海水深度的测量海水性质的测量海流速度的测量潮汐水位观测

全球表層洋流圖
因科氏力效應，北半球海洋環流呈順時鐘方向運行，南
半球則為逆時鐘方向 。
暖流
冷流
溫鹽環流
溫鹽環流和風吹流兩者共同擔任平衡地球不同緯度熱量 的角色，調節了地球高低緯度間的熱量，形成最著名的 大洋輸送帶。
潮汐
潮汐是每日發生於海水面的週期性起伏現象 。 月球和太陽的引潮力是產生潮汐的原因。 潮水移動受緯度與海底地形影響，沿海各地潮位的變化 的大小與週期不一定相同。
溫鹽圖上不同的曲線型態，可用來分辨出不同的水團。 – 極區表層海水因低溫低鹽，
出現在溫鹽圖左下方。 – 極區底層海水因低溫高鹽，
出現在溫鹽圖右下方。
溫鹽圖也可以追蹤水團的來源。 →見實習活動（四）！
臺灣附近海水溫鹽圖實例
南海和黑潮的海水是由不同的水團所組成，水溫高於 15℃的淺層海水，黑潮的溫度與鹽度都比南海高。
海水性質的測量
測量儀器： 溫鹽深儀（CTD）＋輪盤式採水瓶
測量原理： 1. 溫鹽深儀利用溫度探針量測溫度，測海水導電度
換算成鹽度、水壓換算成深度，以得到不同深度 的溫度與鹽度。 2. 採水瓶放入海水時，上下瓶蓋均打開，到達所要 深度，由船上傳遞訊號使其中一瓶瓶蓋關閉，便 可得該處之海水，以分析海水成分。
碎波 波浪由深海前進到岸邊時，摩擦力使得波浪的波速
變慢，波長變短，波高增加，最後破碎形成碎波。
瘋狗浪 強烈的東北季風或颱風吹起的湧浪，遇到海岸坡度
較大的礁石區，浪頭會驟然抬升，卻因波長很長，尚未 形成碎波，仍保有巨大的動能，而輕易將礁石上的人沖 倒。
波浪的相關名詞（二）
海嘯 – 由海底地震、海底山崩或海底火山爆發所引起。 – 雖然海嘯波長長達幾公里到幾百公里，但波高常
錢塘潮Hale Waihona Puke Baidu
聞名中外的錢塘潮成因，跟錢塘江出海口特殊地形有 關。 杭州灣以喇叭型朝東方展開，當潮水由東向西湧進錢 塘江口時，江面面積迅速縮小，將兩側潮水堆高。前 浪因遇到較淺江底，速度變慢，速度快的後浪追上後， 層層堆疊，使潮水高度陡增。
潮流
潮位的垂直變化必引發海水在水平方向的移動，伴隨 潮汐而來的水流，稱為潮流。 科氏力的影響，在北半球潮流會向右偏，形成橢圓形 移動軌跡，一個潮汐週期迴轉一次。 潮流常會平行海岸作來回運動。
海流速度的測量
移動式海流儀 – 觀測重點：洋流的路徑和平均流速。 – 測量方式：
(1)漂流瓶。 (2)人造衛星追蹤裝有無線電或衛星發報器的浮球。
錨碇式海流儀 – 觀測重點：洋流流經觀測點時的瞬間流速或流向，
以及其隨時間的變化。 – 測量方式：
(1)螺旋槳式 (2)音響式
潮汐水位觀測
利用水尺進行人工觀測，一小時一次。 利用設置在驗潮井或驗潮房的自記驗潮儀來自動記錄朝 為的變化。
僅幾十公分，因此，在大洋中行駛的船隻即使有 海嘯通過，也不易察覺。 – 但是海嘯的能量很大，傳遞速度非常快，抵達海 岸後，不但迅速堆疊成高聳的碎波，同時又繼續 向前快速推進 。
海洋環流
海水朝固定方向流動的現象稱為洋流。
洋流的種類： 1. 風吹流：固定方向持續性的風帶動海水的流動，
