第五章海洋的结构与海水的运动..ppt

水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院第五章第五章 海洋的结构海洋的结构与海水的运动与海水的运动水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院第一节第一节 海洋的组成与结构海洋的组成与结构第二节第二节 海水的运动海水的运动-- --波浪波浪第三节海水的运动第三节海水的运动-- --潮汐潮汐第四节海水的运动第四节海水的运动-- --洋流洋流第五节第五节 海洋效应海洋效应水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院第一节海洋的组成与结构第一节海洋的组成与结构一、海洋的组成一、海洋的组成二、海洋运动的结构二、海洋运动的结构水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院一、海洋的组成一、海洋的组成 由于海水所出的地理位置及其水文特征的不同，由于海水所出的地理位置及其水文特征的不同，从区域范围上可分为洋、海、海湾、海峡等，他们从区域范围上可分为洋、海、海湾、海峡等，他们共同组成了海洋共同组成了海洋 海洋：地球上广大连续的咸水水体的总称面积海洋：地球上广大连续的咸水水体的总称面积3.613.61亿亿kmkm2 2, ,占地表的占地表的70.870.8％调节气候，蕴藏丰富的动力资％。

调节气候，蕴藏丰富的动力资源、矿产资源、生物资源、化学资源和水资源，交通源、矿产资源、生物资源、化学资源和水资源，交通““大道大道””，认识宇宙、发展自然科学的理想试验场认识宇宙、发展自然科学的理想试验场水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院 1. 1.洋，洋是世界大洋的中心部分和主体部分，它远洋，洋是世界大洋的中心部分和主体部分，它远离大陆，深度大，面积广，不受大陆影响，具有较离大陆，深度大，面积广，不受大陆影响，具有较稳定的理化性质和独立的潮汐系统以及强大洋流系稳定的理化性质和独立的潮汐系统以及强大洋流系统的水域统的水域位于大洋边缘，被大陆、半岛或岛屿所分割的具位于大洋边缘，被大陆、半岛或岛屿所分割的具有一定形态特征的小水域，称为海、湾和海峡有一定形态特征的小水域，称为海、湾和海峡水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院 2. 2.海海 海是靠近大陆，深度浅（海是靠近大陆，深度浅（2-3km2-3km））, ,面积小，兼面积小，兼受洋、陆影响，具有不稳定的理化性质，潮汐现象受洋、陆影响，具有不稳定的理化性质，潮汐现象明显，并有独立海流系统的水域包括明显，并有独立海流系统的水域。

包括地中海地中海和和边边缘海缘海，地中海分，地中海分陆间海陆间海和和内陆海内陆海 陆间海是于介两个以上大陆之间，并有海峡与陆间海是于介两个以上大陆之间，并有海峡与相邻海洋相连通的水域，一般深度较大，如亚、欧、相邻海洋相连通的水域，一般深度较大，如亚、欧、非大陆之间的地中海；内陆海是入大陆内部，海洋非大陆之间的地中海；内陆海是入大陆内部，海洋状况受大陆影响显著，海的个性很强，如黑海、红状况受大陆影响显著，海的个性很强，如黑海、红海等 水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院 边缘海是位于大陆边缘的水域，一部分以大陆边缘海是位于大陆边缘的水域，一部分以大陆为界，另一部分以岛屿、半岛、群岛与大洋分开为界，另一部分以岛屿、半岛、群岛与大洋分开与大洋的水分交换比较自由靠近大陆一边受大陆与大洋的水分交换比较自由靠近大陆一边受大陆影响大，水文状况季节变化显著；靠大洋一边受大影响大，水文状况季节变化显著；靠大洋一边受大洋影响大，水文状况比较稳定洋影响大，水文状况比较稳定 3. 3.海湾：海湾是海洋伸入大陆的部分，其深度和宽海湾：海湾是海洋伸入大陆的部分，其深度和宽度向大陆方向逐渐减小的水域。

海湾中的海水因其度向大陆方向逐渐减小的水域海湾中的海水因其与邻近海或洋相通，故海水性质与相邻海洋的性质与邻近海或洋相通，故海水性质与相邻海洋的性质相似海湾中的最大水文特点是潮差很大，原因是相似海湾中的最大水文特点是潮差很大，原因是深度和宽度向大陆方向不断减小如杭州湾的钱塘深度和宽度向大陆方向不断减小如杭州湾的钱塘江怒潮，潮差一般为江怒潮，潮差一般为6 6－－8m8m北美芬地湾潮差更达北美芬地湾潮差更达18m18m之最水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院4. 4.海峡海峡 海峡是连通海峡是连通海洋与海洋之间海洋与海洋之间狭窄的天然通道狭窄的天然通道其水文特征是水其水文特征是水流急，潮速大，流急，潮速大，上下层或左右两上下层或左右两侧海水理化性质侧海水理化性质不同，流向不同不同，流向不同 水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院二、海洋运动的结构二、海洋运动的结构1. 1.海洋形态结构海洋形态结构(1)(1)大陆边缘大陆边缘大陆架大陆架大陆坡大陆坡大陆基（大陆隆）大陆基（大陆隆）(2)(2)大洋盆地：世界海洋中面积最大的地貌单元。

大洋盆地：世界海洋中面积最大的地貌单元3)(3)大洋中脊：洋中脊或中央海岭的是世界大洋中最宏伟大洋中脊：洋中脊或中央海岭的是世界大洋中最宏伟的地貌单元的地貌单元4)(4)海沟：海洋中最深区域海沟：海洋中最深区域水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院2. 2.海水运动结构海水运动结构洋流系统；洋流系统；潮汐系统；潮汐系统；波浪系统；波浪系统；混合系统混合系统 水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院第二节第二节 波波 浪浪•波浪概述波浪概述•小振幅波和有限振幅波小振幅波和有限振幅波•风浪和涌浪风浪和涌浪•地震、海啸与风暴潮地震、海啸与风暴潮•近岸波近岸波水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院一、波浪概述一、波浪概述1. 1.波浪要素波浪要素 波浪是宽敞水面的水体运动，水质点周期振动波浪是宽敞水面的水体运动，水质点周期振动引起的水面起伏现象引起的水面起伏现象 波峰、波谷、波顶、波底、波高、波长、波陡波峰、波谷、波顶、波底、波高、波长、波陡周期、波速等等。

周期、波速等等水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院2. 2.海洋中波的分类海洋中波的分类 (1) (1)按波的周期（频率）分类：表面张力波、短周按波的周期（频率）分类：表面张力波、短周期重力波、长周期重力波、长周期波和长周期潮波期重力波、长周期重力波、长周期波和长周期潮波 (2)(2)按成因分类：风浪和涌浪、内波、潮汐波和海按成因分类：风浪和涌浪、内波、潮汐波和海啸 (3)(3)按水深分类：深水波和浅水波按水深分类：深水波和浅水波 (4)(4)按波形的传播性质分类：前进波（进行波）和按波形的传播性质分类：前进波（进行波）和驻波驻波水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院二、小振幅波和有限振幅波二、小振幅波和有限振幅波1.小振幅波动（线性波动）小振幅波动（线性波动）小振幅波动是只波高远小于波长的简单波动小振幅波动是只波高远小于波长的简单波动1)(1)短波（深水波）短波（深水波）小振幅前进波小振幅前进波小振幅驻波（立波）小振幅驻波（立波）(2)(2)长波（浅水波）长波（浅水波）波长很长的波浪波长很长的波浪 水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院2. 2.有限振幅波动有限振幅波动(1)(1)斯托克斯波斯托克斯波: :(2)(2)正弦波（摆线波）正弦波（摆线波）水深为无限时的摆线波水深为无限时的摆线波水深为有限时的摆线波水深为有限时的摆线波(3)(3)孤立波孤立波: :(4)(4)椭圆余弦波椭圆余弦波: :无旋转的、表面呈周期性起伏的波动无旋转的、表面呈周期性起伏的波动. 只有一个波峰或波谷，而且只出现于浅水水域中只有一个波峰或波谷，而且只出现于浅水水域中. . 用椭圆函数来描述波面的形状用椭圆函数来描述波面的形状. . 水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院三、风浪和涌浪三、风浪和涌浪1. 1.风浪生成和成长理论风浪生成和成长理论: :风浪是在风的作用下所产生风浪是在风的作用下所产生的波浪。

