通识课--潮汐洋流.

1潮汐、海洋和大气环流---影响人类生活环境的因子2潮汐3钱塘江观潮•“八月十八潮，壮观天下无”，每年农历八月十八的钱塘江大潮都以其磅礴的气势吸引大量游客前来观赏。•思考两个问题–为什么八月十八是观潮的好日子，其他时候呢？–有没有某些年比其他年潮大？–为什么钱塘江观潮，长江呢？–世界上其他地方呢？4567交叉潮8一线潮素练横江，漫漫平沙起白虹欲识潮头高几许，越山横在浪花中9回头潮10•观赏钱塘秋潮，早在汉、魏、六朝时就已蔚成风气，至唐、宋时，此风更盛。相传农历8月18日，是潮神的生日，故潮峰最高。南宋朝廷曾经规定，这一天在钱塘江上校阅水师，以后相沿成习，遂成为观潮节。•长忆观潮，满郭人争江上望。来疑沧海尽成空，万面鼓声中。弄潮儿向涛头立，手把红旗旗不湿。别来几向梦中看，梦觉尚心寒。11潮汐的种类•根据潮汐周期又可分为以下三类：•半日潮型：一个太阳日内出现两次高潮和两次低潮，前一次高潮和低潮的潮差与后一次高潮和低潮的潮差大致相同，涨潮过程和落潮过程的时间也几乎相等（6小时12.5分）。我国渤海、东海、黄海的多数地点为半日潮型，如大沽、青岛、厦门等。•全日潮型：一个太阳日内只有一次高潮和一次低潮。如南海汕头、渤海秦皇岛等。南海的北部湾是世界上典型的全日潮海区。•混合潮型：一月内有些日子出现两次高潮和两次低潮，但两次高潮和低潮的潮差相差较大，涨潮过程和落潮过程的时间也不等；而另一些日子则出现一次高潮和一次低潮。我国南海多数地点属混合潮型。如榆林港，十五天出现全日潮，其余日子为不规则的半日潮，潮差较大。不论那种潮汐类型，在农历每月初一、十五以后两三天内，各要发生一次潮差最大的大潮，那时潮水涨得最高，落得最低。在农历每月初八、二十三以后两三天内，各有一次潮差最小的小潮，届时潮水涨得不太高，落得也不太低。12近海潮差大于远洋•对于大洋来说，潮差很小。根据平衡潮理论，由月球和太阳引起的海洋中的潮汐最大潮差不超过78厘米。•我国大陆沿岸潮差一般为2-4米，杭州湾的海宁潮可达9米，每年农历八月十八日前后，可形成壮观的涌潮。•朝鲜半岛的西侧，潮差一般为4-8米，最大的在仁川附近，可达11米。13近海潮差大于远洋•近海海湾潮汐有两个来源：–天体引潮力的直接形成–相邻海洋传入•海的面积小，独立潮不超过几厘米•潮汐传入近海，水深变浅，能量聚集导致潮高增大。在某些海湾地区，由于地形逐渐变窄，辐聚效应导致潮差更大。14潮汐形成的原因1516•东汉王充《论衡》涛之起也，随月盛衰•唐朝窦叔蒙《海涛志》窦叔蒙较为准确地描述了潮汐随月相的周期性变化过程：每月朔望时潮汐最大，上下弦时最小，在朔与上弦之间和望与下弦之间潮汐逐渐变小，在上弦与望之间和下弦与朔之间潮汐逐渐变大。17静止的月球运动的月球平衡态18commoncenterofmass月球并非绕着地球球心旋转，而是两者共同质心引力和惯性使地表相对的两端水位高涨。19潮汐的推算•潮汐的发生和太阳，月球都有关系，也和我国传统农历对应。在农历每月的初一即朔点时刻处太阳和月球在地球的一侧，所以就有了最大的引潮力，所以会引起“大潮”，在农历每月的十五或十六附近，太阳和月亮在地球的两侧，太阳和月球的引潮力你推我拉也会引起“大潮”；在月相为上弦和下弦时，即农历的初八和二十三时，太阳引潮力和月球引潮力互相抵消了一部分所以就发生了“小潮”，故农谚中有“初一十五涨大潮，初八二十三到处见海滩”之说。由于月球每天在天球上东移13度多，合计为50分钟左右，即每天月亮上中天时刻（为1太阴日=24时50分）约推迟50分钟左右，（下中天也会发生潮水每天一般都有两次潮水）故每天涨潮的时刻也推迟50分钟左右。20潮汐的推算•我国劳动人民在千百年来总结经验出来许多的算潮方法（推潮汐时刻）如八分算潮法就是其中的一例：简明公式：高潮时=0.8h×[农历日期-1(或16)]+高潮间隙上式可算得一天中的一个高潮时，对于正规半日潮海区，将其数值加或减12时25分(或为了计算的方便可加或减12时24分)即可得出另一个高潮时。