影響的深度約幾十公尺到幾百公尺，又稱為表層 洋流。 2. 密度流 ：因溫度、鹽度或壓力引起的密度差異， 在重力作用下緩慢移動，又稱為溫鹽流，發生在 風吹流之下。 3. 湧升流：海水水平流動時，在科氏力作用下造成 了垂直移動，例如祕魯附近沿岸的湧升流。
常見的潮汐型態： – 半日潮 – 全日潮 – 混合潮
半日潮
週期為12小時25分，且同一日內次潮差幾乎相同。 淡水至嘉義沿海、澎湖及東岸花東至成功沿海，均屬之。
全日潮
週期為24小時50分，一日內只見一次滿潮和乾潮。 基隆、台南安平和高雄屬之。
混合潮
24小時50分內，可見兩次滿潮和乾潮，但兩次潮差差 異很明顯。 台南將軍及台東富岡屬之。
海洋觀測工具
海洋研究主要利用海洋研究船在現場測量或採集海水樣 品，獲得不同深度海水的物理與化學資料，以供分析。
海洋觀測
海洋觀測重點包括： – 海水深度的測量 – 海水性質的測量 – 海流速度的測量 – 潮汐水位觀測
廣闊的海洋必須藉助人造衛星，利用其上各式感應 器所獲得的觀察資料，可知海表溫度、波浪高度、 海面風速等等。
波浪中水分子的運動
波浪發生時，水面下的水分子運動軌跡近似在原地作圓 周運動，圓周軌跡大小隨深度遞減 。 水深超過波長的一半，就沒有波動現象，而且波高高度 大於波長的七分之一時，波浪就會開始破碎。
波浪的相關名詞（一）
湧浪 長波浪週期長，具有較大能量，可以傳播到比較遠
的地方。台灣地區在遠洋若有颱風產生或強烈東北季風 吹拂海面時，易出現湧浪。
ⓐ測站位置示意圖，S為南海測站， K為黑潮測站；ⓑ溫鹽圖。
海水的運動
海洋水分子的運動形式可分為兩大類： 1. 在原處附近做週期性的振盪，包含：
✓ 波浪 ✓ 潮汐 2. 持續向前並可運載物質到遠處，包含： ✓ 表面洋流 ✓ 溫鹽環流
波浪
波浪的成因：風吹海面，將能量傳給水面而造就大大小 小不同的波浪 。 波浪的基本要素：
海水的性質
鹽度：一公斤海水溶解物質的總量，以千分比（‰） 表示。一般海水的平均鹽度是35‰。 鹽度測量：海水中所含的離子愈多，則導電度愈好 ， 因此現今的鹽度是根據海水導電度換算而來。
海水鹽度會有所變化，但是海水中主要成分間的比例 大致保持不變，這說明海水混合得相當均勻。
密度：隨溫度、鹽度和壓力而改變 ，密度較大的海 水會下沉至較深處 。
表面海水的溫度、鹽度及密度隨緯度之變化
海水鹽度會受河水注入、蒸發、降水或結冰等因素影響 而有所變化。
融冰多 鹽度低
蒸發多 降水多 鹽度高 鹽度低
海水中主要元素(離子)含量的比較
不管海水的鹽度如何變動，海水中主要成分間的比例大 致保持不變。
水團與溫鹽圖
表面海水的溫度和鹽度受到形成海域的氣候影響 。下 沈或流往它處，仍帶著原來的特性，因而自成一個水團。
海水深度的測量
測量儀器： 多聲束回聲探測儀 ＋全球衛星定位系統
測量原理： 1. 多聲束回聲測深儀，發射出
多聲束聲波到達海底，並接 收反射回來之聲波。有了聲 音在海水傳播速度(約1500 公尺／秒)和時間差的資料， 即可測量出海床的海底深度 ，正確繪製出海底地形。 2. 利用全球衛星定位系統將船 隻正確的定位。