的波浪力学机理：共振、平流的不稳定性力学机理：共振、平流的不稳定性2. 2.涌浪：当风开始平息，或波速超过风速时，风浪涌浪：当风开始平息，或波速超过风速时，风浪就要离开风区传到远处去，这种波浪称为涌浪就要离开风区传到远处去，这种波浪称为涌浪 四、地震、海啸与风暴潮四、地震、海啸与风暴潮1. 1.地震海啸地震海啸: :由火山爆发、海底地震引起海底大面积由火山爆发、海底地震引起海底大面积升降升降, ,以及沿海地带山崩和滑坡等造成的巨浪以及沿海地带山崩和滑坡等造成的巨浪, ,称为称为地震海啸地震海啸水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院2. 2.风暴潮：由台风、温带气旋、冷锋的强风作用和风暴潮：由台风、温带气旋、冷锋的强风作用和气压骤变等强烈的天气系统引起的海面异常升降现气压骤变等强烈的天气系统引起的海面异常升降现象，叫风暴潮，又称风暴增水或气象海啸象，叫风暴潮，又称风暴增水或气象海啸 (1)(1)温带风暴潮：温带风暴潮：多发多发生在春秋季节，中生在春秋季节，中纬度沿海各地都可纬度沿海各地都可以见到 (2)(2)热带风暴潮：热带热带风暴潮：热带风暴潮常见于夏秋风暴潮常见于夏秋季节，总伴有急剧季节，总伴有急剧的水位变化。

的水位变化 水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院五、近岸波五、近岸波1. 1.波浪的绕射：当波浪传入近岸时，如果受到沙波浪的绕射：当波浪传入近岸时，如果受到沙嘴、岬角等的阻挡时，波浪将从其旁边绕过、嘴、岬角等的阻挡时，波浪将从其旁边绕过、进入波影区，波峰线变形，波高递减，波浪能进入波影区，波峰线变形，波高递减，波浪能量大为减小，故波影区一般为比较平静的水域量大为减小，故波影区一般为比较平静的水域2. 2.波浪的折射：由于波浪受海底摩擦阻力影响大波浪的折射：由于波浪受海底摩擦阻力影响大小不一，使波向发生转折，最终波峰线基本与小不一，使波向发生转折，最终波峰线基本与海岸线平行；当入射波浪不垂直于海岸时，便海岸线平行；当入射波浪不垂直于海岸时，便可造成水体沿海岸流动，形成沿岸流可造成水体沿海岸流动，形成沿岸流 水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院第三节第三节 潮潮 汐汐一、潮汐及其类型一、潮汐及其类型二、潮汐的成因二、潮汐的成因三、潮汐的变化三、潮汐的变化四、潮流四、潮流水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院我国古代把白天出现的海水涨落称为我国古代把白天出现的海水涨落称为““潮潮””，晚，晚上出现的海水涨落称为上出现的海水涨落称为““汐汐””，合称，合称““潮汐潮汐””。

水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院一、潮汐及其类型一、潮汐及其类型 1 1、潮汐基本要素、潮汐基本要素 潮汐指海水位周期性涨落的现象潮汐指海水位周期性涨落的现象. . 潮汐要素潮汐要素: :高潮高潮或满潮、低潮或干潮或满潮、低潮或干潮, ,涨潮、落潮涨潮、落潮, ,平潮、停潮平潮、停潮, ,高潮高潮时、低潮时，潮差，高潮间隙和低潮间隙，两者合时、低潮时，潮差，高潮间隙和低潮间隙，两者合称为月潮间隙称为月潮间隙 水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院l在潮汐涨落过程中，当海面上涨到最高位置时，称在潮汐涨落过程中，当海面上涨到最高位置时，称为为高潮（高潮（high tide)或满潮或满潮；当海面下降到最低位置时，；当海面下降到最低位置时，叫做叫做低潮（低潮（low tide)或干潮或干潮从低潮到高潮，海面不从低潮到高潮，海面不断上涨，海水涌向海岸的过程叫断上涨，海水涌向海岸的过程叫涨潮（涨潮（flood tide)；从；从高潮到低潮，海面不断退落的过程叫高潮到低潮，海面不断退落的过程叫落潮（落潮（ebb tide)l当潮汐达到高潮或低潮时，海面在一段时间内既不当潮汐达到高潮或低潮时，海面在一段时间内既不上升，也不下降，把这种状态分别称为上升，也不下降，把这种状态分别称为平潮和停潮平潮和停潮。

平潮的中间时刻，叫平潮的中间时刻，叫高潮时高潮时；停潮的中间时刻，称为；停潮的中间时刻，称为低潮时低潮时相邻二次高潮时或低潮时的时间间隔，称为相邻二次高潮时或低潮时的时间间隔，称为潮期（潮周期）相邻高潮与低潮的水位差，叫潮差潮期（潮周期）相邻高潮与低潮的水位差，叫潮差水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院一、潮汐及其类型一、潮汐及其类型 2. 2.潮汐类型潮汐类型 潮汐的涨退现象是因时因地而异的，但从涨退周潮汐的涨退现象是因时因地而异的，但从涨退周期来说，可分为期来说，可分为4 4种类型：半日潮、全日潮、不正种类型：半日潮、全日潮、不正规半日潮、不正规全日潮规半日潮、不正规全日潮水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院1 1、、半日潮半日潮：指在一个太阴日内，有两次高潮和两次低潮，：指在一个太阴日内，有两次高潮和两次低潮，而且相邻两次高潮或低潮的潮位相等，涨潮时间和落而且相邻两次高潮或低潮的潮位相等，涨潮时间和落潮时间也很接近，潮汐周期为半日潮时间也很接近，潮汐周期为半日2 2、、全日潮全日潮：在一个月内，多数日子一天有一次高潮和低：在一个月内，多数日子一天有一次高潮和低潮，少数日子为一日有两次涨落。

潮，少数日子为一日有两次涨落3 3、、不正规半日潮不正规半日潮：指一日内虽然有两次高潮和低潮，但：指一日内虽然有两次高潮和低潮，但潮位和涨、落时间有很大差异潮位和涨、落时间有很大差异4 4、不正规全日潮：在半个月内，较多天数为不规则半日、不正规全日潮：在半个月内，较多天数为不规则半日潮，但有时一天里也发生一次高潮、一次低潮的现象，潮，但有时一天里也发生一次高潮、一次低潮的现象，但全日潮不过但全日潮不过7 7天水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院二、潮汐的成因二、潮汐的成因 海洋潮汐是由月球和太阳的引潮力引起的作海洋潮汐是由月球和太阳的引潮力引起的作用力有两个：吸引力和惯性离心力用力有两个：吸引力和惯性离心力 1. 1.引潮力引潮力 引力的性质、惯性离心力的性质引力的性质、惯性离心力的性质 、引潮力的、引潮力的性质 2. 2.平衡潮理论（静力学理论）平衡潮理论（静力学理论） 平衡潮理论系由牛顿平衡潮理论系由牛顿16871687年首创 3. 3.潮汐的动力理论潮汐的动力理论 拉普拉斯于拉普拉斯于17751775年提出了动力理论年提出了动力理论. . 潮汐的成因潮汐的成因顺潮顺潮顺潮顺潮对潮对潮对潮对潮● ●内因：内因：内因：内因：海洋水体海洋水体海洋水体海洋水体；；；；● ●外因：外因：外因：外因：天体引潮力。

