11-2-第五章-海流-第五节-大洋环流及中国近海海流

黑潮在人造卫星照片上呈现为一条蓝黑色的水带，故名黑潮，它 是一支仅次于北大西洋湾流的强大暖流。 从台湾与那国岛之间的水道进入东海，流动幅度达80Km，流层厚 约800m，流速为40-80cm/s，流量相当于长江年平均径流量的 1000倍，对中国近海环流及海洋水文要素等的影响重大。
3、近海沿岸流系主要是由低盐性质的大陆入海径
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
（3）东海沿岸流: 沿东南沿岸（浙江、福建沿岸）流动的海流，主 要源自长江和钱塘江的入海径流，盐度特别低，流向随季风变化。
（4）南海位于季风区，造成季节性的表层漂流。夏季在西南季风 作用下主要产生东北向海流，流速一般为0.5kn；冬季在东北风作 用下大部分区域产生西南流，流速一般为0.8kn。
§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。
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。
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。
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。
《海洋工程环境学》
第五章 海 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。
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。
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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
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。
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
的大迁徙。
（3） “拉尼娜“现象： 进一步研究发现，赤道 中东太平洋海区还存在 与“厄尔尼诺”现象相反 的海表温度持续异常降 低的现象“拉尼娜“，称 为“拉尼娜”现象。
§5.5.3、中国近海海流
1、中国的近海海流可分为外海流系与沿岸流系
2、外海流系是指流经东海的高温高盐黑潮及其分支台湾 暖流、对马暖流和黄海暖流。
厄尔尼诺现象的出 现频率越来越高，造 成的危害越来越大 。
在太平洋加州地区沿岸的房子将经常遭受厄尔尼诺现 象引起的暴风雨
（2） “南方涛动”现象：东南太平洋地区和印度洋到西太平洋地区 的气压场之间存在一方气压升高，则另一方气压降低现象。 采用“南方涛动指数”，用以反映“南方涛动”的强弱。
受厄尔尼诺现象 ，南方涛动现象 的影响，金斑蝶
流与盛行季风引起的风海流形成的沿海岸流动的海流。
按其地理位置分为：渤海沿岸流、黄海沿岸流、东海沿 岸流、南海季风漂流等
（1）渤海沿岸流：源自海河、黄河等入海河流，向东流向稳 定，流出渤海海峡后继续沿山东北岸向东流动，并大部绕过 成山头南下流入黄海。在辽东湾沿岸还存在辽东沿岸流。
（2）黄海沿岸流：其与渤海沿岸流相连，在绕过成山头南下后 ，在长江口以北32°N-33°N附近转向东南向并沿岸继续南下流 入东海，其在苏北沿岸南部的流动又称苏北沿岸流。黄海西部的 南下沿岸流与黄海暖流构成气旋式黄海环流。
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）
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。
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。
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。
（1）“厄尔尼诺”现象是指每隔几年在圣诞节前后发生在赤道附 近中东太平洋的秘鲁和厄瓜多尔沿岸海域的海表温度大范围持续 异常升高现象，并使气候出现异常，在世界各地频发暴雨、洪水 、干旱、暖冬等自然灾害。