第四章：海洋和陆地水1-5节

潮汐的月变化： 半月周期潮，由于月球绕地球转动，在一 个朔望月(29．5日)内，太阳、地球、月球相互 位置的变化相应地引起潮汐的周期变化。 顺潮和对潮使海岸上同一地点产生两次大 潮和两次小潮。 朔日(农历初一)和望日(农历十五)，太阳、 月球和地球的中心几乎在一条直线上，地球受 到的引潮力相当于月球与太阳引潮力之和，潮 水位特别高，成为大潮
二、世界大洋及其分界
地球表面连续的广阔水体称为世界大洋。 世界大洋分为四部分，即太平洋、大西洋、印 度洋和北冰洋。 从南美合恩角沿68w度线至南极洲，是太平洋 与大西洋的分界线。 从马来半岛起通过苏门答腊、爪哇、帝汶等岛、 澳大利亚的伦敦德里角，沿塔斯马尼亚岛的东南角 至南极洲，是太平洋与印度洋的分界。 从非洲好望角起沿20E度线至南极洲，是印度洋 与大西洋的分界。 北冰洋则大致以北极圈为界
2、全球水量平衡的特点： 1)海陆降水量之和等于海陆蒸发量之和，说明全 球水量保持平衡，基本上长期不变。 2)海洋蒸发量提供了海洋降水量的85％和陆地降 水量的89％，海洋是大气水分和陆地水的主要 来源。 3)陆地降水量中只有11％来源于陆地蒸发，说明 大陆气团对陆地降水的作用远远不及海洋气团 的作用。 4)海洋蒸发量大于降水量，陆地蒸发量小于降水 量。海洋和陆地水最后通过径流达到平衡。 3、无论是在海洋还是陆地上，不同纬度的降水 量和蒸发量都有差异。（P131书上图）
（1）内海，或称地中海： 四周几乎被陆地包围，只有一个或多个海峡与 洋或邻海相通。它位于大陆内部或两个大陆之间。 地中海、红海、黑海、渤海等，都是内海。 (2)边缘海： 位于大陆边缘，以半岛或岛屿与大洋或邻海相 分隔，直接受外海洋流和潮汐的影响。白令海、日 本海、黄海、东海和南海等，均为边缘海。 (3)外海： 虽位于大陆边缘，但与洋有广阔联系的海，称 为外海。如阿拉伯海、巴伦支海等。 (4)岛间海： 大洋中由一系列岛屿所环绕形成的水域，称为 岛间海。如爪哇海、苏拉威西海
四、海水的组成
(一)海水的化学成分 海水是含有多种溶解固体和气体的水溶液，其 中水约占96.5％，其他物质占3.5％。海水中还有少 量有机和无机悬浮固体物质。 通常把每升海水中含100毫克以上的元素，叫 常量元素，不足100mg的叫微量元素。所有常量元 素都已经过精确测定，微量元素经过测定的也达到 40余种。 海水中的溶解气体主要是氧和二氧化碳。在海 水上层的光亮带，这种气体接近饱和程度。由于表 层与深层海水经常发生混合，深海中也含有一定数 量的溶解气体，这是底栖生物能存在的原因之一。
一是通过蒸发和蒸腾返回大气。 二是渗入地下形成土壤水和潜水，形成地 表径流最终注入海洋。后者即是水分的海陆循 环。 三是内流区径流不能注入海洋，水分通过 河面和内陆湖面蒸发再次进入大气圈 。 各种形式的水在循环中以不同的周期自然 更新。 多年冻土带的地下冰和极地冰盖更新周 期最长，约需1万年左右。海水更新则需2 500 年，深层地下水1 400年，较大的内陆海1 000 年，湖泊数年至数十年，沼泽1～5年，土壤水 280天至1年，河川水10—20天，大气水8—9天， 生物水则仅需数小时。
(二)潮流
海水受月球和太阳的引力而发生潮位升 降的同时，还发生周期性的流动，这就是潮流。 潮流也分为半日潮流、混合潮流和全日潮流三 种。 若以潮流流向变化分类，可分为两类： 1、回转流； 2、往复流。 此外，涨潮时流向海岸的潮流可叫做涨潮 流，落潮时离开海岸的潮流可叫做落潮流。
1、回转流 在外海和开阔海区，潮流受地转偏向力作用而成回转流（也 叫八卦流）。回转流的方向在北半球为顺时针方向，在南半球则为逆时 针方向。旋转的次数取决于潮汐类型，半日周期潮在一个太阴日内测转 两次；全日潮则回转一次。其流速从最大到最小，再到相反方向的最大， 再到最小，不断往复旋转流动。