月球引潮力是太阳的天体引潮力月球引潮力是太阳的天体引潮力月球引潮力是太阳的天体引潮力月球引潮力是太阳的2.172.17倍倍倍倍水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院三、潮汐的变化三、潮汐的变化1. 1.潮汐周期现象潮汐周期现象 根据平衡潮理论，在引潮力作用下，海面呈椭根据平衡潮理论，在引潮力作用下，海面呈椭圆球状，形成潮汐椭球通常将月球引潮力引起的圆球状，形成潮汐椭球通常将月球引潮力引起的潮汐叫太阴潮，太阳引潮力引起的潮汐叫太阳潮潮汐叫太阴潮，太阳引潮力引起的潮汐叫太阳潮由潮汐椭球的概念，解释几种潮汐的周期现象由潮汐椭球的概念，解释几种潮汐的周期现象 (1)(1)潮汐的日变潮汐的日变: :半日周期潮和日周期潮；半日周期潮和日周期潮； (2)(2)潮汐的月变潮汐的月变: :半月周期潮和月周期潮；半月周期潮和月周期潮； (3)(3)潮汐的年变和多年变化潮汐的年变和多年变化: :年周期潮多年周期潮年周期潮多年周期潮水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院(1)(1)潮汐的日变潮汐的日变• 由于地球的自转，同一地点向着月球和太阳与由于地球的自转，同一地点向着月球和太阳与背着月球和太阳各一次，所以一日之内将发生两次背着月球和太阳各一次，所以一日之内将发生两次涨潮和落潮，又由于海洋潮汐的主体是太阴潮，所涨潮和落潮，又由于海洋潮汐的主体是太阴潮，所以高潮与低潮相隔时间为以高潮与低潮相隔时间为1/41/4太阴日，即太阴日，即6 6小时小时1313分。

分可见，每太阴日内发生两次高潮和低潮是海洋潮汐可见，每太阴日内发生两次高潮和低潮是海洋潮汐的一个基本周期的一个基本周期水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院潮汐的日变：可分为半日周期潮和日周期潮潮汐的日变：可分为半日周期潮和日周期潮 半日周期潮：当月球赤纬为零时，即月球在赤道上空，海半日周期潮：当月球赤纬为零时，即月球在赤道上空，海面任一点都为半日潮（如图）潮汐高度从赤道向两极递减，面任一点都为半日潮（如图）潮汐高度从赤道向两极递减，并以赤道为对称，故称为赤道潮（或分点潮）并以赤道为对称，故称为赤道潮（或分点潮）水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院日周期潮：当月球赤纬不为零时，不同纬度的潮型不同：在赤道日周期潮：当月球赤纬不为零时，不同纬度的潮型不同：在赤道为半日潮；在赤道至中纬地区为混合潮；在高纬地区为全日潮为半日潮；在赤道至中纬地区为混合潮；在高纬地区为全日潮当月球赤纬增大到回归线附近时，潮汐周日不等现象最显著，这当月球赤纬增大到回归线附近时，潮汐周日不等现象最显著，这时的潮汐称为回归潮（如图）时的潮汐称为回归潮（如图）水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院（（2 2）潮汐的月变）潮汐的月变　　又由于太阳、月球和地球的会合运动，在一个朔望月　　又由于太阳、月球和地球的会合运动，在一个朔望月（（29.530629.5306日）内，日、月、地三者的相对位置发生变化，使得日）内，日、月、地三者的相对位置发生变化，使得海洋潮汐以朔望月为周期的变化（海洋潮汐以朔望月为周期的变化（图图）。

在朔日（农历初一、）在朔日（农历初一、新月、日月合朔）和望日（农历十五、满月），太阳、月球和新月、日月合朔）和望日（农历十五、满月），太阳、月球和地球的中心几乎在一条直线上太阳引潮力和月球引潮力最大程地球的中心几乎在一条直线上太阳引潮力和月球引潮力最大程度地叠加，地球受到的引潮力相当于月球引潮力和太阳引潮力度地叠加，地球受到的引潮力相当于月球引潮力和太阳引潮力之和，形成高潮特高、低潮又特低，潮差最大，故称大潮而之和，形成高潮特高、低潮又特低，潮差最大，故称大潮而在上弦（农历初八）和下弦（农历二十三）时，日、月、地三在上弦（农历初八）和下弦（农历二十三）时，日、月、地三个天体的中心几乎成一直角位置，地球受到的引潮力相当于月个天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引潮力与太阳引潮力之差，合引潮力最小，形成高潮不高、球引潮力与太阳引潮力之差，合引潮力最小，形成高潮不高、低潮不低，潮差最小，所以称为小潮低潮不低，潮差最小，所以称为小潮　　　　可见，每朔望月内发生两次大潮和小潮也是潮汐的基本周可见，每朔望月内发生两次大潮和小潮也是潮汐的基本周期水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院月周期潮：它是由于月球绕地球旋转而产生的。

当月周期潮：它是由于月球绕地球旋转而产生的当月球运行到近地点时，所涨的近地潮大，而当月球月球运行到近地点时，所涨的近地潮大，而当月球运行到远地点时，所涨的远地潮小近地潮较远地运行到远地点时，所涨的远地潮小近地潮较远地潮约大潮约大4040％月球绕地球转一因为一个月，故一个％月球绕地球转一因为一个月，故一个月内有一大潮和一小潮，故称月周期潮月内有一大潮和一小潮，故称月周期潮水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院（（3 3）潮汐的年变和多年变；可分为年周期潮和多年周期）潮汐的年变和多年变；可分为年周期潮和多年周期潮年周期潮年周期潮：地球绕太阳转时，当地球运行到近日点时所涨：地球绕太阳转时，当地球运行到近日点时所涨的近日潮为大潮；而当地球运行到远日点时所涨的远日潮的近日潮为大潮；而当地球运行到远日点时所涨的远日潮为小潮近日潮比远日潮大为小潮近日潮比远日潮大1010％地球绕太阳转一周为一％地球绕太阳转一周为一年，故形成年周期潮年，故形成年周期潮 多年周期潮多年周期潮：月球的轨道长轴方向上不断变化，其近地点：月球的轨道长轴方向上不断变化，其近地点的变化周期为的变化周期为8.858.85年，故潮汐有年，故潮汐有8.858.85年长周期变化。

