常提到的沿岸水系和外海水系， 就是只考虑盐度而划分的。前者指沿岸低盐水 团的集合，后者是指外海高盐水团的集合。
东海
黑潮、台湾暖流、对马 暖流以及浙闽沿岸流， 九州沿岸流。
东海黑潮的流轴比较稳定，不像日本以南的黑潮 那样出现大弯曲。流轴的平均流速为1m/s，主干 流幅较窄，强流带(＞1m/s) 一般不超过50 km。 黑潮在东海的平均流量为长江径流量的1000倍， 季节变化不大，但有明显的年际变化。
海洋水团分析是物理海洋学的重要内容之 一。 “水团可以说是海洋学研究的归宿。” (友田 好文，高野健三，1983) 水团是“海洋学的基本问题”。( 渊秀隆等， 1970)
水团的形成
ห้องสมุดไป่ตู้
水团形成有一个显著的特点：主要海洋水 团所独具的最典型的原始持征，是先从海 面获得的。 水团初始特征主要取决于源地的地理环境 和气候状况，再通过混合与扩散，使得水 团的典型特征终于得以形成。 水团形成之后，部分离开海面，下沉到与 其密度相当的水层，继而在周围水团的不 断影响下，形成了表层以下的各种水团。
水型 水团 水系 海区
水团分析的内容
根据海洋水体的物理、化学和生物等特征， 将它们划分为不同的“水团”，研究它们 形成、分布、变化及相互影响的规律，从 而对海洋水体的来龙去脉给出合理的解释。
水团分析还包括对研究海区内的跃层、海 洋锋及环流系统的分析，因为它们与水团 有着极为密切的关系。
黄海底层冷水团
冬季，外来高盐水伸入黄海后，在偏北大风的影 响下，表层先开始降温，导致海水层结不稳定， 强烈的对流混合可直达海底，最终使上下各层近 乎均一。
春季，太阳辐射增强，上层增温明显，层结稳定， 限制了热量的向下传递，表层水温高达27℃，而 海区中部深水区底层水温依然只有7℃ 。 冷水团的这一典型特征，是最初在冬季由海面获 得，在底层一直保留到次年夏季。
大洋中的水团
Surface water: 0-200m Central water: to the bottom of main thermocline Intermediate water: to 1500m Deep water: water below intermediate water but not in contact with the bottom, to a depth of about 4000m Bottom water: water in contact with the seabed
物理海洋学
第14讲 水团分析 (water mass analysis)
什么是水团 水团分析包括哪些内容 水团的形成与变化 中国近海水团 水团分析方法
黑潮是从哪里来的，流到哪里去了？ 极地冷水下潜后，到哪去了？ 这些海洋现象的分析离不开水团。
定义
为了对海水追踪溯源，提出水团的概念。 最早在1916年，海兰—汉森把水团(watermass) 这一术语引入海洋学。 中国大百科全书(1987) 定义水团为：源地和形 成机制相近，具有相对均匀的物理、化学和生 物特征及大体一致的变化趋势，而与周围海水 存在明显差异的宏大水体。
南极底层水， AABW (Aantarctic Bottom Water) ，位于4000 m以深至底层，源地是威 德尔海和罗斯海。 北大西洋深层水，NADW (North Atlantic Deep Water) 南极中层水，AAIW (AAIW: Antarctic Intermediate Water) 大西洋北部中层有势力强大的地中海水团。
全球大洋最为重要的两个水团是北大西洋 深层水（NADW)和南极底层水（AABW)。
大洋主要水团的源地
南极海区水团
大西洋水团
综合分析法
水团的变性
海洋外部因素：水团与大气、陆地等外界 环境的热、盐交换，引起水团的变性。
海洋内部因素：水团之间的热、盐交换， 引起水团的变性。
中国近海环流
上层环流
渤海
环流很弱，为漂流性 质，流速一般为0.10.2m/s，冬季盛行偏 北大风，驱使海水在 鲁北沿岸堆积．形成 较强的沿岸流．称鲁 北沿岸流，出渤海而 入黄海。辽东湾东岸 也有因盛行风而引起 的沿岸流南下。
黄海
出渤海的鲁北沿岸流 到成山角后转向南， 大致沿45m等深线绕胶 东半岛前行。 冬季南下的流可与苏 北沿岸流汇合，在3233°N附近转向东南进 入东海北部，即“黄 海冷水南侵”。
黄海
朝鲜半岛西岸的沿岸 流终年都可南下。 黄海暖流则从济州岛 西南进入黄海而北上。 过去认为黄海暖流是 对马暖流的分支；近 年研究认为，它实际 是补偿黄海东西两岸 南下的沿岸流而汇集 黄东海混合水北上。
对水团内部的特征只要求“相近”、“相 对均匀”、“大体一致”，但水团内部的 特征与其周围水体相比差异则必须是“明 显”的。
在实际工作中，对上述条件的掌握宽严不 同，则使水团的划分有相对灵活的标准。 大洋水团的划分，对水团内部特征的“相 近”可以从严要求，而对浅海水团的划分 应适当放宽。
水型(watertype)
在台湾东北进入东海后，主流右侧有一个反气旋 式涡。
南海
太平洋中季风环流最发达的海域．可与印度洋 北部的季风环流相比拟。其总的特点是：西南 季风期间盛行东北向漂流，东北季风期间则转 为西南向漂流。 南海北部有“南海暖流”，终年由西南指向东 北，即使冬季东北季风强盛，表层之下的东北 向流仍很强，可达1m/s左右。 关于黑潮是否有南海分支．至今仍有许多争论。