第四章_海洋和陆地水
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第六节
河流
一、河流、水系和流域
河流:在重力作用下经常或周期地沿流水本身造 成的洼地流动的水流。分为内流河和外流河。
水系:指一条干流及其所属各级支流共同组成的 河流系统。
– –
树枝状水系、格状水系、长方形水系 扇状水系、羽状水系、向心水系
流域:河流及其水系的集水区域。一般流域面 积的大小会直接影响水量的大小。 分水岭:两个流域之间的分水高地。
河网密度:流域中干支流总长度和流域面积之 比。
二、河流的分段
河源:指河流最初具有地表水流形态的地方。 上游:指紧接河源的河谷窄、比降和流速大,水 量小、侵蚀烈、多急滩和瀑布的河段。 中游:水量逐渐增加,比降已较和缓; 下游:河谷宽广,河道弯曲,河水流速小而流量 大,淤积作用显著,到处可见浅滩和沙洲。 河口:是河流入海、入湖或汇入更高级河流处, 经常有泥沙堆积,有时分汊现象显著,在入海、 入湖处形成三角洲。
世界洋流
秘 鲁 寒 流
西澳大利亚寒流
澳大利亚西部
澳大利亚西部
澳大利亚西部
智利太平洋沿岸地区
第四节 海平面变化
一、7万年来的海平面变化
高海平面证据:近代在全球各个大陆发现的贝壳 堤、海滩岩、珊瑚礁、牡蛎堤,以及取自钻孔剖 面中的沉积物和生物遗迹标本,证明即使在最近 地质历史时期,出现过远高于现代的海平面。 低海平面证据:大量埋藏在今天的海水下的贝壳 堤、海滩、海滨沼泽、村落遗址、河口三角洲和 外陆架,证明过去确曾发生过海平面远低于现代 海平面的情况。
山东沿海海平面
马尔代夫
马尔代夫水下内阁会议
第五节 海洋资源和海洋环境保护
一、海洋资源
海洋资源:指与海水本身有直接关系的物质和 能量。例如,溶解于海水的化学元素、海洋生 物、海底矿藏、海水运动产生的能量,以及贮 藏在海水中的热量等。
(一)化学资源
海水中有80多种化学 元素。全世界的河流每 年从陆地搬运到海洋中 的可溶解物质达30-50亿 吨之多。这些物质再加 上生物遗体在内,溶解 之后,就成为海水化学 资源。
流量:单位时间内通过某水断面的水量。
水温和冰情
河流的补给特征是影响水温的主要因素。
– – – –
冰雪补给 湖泊补给 地下水补给 降水补给
高纬度地区的河流在冬季一般都有一定时间的 封冻期。
四、河川径流
径流形成和集流过程 – 停蓄阶段 – 漫流阶段 – 河槽集流阶段
特征径流 – 洪水 – 枯水
主要原因
全球范围的海平面变化是全球气候变化的反 映。冰期中冰盖和冰川的发展,使大量水体以固 态形式储存于极地和其它大陆的山地,全球水循 环机制发生巨变,必然导致海平面降低。
二、近百年的海平面变化
由于气候变暖导致海洋热膨胀和冰川消融加剧, 加上CO2排放量猛增形成的温室效应,全球海 平面普遍呈上升趋势。 许多研究者对海平面上升进行观测和估算,但 所得结果差异悬殊。但是,对海平面上升这一 点没有异议。
3、全球水量平衡特征:
(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%来自陆地蒸发,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。
降水量、蒸发量、径流量是水量平衡的三个重要 因素。
1、全球水量平衡方程:
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。
2、年平均大洋淡水平衡方程:
P+R-E=0 或 P+R=E
由此可见,地表径流入海是全球水量平衡的重要 环节,而不是淡水资源的浪费。
盐场
(二)矿产资源
大陆架和浅海区有石 油和天然气;大陆边缘海 区有磷钙石、海绿石和煤、 铁、铜、硫等;深海底有 锰结核和含金属泥质沉积 物。 在目前海底矿产资源开 发中,产值仅次于石油的 海滨砂矿。
石油钻进平台
(三)动力资源