又由于年长周期变化又由于黄道与白道交点的移动周期为黄道与白道交点的移动周期为1818．．6161年，故潮汐也有年，故潮汐也有18.6118.61年的周期变化年的周期变化水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院2 2、地形对潮汐的影响、地形对潮汐的影响•以上只考虑天文因素对潮汐的影响，实际上潮汐还要受当地自然以上只考虑天文因素对潮汐的影响，实际上潮汐还要受当地自然地理条件的影响各地海水对天体引潮力的反应，视海区形态而地理条件的影响各地海水对天体引潮力的反应，视海区形态而定• 物体失去外力作用后还能自行振动，这振动称为自由振动物体失去外力作用后还能自行振动，这振动称为自由振动其振动周期称为自然周期潮汐是一种受迫振动，当受迫振动周其振动周期称为自然周期潮汐是一种受迫振动，当受迫振动周期与海水本身的自然振动周期相接近时，便会产生共振，反应就期与海水本身的自然振动周期相接近时，便会产生共振，反应就强烈，振动就特大，否则相反而海水振动的自然周期与海区形强烈，振动就特大，否则相反而海水振动的自然周期与海区形态和深度有密切关系，故各海区对天体的引潮力反应也不同例态和深度有密切关系，故各海区对天体的引潮力反应也不同。

例如，在雷州半岛西侧的北部湾为全日潮，而东侧的湛江港则为半如，在雷州半岛西侧的北部湾为全日潮，而东侧的湛江港则为半日潮又例如钱塘江口，由于呈喇叭形，故常出现涌潮其特点日潮又例如钱塘江口，由于呈喇叭形，故常出现涌潮其特点是潮波来势迅猛，潮端陡立，水花飞溅，潮流上涌，声闻数十里，是潮波来势迅猛，潮端陡立，水花飞溅，潮流上涌，声闻数十里，如万马奔腾，排山倒海，异常壮观这一奇特景观也叫怒潮如万马奔腾，排山倒海，异常壮观这一奇特景观也叫怒潮, , 潮潮高可达高可达6-86-8米，最大可达米，最大可达1212米，前进速度米，前进速度6-76-7米米/ /秒，吼声在几十公秒，吼声在几十公里外都可听见里外都可听见水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院3 3、钱塘潮、钱塘潮•钱塘潮又称为海宁潮，指发生在浙江省海宁县杭州湾钱塘江口的钱塘潮又称为海宁潮，指发生在浙江省海宁县杭州湾钱塘江口的涌潮每年夏秋大潮时，特别是中秋之后农历八月十八日最为显涌潮每年夏秋大潮时，特别是中秋之后农历八月十八日最为显著，势力最为强大原因：著，势力最为强大原因：•①①杭州湾形态和河底地形：杭州湾形态和河底地形：钱塘江河口杭州湾呈典型的巨大喇叭钱塘江河口杭州湾呈典型的巨大喇叭形。

杭州湾湾口处宽达形杭州湾湾口处宽达102km102km，平均水深，平均水深10m10m，而澉浦附近河口，而澉浦附近河口宽度只有宽度只有20km20km，水深仅，水深仅2m2m左右因此，由于深度和宽度向大陆左右因此，由于深度和宽度向大陆方向不断减小，潮波从湾口进入以后能量高度集中，迫使潮波变方向不断减小，潮波从湾口进入以后能量高度集中，迫使潮波变形，潮水涌积，潮水猛涨；再加上潮峰传播速度大于潮谷，到大形，潮水涌积，潮水猛涨；再加上潮峰传播速度大于潮谷，到大尖山附近潮峰追上了潮谷，潮波前坡陡立，甚至倒卷破碎，水花尖山附近潮峰追上了潮谷，潮波前坡陡立，甚至倒卷破碎，水花飞溅，来势凶猛，声闻数十里，如万马奔腾，排山倒海之势飞溅，来势凶猛，声闻数十里，如万马奔腾，排山倒海之势•②②天文因素：天文因素：中秋之后农历十八，日、月、地三天体大致处在同中秋之后农历十八，日、月、地三天体大致处在同一直线上，日、月引潮力相互叠加，钱塘江潮差极大一直线上，日、月引潮力相互叠加，钱塘江潮差极大•③③气象因素：气象因素：受季风影响，钱塘江夏秋水量大，洪水波与潮波相受季风影响，钱塘江夏秋水量大，洪水波与潮波相遇，迫使潮水涌积，形成较高的涌墙。

遇，迫使潮水涌积，形成较高的涌墙水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院四、潮四、潮 流流 潮流是海水在天体引潮力作用下所形成的周期潮流是海水在天体引潮力作用下所形成的周期性水平运动，它和潮汐现象是同时产生的随着涨性水平运动，它和潮汐现象是同时产生的随着涨潮而产生的潮流，称涨潮流；随着落潮而产生的潮潮而产生的潮流，称涨潮流；随着落潮而产生的潮流，称落潮流；当高潮或低潮时，各有一段时间潮流，称落潮流；当高潮或低潮时，各有一段时间潮流速度非常缓慢，接近于停止状态，称为憩流流速度非常缓慢，接近于停止状态，称为憩流 潮流的运动形式，可分为回转流和往复流潮流的运动形式，可分为回转流和往复流 1. 1.旋转流旋转流：凡在江河入海的外海或广阔的海区，一般：凡在江河入海的外海或广阔的海区，一般都有旋转式潮流发生都有旋转式潮流发生2. 2.往复流往复流：一般在海峡、港：一般在海峡、港湾入口或江河海口，潮流受到海洋宽度的限制，经湾入口或江河海口，潮流受到海洋宽度的限制，经常作直线式的往复流动，称为往复流常作直线式的往复流动，称为往复流 水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院（（1 1）旋转流）旋转流 在外海和开阔海在外海和开阔海区，潮流受地转偏向力作用而区，潮流受地转偏向力作用而成回转流（也叫八卦流）。

回成回转流（也叫八卦流）回转流的方向在北半球为顺时针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方向，在南半球则为逆时针方向旋转的次数取决于潮汐类向旋转的次数取决于潮汐类型，半日周期潮在一个太阴日型，半日周期潮在一个太阴日内测转两次；全日潮则回转一内测转两次；全日潮则回转一次其流速从最大到最小，再次其流速从最大到最小，再到相反方向的最大，再到最小，到相反方向的最大，再到最小，不断往复旋转流动不断往复旋转流动水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院（（2 2）往复流）往复流 在海峡、河口、窄湾内，受地形影在海峡、河口、窄湾内，受地形影响，潮流便成了往复流其流速从响，潮流便成了往复流其流速从零到最大，再到零，再到相反方向零到最大，再到零，再到相反方向的最大，再到零，这样不断循环的最大，再到零，这样不断循环其往复的次数也取决于潮汐类型其往复的次数也取决于潮汐类型当半日潮时，一个太阴日内，水流当半日潮时，一个太阴日内，水流往复两次；当全日潮时，一个太阴往复两次；当全日潮时，一个太阴日内，水流则往复只有一次往复日内，水流则往复只有一次往复流的最大流速较回转流大，每小时流的最大流速较回转流大，每小时可达可达1818－－22km22km，而回转流一般每小，而回转流一般每小时只达时只达4 4－－5km5km。

实际海洋上的水实际海洋上的水流，既不是纯粹的潮流，也不是纯流，既不是纯粹的潮流，也不是纯粹的海流，而是两者合成的结果粹的海流，而是两者合成的结果水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院第四节第四节 洋洋 流流一、洋流的成因及类型一、洋流的成因及类型二、大洋环流系统二、大洋环流系统三、水团三、水团四、中尺度涡四、中尺度涡五、厄尔尼诺现象五、厄尔尼诺现象水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院一、洋流的成因及类型一、洋流的成因及类型 1. 1.洋流及其分类洋流及其分类 (1)(1)洋流的概念洋流的概念: :洋流即海流，是指海洋中具有相洋流即海流，是指海洋中具有相对稳定的流速和流向的海水，从一个海区水平地或对稳定的流速和流向的海水，从一个海区水平地或垂直地向另一海区大规模的非周期性的运动垂直地向另一海区大规模的非周期性的运动 (2)(2)洋流的分类洋流的分类: :洋流按成因可分为风海流、密度洋流按成因可分为风海流、密度流、补偿流流、补偿流3 3类；按本身与周围海水温度的差异又类；按本身与周围海水温度的差异又可分为暖流和寒流两类；按其流经的地理位置又可可分为暖流和寒流两类；按其流经的地理位置又可分为赤道流、大洋流、极地流及沿岸流等。