若将其数值加或减6时12分即可得低潮出现的时刻——低潮时。但由于，月球和太阳的运动的复杂性，大潮可能有时推迟一天或几天，一太阴日间的高潮也往往落后于月球上中天或下中天时刻一小时或几小时，有的地方一太阴日就发生一次潮汐。故每天的涨潮退潮时间都不一样，间隔也不同。21MTide-generatingforce引潮力barycenter平衡引力離心力22abRMP(~60R)月球(质量M)对a点(质量m)之引力Fg=GmM/(P-R)2a点离心力Fc=GmM/P2a点引潮力Ft=Fg-Fc=GmM/(P-R)2-GmM/P2~2GmMR/P3b点引潮力Ft=~-2GmMR/P3太阳的质量虽是月球的25,000,000倍，与地球的距离却是月-地距离的400倍，所以太阳引潮力约是月球的1/2.5引潮力的计算232425为何潮汐时间每天往后延后50分钟？为何半日潮周期是12小时25分钟？26潮位潮汐名词解释大潮大潮小潮小潮漲潮退潮高潮位低潮位潮差大潮：农历每月初一、十五附近小潮：农历每月初七、二十二附近(仅适用于半日潮为主的海域)高潮位低潮位27科氏力的影响Amphidromicpoint(无潮点）28钱塘江潮何以八月十八最壮观？•钱塘江潮是一种潮汐现象。潮汐是海水周期性的有规律涨落运动，它是由月亮和太阳对地球表面海水的吸引力造成的（天体之间存在着万有引力）。月亮离地球近，太阳离地球远，故月亮的引潮力大于太阳的引潮力，大致是10：4．5。当月亮、太阳、地球处在同一条直线上时，月亮和太阳的引潮力加在一起，使潮水涨得更高。每月的农历初一、十五以后两三天，月亮、太阳、地球排列在一条直线上，所以这几天世界各地的潮水普遍比平时高涨。特别是中秋后的两三天，是一年中地球离太阳最近的时候，因此这时候的秋潮是全年中最大的一次。29为何发生在钱塘江？•钱塘江的秋潮比其他地方的秋潮更壮观，是与杭州湾的特殊地形分不开的。钱塘江入海的地方（即钱塘江口）叫杭州湾，那里外宽内窄，呈喇叭形，出海处宽达100公里，而往西逐渐收缩为20公里左右，最狭窄处海宁县盐官镇附近，只有3公里宽。潮水涌来时，一路上越往西越受到两岸地形的约束，只好涌积起来，潮头越积越高，好像一道直立的水墙，向西推进。同时，由于潮流的作用，把长江泻入海中的大量泥沙，不断地带到杭州湾来，在钱塘江口形成一个体积庞大、好像门坎一样的“沙坎”。当潮水向钱塘江口内涌去时，被拦门沙坎挡住了潮头，就形成了后浪推前浪、一浪叠一浪、汹涌澎湃、势如千军万马排山倒海的天下奇观！30世界上最大的潮差在哪里？31讨论主题•搜索芬迪湾(BayofFundy)潮差资料，讨论形成原因•阅读相关科技论文32大洋环流33漂流瓶的故事有时候漂流瓶会在许多年后在万里之外的海滨被人发现，那么漂流瓶是怎样进行长途旅行的呢？在希腊有一个古老的传说：如果将自己的心愿写在纸上，装进透明的玻璃瓶，放入大海。瓶子载着心愿随波逐流地飘向远方，看到的人越多，你心愿实现的可能性就越大。后来，人们就称这样的瓶子叫漂流瓶。34资料：1992年，一艘从中国香港出发的货轮在太平洋海域遭遇风暴，船上近3万只塑料玩具鸭坠入大海，漂浮在海面上，形成一支庞大的“鸭子舰队”，并随波逐流。随后几年，玩具鸭先后抵达印尼、澳大利亚、美洲等地，平均每天漂流7英里。其中的1万多只玩具鸭组成的“小鸭舰队”在海上漂流了15年后，于2007年抵达英国海岸。思考：是什么动力使得这些玩具鸭从太平洋漂到英国海岸的？35哥伦布37天20天？36你知道为什么吗？我国明朝郑和下西洋，他总是选择冬季经过北印度洋，夏季返回。37资料：1912年4月，“泰坦尼克号”从英国的南安普敦港驶向美国的纽约港，不料在航行的第四夜遭遇了一座高达30米的冰山而被撞沉，1294人眼睁睁地随船下沉。381.小鸭漂流记2.郑和印度洋之旅3.哥伦布航线的选择4.泰坦尼克号海流知识39洋流的概念海洋中的海水常年比较稳定地沿着一定方向做大规模流动，称为洋流，也叫海流。