水文地质学课件ppt版 02-02 湖水喷发与深海生物（氧）.ppt

湖水喷发VS深海有无动物？,高宗军 2011-04-22,湖水热动态thermal regime of lake water,湖泊热量平衡和湖水温度的变化湖水吸收净辐射热量，同时通过水面蒸发、湖水紊动和对流等，在湖水内部、湖水与大气、湖水与湖盆间进行热量交换在交换中，湖水储热量增加，湖水增温；反之，则降温一年内由于太阳辐射强度的变化，引起水温季节的变化同时由于水的物理特性和湖盆形态等影响，水温呈有规律的空间分布1779年H.B.de索絮尔测量瑞士湖泊水温，开始了湖水温度的科学调查1819年H.T.德拉比切提出湖水温度分层概念湖水热量平衡 指一定时段内湖泊或其部分水域的热量收支状况一定时段内热量收入与支出之差等于该湖泊或其部分水域蓄热量的变量收入项主要有：湖水吸收太阳净辐射、大气长波辐射、湖面降水带来的热量、由于湖面凝结放出的潜热量、大气通过对流传给湖水的热量、湖水自湖盆吸收的热量和入湖径流带来的热量支出项主要有： 湖水长波辐射、 湖水蒸发损失的热量、湖水传给大气和湖盆的热量、湖冰消融消耗的热量和出湖径流带走的热量等湖中生物作用和化学反应的热量，风浪和湖流消耗的热量，湖岸辐射等热量甚微，一般略而不计。

上述收入项与各支出项之差，即为湖泊蓄热量的变化 水温的时间变化 湖水的温度有日变化和年变化表层湖水最低温度一般出现在58时，最高水温出现在1418时表层水温的日变化幅度较大，且因季节和地区不同而异中、下层湖水因水的热导率小，日变幅随深度逐渐减小中、下层湖水变化比上层湖水的温度变化滞后表面水温日变幅约为湖面气温日变幅的2070温带双循环湖一年内的水温变化可分为四个阶段：春季增温期，自热量平衡收入项大于支出项时开始在开敞的湖泊，水温由一年中最低点开始稳步上升，在封冻的湖泊，则自水面冰雪消融完后，水温即逐步上升；夏季增温期，水温持续上升，最高水温出现在7月或8月，与气温极值比较，滞后半个月至1个月；秋季冷却期，自湖水收入的热量小于支出的热量开始，水温逐渐下降；冬季冷却期，水温持续下降，在结冰的湖泊，直至零度，水面结冰在不结冰的湖泊，1、2月份出现最低温度湖泊水温年变化比气温年变化幅度小水温的空间分布,湖泊水温的垂向和横向分布均有变化变化的原因，一是水气交界面上的增温与降温;另一是湖泊内部热量的再分配一般，湖水在温度接近4C时密度最大，当密度随深度增加时，湖水稳定；密度随深度减小时，产生对流混合，发生上下循环，或称翻转。

如融冰之后，湖水增温，表面水的密度增加，水团下沉，湖水上下循环当湖面增温至 4C以上，上下循环终止秋冬时期，湖水冷却，也发生类似过程，当湖面冷却至4C以下时，这一过程即告停止水温的垂向分布温带双循环湖有下列情况：夏季，表层水温较高，底层较低，但不低于 4C，称为正温成层；秋季，表面冷却引起湖水循环，湖水上下层温差与密度差逐渐减小，当上层水温接近 4C时，形成同温现象；冬季，当温度降至4C以下，表层水温较低，底层较高，但不高于4C，称为逆温成层；春季，湖泊解冻以后，湖面开始增温，引起湖水循环，当上层水温接近4C，再度形成上下同温现象在浅水湖泊，一日之内可出现两次同温现象温带中等深度湖泊或深水湖泊，夏秋季节，水温分层明显，根据水温垂向分布特征，可分为三层：表层，增温易，由于风力引起混合，水温分布较匀，其厚度约 420米，决定于增温程度、风力大小等因素；中层，也称温跃层或温斜层，其特征为温度变化急剧，在炎热的夏季，上下温差甚至可大于20C；底层是较冷的一层，水温分布又趋于均匀，60米以上深水湖，底层水温约在 510C左右浅水湖泊在晴朗无风的炎夏，可能产生短暂温跃层 水温的横向分布在不同湖泊并不相同，造成差异的原因有：水深，由于水的热容量大，春季增温时，岸滨带水温高于深水区水温；秋季冷却时，出现岸滨带水温低于深水区的相反现象。