分为赤道流、大洋流、极地流及沿岸流等 (3)(3)作用于洋流的力作用于洋流的力: :作用于洋流的力主要有风对作用于洋流的力主要有风对海水的应力和海水的压强梯度力在这些力的作用海水的应力和海水的压强梯度力在这些力的作用下，当海水运动起来后，还产生一系列派生的力，下，当海水运动起来后，还产生一系列派生的力，如摩擦力、地转偏向力和离心力等如摩擦力、地转偏向力和离心力等水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院2. 2.成因分类成因分类 ①①①①风海流：风海流：风海流：风海流：海水在风的摩擦力作用下形成的水平运动海水在风的摩擦力作用下形成的水平运动海水在风的摩擦力作用下形成的水平运动海水在风的摩擦力作用下形成的水平运动又称漂流或吹流风力作用于海面，同时产生波浪运动和又称漂流或吹流风力作用于海面，同时产生波浪运动和又称漂流或吹流风力作用于海面，同时产生波浪运动和又称漂流或吹流风力作用于海面，同时产生波浪运动和使海水向前运动的洋流使海水向前运动的洋流使海水向前运动的洋流使海水向前运动的洋流埃克曼（埃克曼（埃克曼（埃克曼（EkmanEkmanEkmanEkman））））螺旋。

风海流水体螺旋风海流水体螺旋风海流水体螺旋风海流水体输送方向与风向成输送方向与风向成输送方向与风向成输送方向与风向成90°90°90°90°夹角在北半夹角在北半夹角在北半夹角在北半球偏风向的右侧，球偏风向的右侧，球偏风向的右侧，球偏风向的右侧，而在南半球则偏风而在南半球则偏风而在南半球则偏风而在南半球则偏风向的左侧向的左侧向的左侧向的左侧水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院风海流的负效应风海流的负效应副热带反气旋型大洋环流副热带反气旋型大洋环流• 在中低纬度的热带和亚热带海区，形成以副热带为中心的反气旋在中低纬度的热带和亚热带海区，形成以副热带为中心的反气旋型大洋环流其形成如下：型大洋环流其形成如下：• 以北半球为例副热带高压以北是盛行西风，以南为东北信风以北半球为例副热带高压以北是盛行西风，以南为东北信风由于风海流总的海水体积输送方向偏于风向之右由于风海流总的海水体积输送方向偏于风向之右9090°°因此，0°0°－－30°30°间的东北信风将厚约间的东北信风将厚约100m100m（假设风海流摩擦深度为（假设风海流摩擦深度为100m100m）的上层海水输向）的上层海水输向西北；西北；30°30°－－60°60°间的西南风将海水输向东南，如图。

这样两股水流相向间的西南风将海水输向东南，如图这样两股水流相向而行，必然在以而行，必然在以30°N30°N为中心的区域涌成一个水堆（水峰）在水位造成为中心的区域涌成一个水堆（水峰）在水位造成的压力下，水堆上层（的压力下，水堆上层（0 0－－100m100m）从中心外溢，在地转偏向力作用和大洋）从中心外溢，在地转偏向力作用和大洋两侧大陆阻挡下，便会形成以水堆为中心的顺时针方向旋转的大洋环流两侧大陆阻挡下，便会形成以水堆为中心的顺时针方向旋转的大洋环流南半球情况相类似，只是方向相反，形成逆时针方向的环流由于环流中南半球情况相类似，只是方向相反，形成逆时针方向的环流由于环流中心处于亚热带，环流流向与反气旋型大气环流流向一致，所以称为亚热带心处于亚热带，环流流向与反气旋型大气环流流向一致，所以称为亚热带反气旋型大洋环流反气旋型大洋环流水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院30°N赤道赤道水堆（峰）水堆（峰）最终梯度流最终梯度流水水流流西风西风信风信风30°N30°N盛行风产生大洋高压区盛行风产生大洋高压区( (副热带反气旋环流形成示意图）副热带反气旋环流形成示意图）水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院副极地气旋型大洋环流副极地气旋型大洋环流 30°30°－－60°N60°N的西南风（盛行西风）使上层水流流向东南，的西南风（盛行西风）使上层水流流向东南，60°60°－－90°N90°N的东北风（极地东风）又使上层水流流向西北，两股水的东北风（极地东风）又使上层水流流向西北，两股水流相背而行，导致以流相背而行，导致以60°N60°N为中心形成一个低凹。

由于大洋两侧大陆为中心形成一个低凹由于大洋两侧大陆的存在，最终必然围绕这个低凹形成反时针方向流动的副极地环流的存在，最终必然围绕这个低凹形成反时针方向流动的副极地环流与气旋流向一致，故称副极地气旋型大洋环流如图）与气旋流向一致，故称副极地气旋型大洋环流如图）水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院低凹低凹60°N盛行西风盛行西风极地东风极地东风最终梯度流最终梯度流水流水流60°N60°N盛行西风产生大洋低压区（副极地气旋型环流形成示意图）盛行西风产生大洋低压区（副极地气旋型环流形成示意图）水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院风海流会造成岸边的升降流风海流会造成岸边的升降流南半球南美沿岸的升降流南半球南美沿岸的升降流南半球南美沿岸的升降流南半球南美沿岸的升降流水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院②②密度流密度流 是由于海水密度差异而引起的海流是由于海水密度差异而引起的海流海水密度分布不均匀而使海区形成了压力梯度，海海水密度分布不均匀而使海区形成了压力梯度，海水从高压区向低压区流动，所以又称梯度流。

水从高压区向低压区流动，所以又称梯度流直布罗陀的表层流与深层流直布罗陀的表层流与深层流直布罗陀的表层流与深层流直布罗陀的表层流与深层流水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院③③补偿流补偿流 是由于某种原因使海水从一个海区流出，而使是由于某种原因使海水从一个海区流出，而使另一部分海水流入进行补充补偿流可以是水平流另一部分海水流入进行补充补偿流可以是水平流动，也可以是垂直流（上升流和下降流）动，也可以是垂直流（上升流和下降流）水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院二、大洋环流系统二、大洋环流系统 1. 1.世界大洋世界大洋表层环流系统表层环流系统 大洋表层环流与大洋表层环流与盛行风系盛行风系相适应，所形成的格局相适应，所形成的格局具有以下特点：具有以下特点： (1)(1)以南北回归高压带为中心形成以南北回归高压带为中心形成反气旋型大洋环反气旋型大洋环流流；； (2)(2)以北半球中高纬海上低压区为中心形成以北半球中高纬海上低压区为中心形成气旋型气旋型大洋环流大洋环流；；水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院 (3) (3)南半球中高纬海区没有气旋型大洋环流，南半球中高纬海区没有气旋型大洋环流，而被西风漂流所代替；而被西风漂流所代替； (4)(4)在在南极大陆南极大陆形成绕极环流；形成绕极环流； (5)(5)北印度洋北印度洋形成季风环流区形成季风环流区。