1.定义：2.与河流的对比：洋流也是定向地流动，但其规模更大。3.按照性质分类：暖流寒流水温高水温低（从较低纬流向较高纬）水温低水温高（从较高纬流向较低纬）40200C150C100C200C150C100C200C150C100C200C150C100C暖流寒流寒流暖流北半球南半球北半球南半球41是什么原因促使大规模的海水常年稳定地流动？盛行风是海洋水体运动的主要动力。盛行风吹拂海面,推动海水随风漂流,并且使上层海水带动下层海水流动,形成规模很大的洋流。洋流的形成42全球风带示意图世界洋流模式0°30°N30°S60°N60°S90°N90°S90°S90°N北赤道暖流赤道逆流西风漂流南赤道暖流西风漂流东北信风盛行西风极地东风东南信风盛行西风极地东风430°30°N30°S60°N60°S90°N90°S东北信风盛行西风极地东风东南信风盛行西风极地东风1、中低纬度副热带海区：北顺南逆2、中高纬度副极地海区：北逆南洋流模式图规律：无顺南半球南半球中高纬陆地面积小，形成连续的西风漂流以及南极环流。逆时针顺时针环流逆时针环流44450°北赤道暖流黑潮加利福尼亚寒流南赤道暖流东澳大利亚暖流西风漂流秘鲁寒流太平洋0°北赤道暖流墨西哥湾暖流加那利寒流南赤道暖流巴西暖流西风漂流本格拉寒流大西洋4647①②哥伦布第一次航行沿①线用了37天，第二次航行沿②只用了20天，②线比①线远，但少用了17天的时间，为什么呢？赤道北赤道暖流加那利寒流48读下图，分析回答郑和七次下西洋，他总是选择冬季从我国出发，夏季返回，为什么？冬季：盛行季风，洋流呈时针流动，向东航行风水东北逆顺顺冬季夏季49冬季逆时针方向印度洋亚洲高压东北季风50夏季顺时针方向印度洋西南季风亚洲低压51南安普敦港纽约港资料：1912年4月，“泰坦尼克号”从英国的南安普敦港驶向美国的纽约港，不料在航行的第四夜遭遇了一座高达30米的冰山而被撞沉，1294人眼睁睁地随船下沉。据图分析：泰坦尼克号快要接近美洲大陆时不幸遇到冰山，冰山可能是_________洋流从______地区带来的。拉布拉多寒流北极52思考：南半球中高纬度也形成与北半球一样的大洋环流吗？若是没有形成，原因是什么？南半球中高纬陆地面积小，形成连续的西风漂流以及南极环流。53西风漂流南极环流54暖流寒流洋流2.以副极地为中心的大洋环流：北逆南无1.以副热带为中心的大洋环流：北顺南逆东寒西暖3.北印度洋季风洋流：季风环流夏顺冬逆常年沿一定方向大规模盛行风小结55课堂练习1、主要以盛行西风为驱动力的洋流是（）A、北太平洋暖流B、日本暖流C、北赤道暖流D、加利福尼亚寒流读下面四幅洋流示意图，回答2～4题：2．上图属于南半球中低纬度洋流的是（）3．上图属于北半球中高纬度洋流的是（）ABC561、对沿岸气候的影响洋流对环境的影响2、对海洋生物的影响3、对海洋航行的影响4、对海洋污染的影响世界著名渔场多位于寒、暖流交汇处以及上升流海域暖流有增温增湿作用寒流有降温减湿作用加快净化速度（有利）扩大污染范围（不利）1）顺流节省燃料，加快速度2）寒暖流相遇易形成海雾3）高纬寒流常携带冰山57阿扬（AYAN）：56°N贝尔根（BERGEN）：61°N摩尔曼斯克（MURMANSK）：69°N-3~0°C5~8°C-4~1°C2000年11月14日西欧、俄罗斯东部天气状况58增温增湿591、55°~70°N之间的大西洋东岸最冷月平均气温比西岸高16℃~20℃。2、大西洋两岸的自然景观截然不同：西岸的拉不拉多半岛北部呈现苔原景观，同纬度的大洋东岸呈现森林景观。3、欧洲北部北极圈内出现不冻港，如俄罗斯的摩尔曼斯克港北大西洋暖流与西北欧气候北大西洋暖流使西北欧气候更加温和湿润60澳大利亚西部61澳大利亚西部62澳大利亚西部63西澳大利亚寒流64智利太平洋沿岸地区65西澳大利亚寒流秘鲁寒流降温减湿66秘鲁寒流与南美大陆西岸气候受秘鲁寒流的影响，南美西海岸分布着世界上南北延伸最长、最靠近赤道的热带荒漠，气候干旱