太阳能是海水 动力能量的主要供 应者。潮流、海流、 海水温差、压力差、 浓度差都是可以利 用的巨大能量。
全球降水量与蒸发量的纬度变化
4、全球降水与蒸发的纬度变化特征:
赤道地区,特别是0°~10
°N一带水分过剩。 南北纬10°~40 °水分不足。 南北纬40°~90 °又出现水分过剩。
需要指出的是:“过剩”只是表示水量平衡 水平高,并不意味着有任何水的积累。
我国水量平衡情况
水量要素
全国 外流区 内流区
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,水温从热赤道向两 极逐渐降低。同时存在季节变化和日变化。
–
海水密度
–
单位体积中海水的质量就是海水的密度。
–
海水密度值约为1.022~1.028g/cm 。温度升 高时密度减小,盐度增加时,密度增大。
3
颜色与透明度
– – –
地球水量估计
二、水循环与水量平衡
全球水循环过程和数量
水循环
水循环:地球水体通过运动和相变在不同地圈或 空间之间相互转化的现象。 – 大循环:海陆大循环 – 小循环:陆地内循环、海洋内循环
动因:太阳辐射、地心引力
环节:蒸发、降水、径流是水循环的三个重要环 节。
水量平衡
水量平衡是水循环的数量表示。
第四章
海洋和陆地水
地球水的来源
学说一:含水星云降落地球说 学说二:氢和氧合成说 学说三:来源于地球的上地幔 学说四:地球岩石熔化时,硅酸盐释放水分
第一节 地球水循环与水量平衡
一、地球上水的分布
存在形式 海洋、河流、湖泊、大气水分、冰雪、地下水、 土壤水、化合水、结合水等 水的总量 1970年国际水文学会(UNICEF)认为地球上水 的总体积接近15×108km3。 当量深度:各部分水量在地球表面的平局深度。 比如海水为2700-2800m。
海水主要成分
盐度和氯度
盐度:是指海水中全部溶解固体与海水质量之比, 通常以每千克海水中所含的克数表示,S ‰ 。 氯度:每千克海水中所含氯的克数,Cl ‰。
盐度随纬度的变化
全球降水对盐度的影响
A E
C B D
世界大洋盐度分布
世界盐度之最高——41‰
位于副热带海区,降 水少而蒸发旺盛,蒸 发量大于降水量; 两岸是干燥的沙漠地 区,几乎没有陆地淡 水注入; 海域较封闭,与低盐 度的海水交换少。
潮汐发电
(四)生物资源
海洋中有20 多万种生物。海 洋向人类提供食 物的能力是全球 农产品的1000倍。
二、海洋对地理环境的影响
海洋是到达地球表面的太阳能的主要接收者和 蓄积者。
海水冷却时将向空气中散发大量的热,增温时 则将从空气中吸收大量的热。 海洋借助自己与大气的物质和能量交换过程间 接影响气候和受气候影响的各种自然现象。
– –
–
高潮:涨潮海水面最高处 低潮:落潮海水面最低处 潮差:大潮和小潮
潮汐能与潮汐发电
潮流
潮流:海水沿一定的方向,发生周期性水平流 动的现象,称为潮流。 主要是海水受月球和太阳的引力而发生潮汐的 同时产生的,按周期分为半日潮流、混合潮流、 全日潮流。
杭州
东 海
舟山
杭州湾地形
二、洋面流和水团运动
IPCC1990年的21世纪海平面上升量估算
1992年,一批欧洲学者与中国学者合作,依据 IPCC1992年的温室气体排放方案,提出2050 年海平面上升最佳估计值为22cm,2100年为 48cm。
1993年中国科学院地学部以全球海平面2050年 上升20到30cm为依据,估计我国珠江三角洲 海面将上升40~60cm,上海地区50~70cm, 天津地区70~100cm,同时考虑了上述各地区 地面下沉幅度的。
世 界 大 洋 的 面 积 和平 均 深度
二、海及其分类
海: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。海是洋的 组成部分。据国际水道测量局统计,各大洋共 有海54个。
分类:内海、边缘海、外海、岛间海。
海的分类