水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院2 2）世界大洋表层反气旋型大洋环流）世界大洋表层反气旋型大洋环流 •分布在南北纬分布在南北纬50°50°之间，并在赤道两侧成非对称出现之间，并在赤道两侧成非对称出现( (原因是原因是热赤道处在北半球热赤道处在北半球) ) •在东南信风和东北信风的西向风应力作用下，形成了在东南信风和东北信风的西向风应力作用下，形成了南、北赤南、北赤道洋流道洋流（又称信风漂流）其基本特点：从东向西流动，横贯（又称信风漂流）其基本特点：从东向西流动，横贯大洋，宽度约大洋，宽度约20002000公里，厚度约公里，厚度约200200米，表面流速为米，表面流速为20—5020—50厘米厘米/ /秒，靠近赤道一侧达秒，靠近赤道一侧达50—10050—100厘米厘米/ /秒，个别海区可达秒，个别海区可达160—200160—200厘米厘米/ /秒；秒；由于热赤道偏北，所以信风漂流也偏北（但印度洋除由于热赤道偏北，所以信风漂流也偏北（但印度洋除外），因此赤道洋流并不与赤道对称外），因此赤道洋流并不与赤道对称它对南北半球水量交换它对南北半球水量交换起着重要作用，特别是大西洋，南大西洋的水可穿过赤道达北起着重要作用，特别是大西洋，南大西洋的水可穿过赤道达北纬纬10°10°以北，并与北大西洋水相混合。

以北，并与北大西洋水相混合水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院u赤道洋流到达大洋西岸遇大陆后，一部分海水由于信风切应力赤道洋流到达大洋西岸遇大陆后，一部分海水由于信风切应力南北向分速分布不均和补偿作用而折回，便形成了南北向分速分布不均和补偿作用而折回，便形成了逆赤道流和赤逆赤道流和赤道潜流道潜流逆赤道流与赤道无风带位置相一致，其基本特征是：从逆赤道流与赤道无风带位置相一致，其基本特征是：从西向东流动，一般流速为西向东流动，一般流速为40—6040—60厘米厘米/ /秒，最大流速可达秒，最大流速可达150150厘米厘米/ /秒，为高温低盐海水赤道潜流位于赤道海面以下，流动于南秒，为高温低盐海水赤道潜流位于赤道海面以下，流动于南纬纬2°2°到北纬到北纬2°2°之间，轴心位于赤道海面下之间，轴心位于赤道海面下100100米处，轴心最大米处，轴心最大流速约流速约100—500100—500厘米厘米/ /秒在赤道洋流和赤道潜流海区，表层水秒在赤道洋流和赤道潜流海区，表层水以下都存在着温度和盐度的跃层这两支洋流都是以下都存在着温度和盐度的跃层这两支洋流都是暖流性质暖流性质 u赤道洋流遇大陆后，另一部分海水向南北分流，在赤道洋流遇大陆后，另一部分海水向南北分流，在北太平洋北太平洋形形成成黑潮黑潮；在南太平洋形成东；在南太平洋形成东澳大利亚洋流澳大利亚洋流；在；在北大西洋北大西洋形成形成湾流湾流；；在在南大西洋南大西洋形成形成巴西洋流巴西洋流；在；在南印度洋南印度洋形成形成莫桑比克洋流莫桑比克洋流。

这些这些洋流都具有高温、高盐、水色高、透明度大的特点其中最著名洋流都具有高温、高盐、水色高、透明度大的特点其中最著名的暖流有的暖流有黑潮和湾流黑潮和湾流这两支洋流西向这两支洋流西向““强化强化””明显，流势强大明显，流势强大水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院l黑潮黑潮起源于吕宋岛以东海区，其水源一部分来自北赤道流，一起源于吕宋岛以东海区，其水源一部分来自北赤道流，一部分来自北太平洋西部亚热带海水，流经我国台湾一带，东到日部分来自北太平洋西部亚热带海水，流经我国台湾一带，东到日本以东与北太平洋西风漂流相接其主要特点是：在台湾以东黑本以东与北太平洋西风漂流相接其主要特点是：在台湾以东黑潮宽度约潮宽度约150150海里（海里（277.8277.8公里），平均流幅不到公里），平均流幅不到100100海里（海里（185.2185.2公公里），强流带靠近大陆一侧，表现出洋流西向强化的特点，随水里），强流带靠近大陆一侧，表现出洋流西向强化的特点，随水深的增加流轴偏右，其平均厚度约深的增加流轴偏右，其平均厚度约400400米左右，最大厚度可达米左右，最大厚度可达10001000多米，在主轴右侧有巨大旋涡，黑潮流路如蛇形，在多年内有很多米，在主轴右侧有巨大旋涡，黑潮流路如蛇形，在多年内有很大变化；黑潮流速，在我国台湾以东为大变化；黑潮流速，在我国台湾以东为50—8050—80厘米厘米/ /秒，到琉球以秒，到琉球以西增到西增到100—130100—130厘米厘米/ /秒，琉球东北表层流速增至秒，琉球东北表层流速增至150—200150—200厘米厘米/ /秒，流速垂直分布随水深的增加而呈指数律减小，到秒，流速垂直分布随水深的增加而呈指数律减小，到600—700600—700米米深处尚有深处尚有50—10050—100厘米厘米/ /秒较强流速，到秒较强流速，到10001000米深处还有米深处还有20—5020—50厘厘米米/ /秒的流速，有人认为大约到秒的流速，有人认为大约到2000—30002000—3000米深处才没有明显的流米深处才没有明显的流动。

动 水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院l北大西洋湾流北大西洋湾流势力也非常强大，表层水流量达势力也非常强大，表层水流量达100×106100×106米米3/3/秒，秒，相当于全球河川径流总量相当于全球河川径流总量2020倍以上l黑潮、东澳大利亚洋流、湾流、巴西洋流、莫桑比克洋流黑潮、东澳大利亚洋流、湾流、巴西洋流、莫桑比克洋流，，受地转偏向力的影响，到西风带则转变为受地转偏向力的影响，到西风带则转变为西风漂流西风漂流西风漂流西风漂流与寒流之间，形成一洋流辐聚带，叫做与寒流之间，形成一洋流辐聚带，叫做海洋极锋带海洋极锋带极锋带两极锋带两侧海水性质不同，冷而重的海水潜入暖而轻的海水之下，并向侧海水性质不同，冷而重的海水潜入暖而轻的海水之下，并向低纬流去南半球因三大洋面积彼此相连，风力强度常达低纬流去南半球因三大洋面积彼此相连，风力强度常达8 8级以级以上，所以西风漂流得到了充分的发展，从南纬上，所以西风漂流得到了充分的发展，从南纬30°30°一直扩展到一直扩展到南纬南纬60°60°左右，表层水层厚度可达左右，表层水层厚度可达30003000米，平均速度为米，平均速度为10—2010—20厘米厘米/ /秒，流量秒，流量2 2亿米亿米3/3/秒。