2、海水的密度： 单位体积中的海水质量就是海水的密度ρ ， 单位是g／cm3。海水密度值约为1.022～1.028。 它是温度、盐度和压力的函数。 温度升高时密度减小，盐度增加时，密度 增大。 纯水密度在温度4℃时最大，海水最大密度 的温度则随盐度增加而降低。 结冰温度也随盐度增加而降低，但比较和 缓。当盐度为24.7‰时，最大密度的温度与结 冰温度均为-1．332℃。通常情况下海水盐度为 34．6‰，所以，最大密度的温度比结冰温度 低。
（二）水量平衡 1、 水量平衡 是水循环的数量表示。 依据质量守恒定律，全球或任一区域水量都 应保持收支平衡。高收入则高支出，低收入则低 支出。 降水量、蒸发量和径流量作为水循环的三个 重要环节，同时也是水量平衡的三个重要因素。 因此，全球水量平衡方式可写成 Pc+Po=Ec+Eo。
式中，Pc为大陆降水量；Po为海洋降水量； Ec为大陆蒸发量；Eo为海洋蒸发量。 即：全球降水量等于全球蒸发量。 近年人们日益关注淡水资源问题。年平均 大洋淡水平衡方程式为： P+R-E=0 或P+R=E 即大洋年降水量加入海径流量等于大洋年 蒸发量。 这个方程式告诉我们，人为地大规模减少 入海径流量，可能破坏淡水平衡。
第三节 海水的运动
一、潮汐与潮流
(一)潮汐现象与引潮力 由月球和太阳的引力引起的海面周期性升降现 象，称为潮汐。 海面升高，海水涌上海岸，叫涨潮。 海面下降，海水从岸上后退，叫落潮。 涨潮时海水面最高处称为高潮， 落潮时海水面最低处称为低潮。 高潮与低潮的高差，即是潮差。 潮差是以朔望月为周期变化的。潮差最大时， 叫大潮，潮差最小时叫小潮。
二、水循环与水量平衡
（一）水循环 地球上的水从来不是静止不动的，而是不 断通过运动和相变从一个地圈转向另一个地圈， 或从一种空间转向另一种空间。水循环是一个 复杂过程，但蒸发无疑是其初始的、最重要的 环节。 海表面的水分因太阳辐射而蒸发进入大气。 在适宜条件下水汽凝结发生降水。其中大部分 直接降落在海洋中，形成海洋水分与大气间的 内循环； 另一部分水汽被输送到陆地上空以雨的形 式降落到地面，出现三种情况：
根据万有引力定律，月球质量虽小但距地球很 近，太阳质量虽大但距地球太远，所以月球对地球 的引力要比太阳的引力大一倍多。 地球中心所受的引力是这两种引力的平均值， 而地球上任何地点所受到的月球和太阳的引力，同 这一平均值比较，大小有差别，方向也不同。正是 这一引力差使海面发生升降，所以称为引潮力。 同时海水还受到惯性离心力的影响。引潮力是 在地球朝向月球和太阳的一面和背向的一面同时发 生的。 朝向月球和太阳一面时，引潮力大于惯性离心 力时形成的潮汐，称顺潮， 背向月球和太阳一面时正好相反形成的潮汐， 称对潮。
三、海及其分类
大洋的边缘因为接近或伸入陆地而或多或少与 大洋主体相分离的部分称为海。 海的存在总是与陆地，包括大陆和岛屿对大洋 的分隔相联系的。海从属于洋，是洋的组成部分。 据国际水道测量局统计，各大洋中共有54个海 (包括某些海中之海)。海的面积和深度都远小于洋； 河水的注入使海的许多重要特征，如海水物理化学 性质、生物发育状况等均有别于洋。 海基本上没有自己独立的洋流系统和潮汐，也 不具有洋那样明显的垂直分层。 依据海与大洋分离的情况和其他地理标志，可 以把海分为下列几种类型：
3、颜色与透明度 （1） 海水的颜色：决定于海水对阳光的吸收和散射状况。太 阳光中的红光、橙光和紫光进入海水后，在水深20m以内即 被吸收。绿光、黄光伸入略深，极少量蓝光能伸进1000 m以 上。射入海水的光线除被吸收外，还要受到悬浮微粒和水分 子的散射，最后只剩下蓝光，所以海水呈现蓝色。浮游生物 也吸收和反射太阳光，因而，生物丰富的海水和没有生物的 海水颜色不同。沿岸海水多呈绿、黄和棕色，部分原因便是 由于生物丰富和河水带来泥沙所致。 （2）海水透明度：以直径30cm的白圆盘投入水中的可见深度 来表示。海水颜色、悬浮物质、浮游生物、海水涡动、入海 径流，甚至天空的云量都对透明度有影响。一般愈近大陆透 明度愈低，愈近大洋中部透明度愈高。大西洋中部马尾藻海 表层缺乏上涌海水带来的营养盐分，浮游生物极少，因而颜 色最蓝，且透明度最大，约为66.5 m。黄海只有3～15 m。