内海:四周几乎完全被陆地包围,只有一个或多个 海峡与洋或邻海相通。它位于一个大陆内部或两个 大陆之间。如地中海、黑海、波罗的海、渤海等。 边缘海:位于大陆边缘,以半岛或岛屿与大洋或邻 海相分隔,但直接受外海洋流和潮汐的影响。如白 令海、黄海、东海、南海等。 外海:虽位于大陆边缘,但与洋有广阔联系的海。 如阿拉伯海、巴伦支海等。 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。如爪哇海等。
三、21世纪海平面上升预测
IPCC(政府间气候变化委员会)的预测
(1)如果21世纪CO2 不受限制照常排放,21 世纪海平面上升速度为20世纪的3~5倍。 (2)如果 A、能源供应转向低碳燃烧;B、可 再生能源与核能取代矿物燃料;C、2050年 CO2排放量降到1985年的一半。那么,2050年 全球海平面上升20~31cm。
年降水量
643 896 197
年径流量
271 407 33
年蒸发量
372 489 164
第二节 海洋与海水理化性质
一、世界大洋及其区分
大洋:地球表面连 续的广阔水体。 世界大洋:太平洋、 大西洋、印度洋、 北冰洋。
大洋界线
界线1:从南美合恩角沿68oW线至南极洲,是太 平洋与大西洋的分界线。 界线2: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。 界线3:从非洲好望角起沿20oE线至南极洲,是 印度洋与大西洋的分界。 界线4:北冰洋则大致以北极圈为界。
内海
边缘海
外海
岛间海
三、海水的组成
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%,其它物质占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100mg以上的元素,叫常量 元素,不足100mg的叫做微量元素。 海水中溶解气体主要是O2和CO2。
国的4.39%。
分类
东北型河流 华北型河流 华南型河流 西南型河流 西北型河流 内蒙古型河流 青藏高原型河流
东北型河流
尼 罗 河 三 角 洲
三、水情要素
水位 流速 流量 水温与冰情
水位
水位:河流中某一标准基面或测站基面上的水 面高度。 河流水位具有年际变化和季节变化,以及日变 化。 特征水位: – 平水位(常水位) – 丰水位(洪水位) – 枯水位
流速和流量
流速:单位时间内水流移动的距离。
世界盐度之最低——8‰
Baidu Nhomakorabea
位于副极地多雨带,降水 较多而蒸发量小,降水量 大于蒸发量; 四周陆地河流众多,有大 量的淡水注入; 海域较封闭,高盐度的海 水流入少。
四、温度、密度和透明度
海水温度
–
海水的温度决定于其热量收支状况。太阳辐 射是海水最主要的热量来源。热量消耗主要 以海面蒸发为主。
五、河流补给
降水补给 融水补给 地下水补给 湖泊和沼泽补给 人工补给
六、我国河流的分类
我国流域面积在100km2以上的河流约有50000条,其 中长江是我国最长的河流,全长6380km,为世界第三大
河。绝大多数河流分布在东部和南部,以属太平洋流域的
为最多、最大;属印度洋流域的较少;属于北冰洋的最少。 内陆流域面积占我国总面积的36.4%,而径流量则仅占全
洋流:海水沿着一定方向有规律的水平运动。 风是洋流的主要动力。
水团:大洋中具有特别温度和盐度值的、性质 相同的大团水体。
洋流的分类
按成因划分: – 摩擦流:风海流 – 重力-气压梯度流:倾斜流、密度流、补偿流 – 潮流:涨潮流、落潮流 按水温划分: – 暖流:黑潮暖流、墨西哥湾流 – 寒流:亲潮寒流、加利福利亚寒流
海水的颜色取决于海水对阳光的吸收和反 射状况。 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。
第三节
海水的运动
一、潮汐与潮流
潮汐: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。