秒水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院l西风漂流遇大陆后分成南北两支，向高纬流去的一支成为暖西风漂流遇大陆后分成南北两支，向高纬流去的一支成为暖流（北半球）；向低纬流去的一支成为寒流，并以补偿流的性流（北半球）；向低纬流去的一支成为寒流，并以补偿流的性质汇入南北赤道流这样就形成了大洋中的反气旋型环流系统质汇入南北赤道流这样就形成了大洋中的反气旋型环流系统属于这类寒流的有：属于这类寒流的有：北太平洋北太平洋的的加利福尼亚寒流加利福尼亚寒流，南太平洋的，南太平洋的秘鲁寒流秘鲁寒流；北大西洋的；北大西洋的加那利寒流加那利寒流，南大西洋的，南大西洋的本格拉寒流本格拉寒流；；南印度洋的南印度洋的西澳大利亚寒流西澳大利亚寒流等 水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院3 3）世界大洋表层气旋型大洋环流）世界大洋表层气旋型大洋环流    •气旋型大洋环流分布在北纬气旋型大洋环流分布在北纬45°—70°45°—70°之间在大洋东侧，之间在大洋东侧，为从西风漂流分出来的暖流，属于这类洋流有：北太平洋为从西风漂流分出来的暖流，属于这类洋流有：北太平洋阿拉斯加暖流阿拉斯加暖流和和北大西洋暖流北大西洋暖流。

其表层水一般厚度为其表层水一般厚度为100—150100—150米•在大洋西侧为从高纬向中纬流动的寒流，它是极地东北风在大洋西侧为从高纬向中纬流动的寒流，它是极地东北风作用下形成的属于这类寒流有：北太平洋的作用下形成的属于这类寒流有：北太平洋的亲潮亲潮和北大和北大西洋的西洋的东格陵兰寒流东格陵兰寒流其水层厚度可达其水层厚度可达150150米，其水文特米，其水文特征是低温、低盐、密度大、含氧量多征是低温、低盐、密度大、含氧量多 水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院4 4）南极绕极环流）南极绕极环流 •南极绕极环流是世界大洋中唯一环绕地球一周的表层大洋环南极绕极环流是世界大洋中唯一环绕地球一周的表层大洋环流它具有许多独特性质，因此有人把它称为流它具有许多独特性质，因此有人把它称为““南极洋南极洋””、、““南极海南极海””依水温变化规律不同，南极洋可分为两个海区：依水温变化规律不同，南极洋可分为两个海区：一是从南极大陆到南极辐聚线间的海区，称为南极海区，其一是从南极大陆到南极辐聚线间的海区，称为南极海区，其表层水温较低；二是从南极辐聚线到亚热带辐聚线间的海区，表层水温较低；二是从南极辐聚线到亚热带辐聚线间的海区，称为亚南极海区。

称为亚南极海区•南极表层水形成于高纬海区，在极地东风作用下，形成一个南极表层水形成于高纬海区，在极地东风作用下，形成一个独特的独特的绕极西向环流绕极西向环流；但是大部分南极海中仍然；但是大部分南极海中仍然以西风漂流以西风漂流为主为主南极绕极环流的特点是低温、低盐，冬季大部分水温南极绕极环流的特点是低温、低盐，冬季大部分水温在冰点左右，盐度在冰点左右，盐度34.0-34.5×1034.0-34.5×10-3 -3南极绕极环流流量相当于南极绕极环流流量相当于世界大洋中最强大的湾流和黑潮的总和，但流速仅为其世界大洋中最强大的湾流和黑潮的总和，但流速仅为其1/101/10水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院5 5）北印度洋季风漂流）北印度洋季风漂流    •三大洋中唯有北印度洋特殊，在冬、夏季风作用下形成季三大洋中唯有北印度洋特殊，在冬、夏季风作用下形成季风漂流冬季冬季，北印度洋盛行东北季风，形成，北印度洋盛行东北季风，形成东北季风漂东北季风漂流流；；夏季夏季，北印度洋盛行西南季风，形成，北印度洋盛行西南季风，形成西南季风漂流西南季风漂流 •大致从大致从10°S10°S以北的印度洋都属于季风区；以北的印度洋都属于季风区；•““夏顺东，冬逆西夏顺东，冬逆西””；；•““暖流暖流””；；水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院2. 2.世界大洋深层环流系统世界大洋深层环流系统 在大洋深层环流系的垂直结构中，可分出暖冷两种环在大洋深层环流系的垂直结构中，可分出暖冷两种环流系统和五个基本水层流系统和五个基本水层( (表层表层100—200m 100—200m 、次层、次层300—400m 300—400m 、中层、中层800—1000m 800—1000m 、深层、深层4000—5000m4000—5000m和底层和底层) )。

世界大洋环流体系由表层（包括次表层水）环流、中世界大洋环流体系由表层（包括次表层水）环流、中层环流、深层环流和底层环流所组成表层环流系统主要层环流、深层环流和底层环流所组成表层环流系统主要是风成环流中层水、深层水和底层水均为热盐环流表是风成环流中层水、深层水和底层水均为热盐环流表层水、次层水、中层水、深层水和底层水在其运动过程中，层水、次层水、中层水、深层水和底层水在其运动过程中，进行着全球性的大量交换与循环，这构成了世界大洋中统进行着全球性的大量交换与循环，这构成了世界大洋中统一的环流体系一的环流体系水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院大西洋水下结构大西洋水下结构太平洋水下结构太平洋水下结构印度洋水构印度洋水构水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院3 3、洋流对地理环境的影响、洋流对地理环境的影响•洋流规模巨大，是促成不同海区之间大规模水量、热量和盐分洋流规模巨大，是促成不同海区之间大规模水量、热量和盐分交换的主要因素，它不仅深刻影响海洋水文、海洋生物、海洋交换的主要因素，它不仅深刻影响海洋水文、海洋生物、海洋化学以及海洋沉积，而且还影响大陆沿岸的气候和人类的海上化学以及海洋沉积，而且还影响大陆沿岸的气候和人类的海上活动。

活动1 1）洋流对气候的影响）洋流对气候的影响•1 1）洋流在高、低纬之间的热量输送中占据十分重要地位，缩小）洋流在高、低纬之间的热量输送中占据十分重要地位，缩小了极地与赤道的温差了极地与赤道的温差•一方面，洋流将低纬盈余的热量输向高纬，补充了高纬亏损的一方面，洋流将低纬盈余的热量输向高纬，补充了高纬亏损的热量，从而实现全球海洋热量平衡热量，从而实现全球海洋热量平衡•另一方面，洋流又同大气环流一道共同完成由低纬向高纬的热另一方面，洋流又同大气环流一道共同完成由低纬向高纬的热量输送任务量输送任务•假如地球上没有洋流，地球上的赤道和热带地区将比现在炎热假如地球上没有洋流，地球上的赤道和热带地区将比现在炎热得多，高纬和两极地区则比现在寒冷得多，温带的寒暑变化也得多，高纬和两极地区则比现在寒冷得多，温带的寒暑变化也将激烈得令人难以忍受将激烈得令人难以忍受水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院2 2）洋流对其流经的海区和沿岸地带的气候具有重要影响洋流对其流经的海区和沿岸地带的气候具有重要影响l洋流作为下垫面条件，不仅能增高或降低气温、延长或缩短洋流作为下垫面条件，不仅能增高或降低气温、延长或缩短暖季或寒季的持续时间，而且影响降水量的增减，尤其对大暖季或寒季的持续时间，而且影响降水量的增减，尤其对大陆东、西岸的气候具有重要影响。