第四章：海洋和陆地水
第一节：地球水循环与水量平衡
一、地球上水的分布
1、地球上的水分类型： 地球上除了存在于各种矿物中的化合水、结合 水，以及深部岩石所封存的水分以外，海洋、河流、 湖泊、地下水、大气水分和冰，共同构成地球的水 圈。其中海洋是水圈的主体，地球上的水有97.3％以 上在海洋中。陆地水虽然相对少得多，但在自然地 理环境中仍然是重要的组成部分。 2、地球的总水量： 国际水文学会认为地球上水的总体积接近15亿 km3，各部分水量在地球表面上的平均深度，定义为 它们的当量深度。估计，海水当量深度约为27002800m，冰和雪约为50 m，地下水大约15 m，陆地水 0.4—1 m，大气中平均水汽含量的当量深度为0.03 m。
(二)海水的盐度和氯度 海水运动使海水主要化学成分含量的差别减小 到最低限度，因其含量具有相对的稳定性。海水的 这一性质是建立盐度、氯度和密度相互关系的基础。 海水盐度是指海水中全部溶解固体与海水重量 之比，通常以每千克海水中所含的克数表示。 海水的主要溶解固体含量是稳定的，可以利用 其中的一种元素作为衡量其他元素和盐度的标准。 氯离子大约在海水的溶解固体中占55％，含量大且 较易准确测定。 每千克海水中所含氯的克数，称海水的氯度。 标准海水的氯度为19.381‰知道了氯度，可按克努 森式计算盐度： 盐度=0.03+1.805*氯度 国际上多采用S‰=1.806 5C1‰的公式，精确度 更高。
第二节 海洋起源与海水理化性质
一、海洋的起源
关于海洋的起源有多种假说。一种认为洋 壳是原生的，地球形成初期大洋就已存在。另 一种假说认为泛大陆分离时海底扩张形成了洋 壳。还有一种假说认为熔融岩浆侵入地壳并溢 出地表冷凝，因其密度大，导致其下伏地壳沉 入上地幔，最终形成洋壳。至于海水，各种假 说都倾向于来自地壳和上地幔的观点。 我们已经知道洋壳比陆壳薄得多，而大洋 盆地是全球地势最低处。因此，要认识海洋的 起源，就必须了解大洋化过程，即地壳变薄、 洋盆形成和海水聚集过程。
五、海水的温度、密度和透明度
1、海水的温度： 太阳辐射是海水最主要的热量来源。大气对海面的长波 辐射，海面水汽凝结，暖于海水的降水和大陆径流，以及地 球内部向海水放出的热能，也是海水热量来源。 海水热量消耗则以海面蒸发为主，此外，海面向空气的 长波辐射和海面源自文库冷空气的对流热交换，也可使海水消耗热 量。海洋表层接收太阳热能后，可通过热传导和海水运动传 播至深处。 海水温度有明显的季节变化和日变化。太阳辐射的日变 化是水温日变化最主要的原因 。 海水表层平均温度变化于-1.7—30℃间，最高水温出现 在赤道以北，称为热赤道。水温从热赤道向两极逐渐降低； 由于陆地集中于北半球，故北半球海水等温线分布不规则， 而南半球等温线近似平行于纬线。
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。 上弦(农历初八)和下弦(农历二十三)日，三个星 体的中心几乎成一直角位置，地球受到的引潮力相 当于月球和太阳引潮力之差，潮水位不高，成为小 潮。大潮和小潮变化周期都为半个月，所以叫半月 周期潮。实际观察到的大小潮并不一定在朔望和上 下弦日，而多少有所滞后，例如我国沿海的大潮多 发生于农历初三和十八。 月周期潮是由于月球绕地球旋转而产生的。当 月球运行到近地点时，所涨的近地面潮大，而当月 球运行到远地点时，所涨的远地潮小。近地潮比远 地潮大约40%。月球绕地球转一圈为一个月，故一个 月内有一大潮和一小潮，叫月周期潮。
潮汐的日变化：由于地球的自转，海岸上同一 地点一日内向着月球和太阳与背着月球和太阳各一 次，所以，一日之内应发生两次涨落潮。 根据潮汐的周期变化，基本上可以分为半日潮、 混合潮和全日潮三种类型。 半日潮（在赤道附近）一天有两次高潮和低潮， 相邻两次高潮或低潮的潮位和涨、落潮的时间相差 不多； 混合潮（赤道到中纬度地区）一天虽有两次高 潮和低潮，但潮位和涨、落潮时间有很大差别； 全日潮（高纬度地区）是大多数日期一天有一 次高潮和低潮。