风，风力可促使湖水混合，调匀水温，对于面积大，岸线平直的湖泊，尤为显著但风引起的湖泊增减水把较暖的表层湖水驱向迎风岸，较冷的低层湖水补偿背风岸，形成两岸水温差水质，咸水湖水温平面分布差异一般比淡水湖大水源，冰川源湖泊的河口处水温较低于湖中及下游处的水温人类活动，在冷却水排放口附近的水温高于湖泊其他部分的水温湖水喷发的条件,常年气温恒定（或变化很小） 湖水上下之间没有循环 下部有含碳气体的蓄积作用 瞬间的扰动作用,二氧化碳洗井,学科：钻探工程 词目：二氧化碳洗井 英文：carbon-dioxide well flushing 释文：水文钻探及供水钻井中增加出水量的一种洗井方法二氧化碳在高压下呈液态,灌装于高压钢瓶内数十个液化二氧化碳钢瓶、每个钢瓶出口装减压阀联集到总管汇上，打开各阀门,液态二氧化碳在瓶内压力的作用下灌注入钻杆内,从井内钻杆出口处,迅速气化并膨胀压力能的聚集,当压力超过井内水柱压力,随之突然喷发,将井内的水柱以气水两相混流喷出井口,产生气举作用由于快速的气举喷流,和负压造成的压力激动作用,使含水层被堵塞的通道疏通待液态二氧化碳全部灌入井内,连续地喷发十数分钟后,井内的沉淀物、堵塞物、过滤管上的结垢,都能被冲开带走,含水层通道畅通,水被诱导连续流出,出水量会大大增加。

二氧化碳洗井之前,对地层预先进行一下酸处理,将更有效地增加出水量海洋生态&氧及其来源,海冰及其物理性质,海洋中各种形式的冰称为海冰海冰和冰山是高纬海区特有的海洋水文现象海冰可以是由海水冻结而成，也可以是滑入海中的大陆冰川、河流淡水冰世界大洋约有34的面积被海冰覆盖，是海洋水文学的重要研究内容之一这里讨论的主要是海水冻结冰 从海水最大密度温度与冰点温度随盐度变化图（图5-5）中可以看出，海水最大密度温度随盐度的增大而降低的速率比其冰点随盐度增大而降低的速率快即当盐度低于24.695时，海水结冰情况与淡水相同；当盐度高于24.695时(海水盐度通常如此)，海水冰点高于最大密度温度，海水结冰情况就与淡水不同当海面降至冰点，因为源于海水增密的对流混合作用，海水不能结冰只有当对流混合层的温度同时到达冰点时，海水才会开始结冰海水的结冰，主要是纯水的冻结，会将盐分大部排出冰外而增大了冰下海水的盐度，既加强了冰下海水的对流又降低了其冰点，所以使冰下海水继续冻结的速度大大减缓按结冰过程的发展阶段可将海冰分为初生冰（最初形成的针状或薄片状的细小冰晶）、尼罗冰（初生冰继续增长，冻结成厚度10cm左右有弹性的薄冰层）、饼状冰（圆形冰盘状的海冰）、初期冰（由尼罗冰或冰饼形成的较厚的冰层）、一年冰（由初期冰发展而成的厚冰，厚度为30cm至3m，时间不超过一个冬季）和老年冰（至少经过一个夏季而未融化的冰）。

按海冰的运动状态可将海冰分为固定冰和流冰两类固定冰是与海岸、岛屿或海底冻结在一起的冰当潮位变化时，能随之发生升降运动流(浮)冰是自由浮在海面上，能随风、流漂移的冰不包括由大陆冰川或冰架断裂后滑人海洋中的冰)海水溶解氧:,溶解在海水中的氧是海洋生命活动不可缺少的物质，其含量在海洋中的分布，既受化学过程和生物过程影响，还受物理过程的影响其来源主要是大气和植物的光合作用大气中的游离氧能够溶入海水，海水中的溶解氧能够逸人大气，在海气界面上的这种交换，通常处于平衡状态因此，海水中氧的消耗，可以从大气得到补充浮游植物在有光的环境里，通过光合作用，吸收二氧化碳和海水营养盐，而制造有机体和释放氧；在无光环境里，通过呼吸作用使一些有机体被氧化，消耗氧而释放二氧化碳由于氧在海水中的溶解度随温度的升高而降低，随海水盐度的增加而减少，在浮游生物生长繁殖的海域，表层海水的溶解氧含量既有昼夜变化，也有季节变化，加上海流等因素的影响，因此溶解氧在海洋中的分布是不均匀的按照溶解氧垂直分布的特征，常把海洋分成3层(图5-6)：表层风浪的搅拌作用和垂直对流作用使氧含量出现极大值中层在表层之下，由于下沉的生物残骸和有机体在分解过程中消耗了氧，使氧含量急剧降低而出现氧含量的极小值深度。