陆东、西岸的气候具有重要影响l一般地暖流具有增温、增湿作用，寒流具有降温减湿作用一般地暖流具有增温、增湿作用，寒流具有降温减湿作用如冬季，亚欧大陆西岸气温明显高于东岸，主要原因就在于如冬季，亚欧大陆西岸气温明显高于东岸，主要原因就在于欧亚大陆西岸受北大西洋暖流和东岸受千岛寒流影响的结果欧亚大陆西岸受北大西洋暖流和东岸受千岛寒流影响的结果又如，非洲和澳大利亚热带大陆西岸的沙漠逼近海岸，与寒又如，非洲和澳大利亚热带大陆西岸的沙漠逼近海岸，与寒流的减湿作用有关流的减湿作用有关水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院（（2 2）洋流是影响海水理化性质的重要因素）洋流是影响海水理化性质的重要因素•同纬地带，暖流流经的海区，盐度和温度偏高；寒流流经的同纬地带，暖流流经的海区，盐度和温度偏高；寒流流经的海区，盐度和温度偏低；寒暖流交汇处，水温、盐度的水平海区，盐度和温度偏低；寒暖流交汇处，水温、盐度的水平梯度大从而破坏了水温和盐度的纬度地带性规律从而破坏了水温和盐度的纬度地带性规律3 3）洋流对海洋污染的影响）洋流对海洋污染的影响•每年河流将大量的污染物质带入海洋一方面，洋流将这些每年河流将大量的污染物质带入海洋。

一方面，洋流将这些污染物从一个海区带到另一个海区，不断地稀释扩散，加快污染物从一个海区带到另一个海区，不断地稀释扩散，加快净化速度；另一方面，洋流又使污染范围扩大，沿岸受影响净化速度；另一方面，洋流又使污染范围扩大，沿岸受影响的居民和生物增多的居民和生物增多4 4）洋流对航海事业的影响）洋流对航海事业的影响•熟悉洋流流向有利于选择航线熟悉洋流流向有利于选择航线•顺洋流航行能节约时间、缩短周期、节约燃料等顺洋流航行能节约时间、缩短周期、节约燃料等水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院（（5 5）洋流直接影响海洋生物和渔业的分布）洋流直接影响海洋生物和渔业的分布•海洋渔业资源的分布，主要集中在大陆架浅海区的寒暖流交汇处海洋渔业资源的分布，主要集中在大陆架浅海区的寒暖流交汇处和上升流海区和上升流海区•寒暖流交汇海区，海水温差大，表层海水与深层海水垂直对流强寒暖流交汇海区，海水温差大，表层海水与深层海水垂直对流强烈，把大量营养盐类从深部海水带到阳光充足的表层，引起浮游烈，把大量营养盐类从深部海水带到阳光充足的表层，引起浮游生物的大量繁殖，给鱼类提供丰盛的饵料；同时在寒暖流交汇海生物的大量繁殖，给鱼类提供丰盛的饵料；同时在寒暖流交汇海区，喜温鱼类和喜冷鱼类均有，鱼的种类也很丰富。

如世界最大区，喜温鱼类和喜冷鱼类均有，鱼的种类也很丰富如世界最大的产鱼区的产鱼区━━━━太平洋西北部渔区太平洋西北部渔区，位处黑潮（日本暖流）与亲潮，位处黑潮（日本暖流）与亲潮（千岛寒流）交汇处（日本的北海道渔场）东北大西洋的（千岛寒流）交汇处（日本的北海道渔场）东北大西洋的北海北海渔场渔场也处在寒暖流交汇处（北大西洋暖流与东格陵兰寒流，挪威也处在寒暖流交汇处（北大西洋暖流与东格陵兰寒流，挪威暖流与北极寒流的交汇处）我国的舟山渔场处于台湾暖流与大暖流与北极寒流的交汇处）我国的舟山渔场处于台湾暖流与大陆沿岸流交汇的海区陆沿岸流交汇的海区•信风带大陆西岸，由于受离岸风的吹送，表层海水离岸而去，深信风带大陆西岸，由于受离岸风的吹送，表层海水离岸而去，深层海水上升到海面补充，形成上升流或涌升流上升流将深层中层海水上升到海面补充，形成上升流或涌升流上升流将深层中丰富的营养盐带到表层光亮带，引起浮游生物的大量繁殖，给鱼丰富的营养盐带到表层光亮带，引起浮游生物的大量繁殖，给鱼类带来丰盛的饵料如南美的类带来丰盛的饵料如南美的秘鲁渔场秘鲁渔场与秘鲁上升流有很大关系与秘鲁上升流有很大关系水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院三、水团三、水团1. 1.水团的形成水团的形成 水团是形成于同一源地水团是形成于同一源地( (海区海区), ),其理化特性和运动其理化特性和运动状况基本相同的海水。

状况基本相同的海水2. 2.水团的变性水团的变性 水团按其理化性质的差异，可分为暖水团和冷水水团按其理化性质的差异，可分为暖水团和冷水团导致水团变性内部因素主要是由于水团间的热、团导致水团变性内部因素主要是由于水团间的热、盐交换；外部因素主要是由于海水与大气间的热交盐交换；外部因素主要是由于海水与大气间的热交换和外部条件的变化而引起的温度、盐度变化换和外部条件的变化而引起的温度、盐度变化水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院四、中尺度涡四、中尺度涡 前述为稳定流系统前述为稳定流系统, ,中尺度涡为不稳定流直径中尺度涡为不稳定流直径约有约有100-300km,100-300km,寿命约为寿命约为2-102-10个月的涡旋个月的涡旋; ; 类似于大类似于大气中的气旋和反气旋，也称为天气式海洋涡旋气中的气旋和反气旋，也称为天气式海洋涡旋; ;按按自转方向和温度分为气旋式涡旋和反气旋式涡旋自转方向和温度分为气旋式涡旋和反气旋式涡旋; ;分布广分布广, ,能量巨大能量巨大, ,占世界大洋动能的占世界大洋动能的9090％以上％以上, ,绝大绝大部分发生在北大西洋海域部分发生在北大西洋海域; ; 运动方向多变运动方向多变, ,分为自转、分为自转、平移和垂直运动平移和垂直运动3 3种方式。

种方式 水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院五、厄尔尼诺现象五、厄尔尼诺现象 秘鲁沿岸近海水域存在一个狭窄的上升冷水带秘鲁沿岸近海水域存在一个狭窄的上升冷水带但是大约在但是大约在1212月末月末, ,有一支弱表层暖流有一支弱表层暖流, ,沿厄瓜多尔沿厄瓜多尔和秘鲁北部沿岸向南伸展到大约和秘鲁北部沿岸向南伸展到大约6°S6°S由于该暖流由于该暖流通常发生在圣诞节期间，固而当地称之为通常发生在圣诞节期间，固而当地称之为““厄尔尼厄尔尼诺诺””（即（即““圣婴圣婴””） 水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院第五节第五节 海洋效应海洋效应•海洋能量效应海洋能量效应•海洋的大气环境效应海洋的大气环境效应水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院 一、海洋能量效应一、海洋能量效应 1. 1.海水的动能海水的动能: :如波浪能、潮汐能、海流能等；如波浪能、潮汐能、海流能等； 2. 2.海水的热能海水的热能: :如温度差能；如温度差能； 3. 3.海水的化学能海水的化学能: :如盐度差能；如盐度差能； 4. 4.海水的生物能海水的生物能: :如光合作用能。

如光合作用能 水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院二、海洋的大气环境效应二、海洋的大气环境效应 1. 1.海洋是大气的主要热源海洋是大气的主要热源 2. 2.海洋是大气水汽的主要来源海洋是大气水汽的主要来源 3. 3.海洋与大气的物质交换海洋与大气的物质交换 4. 4.洋流对气候影响洋流对气候影响 5. 5.海洋温度场对台风的影响海洋温度场对台风的影响 6. 6.波浪、潮汐对海岸的作用波浪、潮汐对海岸的作用水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院水文学水文学城市与环境学院城市与环境学院完。