深层在氧含量极小值水层之下，氧含量随深度而增加海水中的溶解氧不仅为海洋生物提供了生存环境，而且使海水处于氧化环境；缺氧的海水中属于还原环境这些严重影响海水中的一切物理化学及生物作用过程海洋中的氧,海流分类,海流按其水温低于或高于所流经的海域的水温，可分为寒流和暖流两种，前者来自水温低处，后者来自水温高处表层海流的水平流速从几厘米/秒到300厘米/秒，深处的水平流速则在10厘米/秒以下铅直流速很小，从几厘米/天到几十厘米/时海流以流去的方向作为流向，恰和风向的定义相反 海流按其成因大致可分为以下几类： 漂流 由风的拖曳效应形成的海流 地转流 在忽略湍流摩擦力作用的海洋中，海水水平压强梯度力和水平地转偏向力平衡时的稳定海流 潮流 海洋潮汐在涨落的同时，还有周期性的水平流动，这种水平流动称为潮流 补偿流 由另一海域的海水流来补充海水流失而形成的海流有水平补偿流和铅直补偿流 河川泄流 由于河川径流的入海，在河口附近的海区所引起的海水流动称为河川泄流 裂流 海浪由外海向海岸传播至波浪破碎带破碎时产生的由岸向深水方向的海流 顺岸流 海浪由外海向海岸传播至破碎带破碎后产生的一支平行于海岸运动的海流深海鱼,深海鱼（deep-sea fish），分属十多个科，特征是口大、眼大，身体某一或某几部分有发光器。

见于大洋深处的硬骨鱼纲(Osteichthyes)鱼类，通常在6002,700公尺(2,0009,000尺)以下发光器既用于诱捕猎物，也用于引诱配偶深海鱼分类,分属十多个科，特征是口大、眼大，身体某一或某几部分有发光器发光器既用于诱捕猎物，也用于引诱配偶深海鱼在进化过程中为适应压力极大，极寒冷和黑暗的生存环境而形成了这些特殊习性深海鱼的栖息地是世界上最特殊的由于深海中的竞争不如岸边或浅海中那么激烈，使许多原始类群得以存活至今最重要的深海鱼类群有深海垂钓鱼、蝰鱼及毛口鱼深海垂钓鱼属角鮟鱇亚目(Ceratioidei)，它们诱捕猎物的方法是摇动脊鳍的鳍棘作为诱饵；蝰鱼属蝰鱼科(Chauliodontidae)，有许多夹状牙，是可畏的掠食性鱼；毛口鱼属钻光鱼科(Gonostomatidae)，是世界上数量最多的鱼类线鳗科 科 名： Nemichthyidae 地理分布： 大西洋、印度洋及太平洋 深度分布： 中层及深海底栖 特 征： 吻部极端延长，成熟雄鱼下颚较上颚短且无法闭合 眼大体长具胸鳍，背鳍、臀鳍及尾鳍相连在一起Labrichthys与Avocettina此两属的脊椎骨数在170-220间；而Nemichthys此属脊椎骨数超过750节 其 他： 全世界共有3属9种，而台湾地区目前共发现1属1种。

俗称线鳗是因体长如鳗一般细长，却又比鳗的体型细，如线般细细长长故而称之,鼬鳚科 科 名： Ophidiidae 地理分布： 大西洋、印度洋及太平洋 深度分布： 中层及深海底栖 特 征： 背鳍较臀鳍长或与臀鳍等长，肛门及臀鳍位于胸鳍末端下方具鳞，许多种类鳃盖上有棘最大的种类Lamprogrammus shcherbachevi(希氏软鼬鳚)可以长至2m 其 他： 全世界共有47属218种，而台湾地区目前共发现5属7种此科的分布极广，可由100m至2000m海底皆发现其踪迹，在深海的种类甚至眼睛退化至全无或只剩皮瓣痕迹，外型变化众多但皆为底栖性鱼类，属于广布性的一科,燧鲷科 科 名： Trachichthyidae 地理分布： 大西洋、印度洋及太平洋 深度分布： 深海底栖 特 征： 具眶蝶骨，腹鳍 1硬棘,软条 6-7；背鳍硬棘3-8，软条10-19；臀鳍硬棘 2-3 ，软条8-12腹部鳞具鳞脊种间的鳞差异颇大，部分种类具有发光器，最大可长至55cm 其 他： 全世界共有8属44种，而台湾地区目前共发现3属3种此科的鱼分布深度由100m-1500m在某些地区(如澳洲)此科的其中一种具有相当的鱼类资源，为。