第3章全球海洋及不断发展的海洋人类活动

第三章全球海洋及不断发展的海洋人类活动2本章主要内容第一节全球海洋的分布与洋流系统第二节海洋自然资源的开发第三节大陆架的资源开发与海洋环境保护大洋海它是海洋的主体，且远离大陆。面积约占整个海洋面积的89%，水深一般超过3000m以上。具有独立的潮波系统和海流系统，水色深，透明度大。靠近大陆、或受大陆包围，位于大洋边缘的水域。以狭窄的海峡与大洋相连的称为海，以岛链与大洋相连的称为海湾，水深一般在3000m以下。潮汐从大洋传来，水色低，透明度小。海洋是指地球表面广阔而连续的咸水水体的总称。一、海洋的分布（一）海洋的划分及其特征第一节全球海洋的分布与洋流系统海的形态据其海陆相关位置，可分为边缘海、陆间海和内陆海边缘海是一边以大陆为界，另一边以半岛或岛屿为界，与大洋分隔开的海。特点是与海洋水交换比较自由。其中靠近大陆一侧较近的海域受大陆影响大，沉积物丰富，水文状况随季节变化明显，而靠近大洋一侧的海域受大洋影响较大，水文状况相对比较稳定。如我国的东海和南海。边缘海——南海边缘海——东海陆间海是介于大陆之间的海，深度较大，有海峡与外海或大洋相通。陆间海地区一般地壳活动活跃，海底地形复杂，多火山，地震。如亚欧大陆与非洲大陆之间的地中海，南、北美洲大陆之间的墨西哥湾和加勒比海等。陆间海——墨西哥湾与加勒比海陆间海——地中海欧洲亚洲非洲地中海内陆海是深入大陆内陆的海，海洋状况受大陆影响十分显著，因而，在不同大陆环境条件下的内陆海，有很不同的特点。如作为苏伊士地峡延伸部分的红海和我国山东半岛和辽东半岛环抱的渤海。内陆海——渤海黄渤海自然分界线——长山岛田横山122010年1月13日，秦皇岛市山海关造船厂附近出现冰海奇观四大海洋系统太平洋大西洋印度洋北冰洋全球面积最大且最深的大洋。北起白令海，南到南极的罗斯海，东到巴拿马，西至菲律宾的棉兰老岛。呈“S”形南北延伸，是南北跨度最大的一个。南临南极洲，北连北冰洋，并与太平洋和印度洋有水道相通。是一个热带大洋，东西长南北短，夹于亚洲、非洲、大洋洲和南极洲之间。是面积最小、温度最低的寒带大洋。位于亚洲和北美大陆之间。（二）全球海洋的地理分布四大洋地理位置图————601807其中附属海5449129616981310北冰洋————92147其中附属海77253897291957492印度洋————14091093其中附属海9296362733779377大西洋————16141443其中附属海1150040287237017968太平洋最大深度/m平均深度/m体积/104km3面积/104k㎡大洋系统各大洋及附属海域的面积、体积和平均深度一览表海洋的分布特征——分布不均匀北半球海洋面积60.7%，南半球占80.9%。地球上的海陆分布还表现为南北半球对称分布的格局：南半球以南极洲大陆为核心，海洋呈环状分布；北半球以北冰洋为核心，大陆呈环状分布。以北冰洋为核心大陆呈环状分布以南极洲大陆为核心海洋呈环状分布二、洋流系统（一）洋流的分类与成因洋流亦称海流，是指具有相对稳定流向和流速的海水运动。分类梯度流补偿流风海流海水的密度分布不均而产生的洋流海水的流失和相邻海区的海水补充空缺所形成的海流风对海面的摩擦作用产生的洋流1.梯度流等压面是压力处处相等的一个假想面，存在一个压强梯度力垂直指向压力递减的等压力面上。由于海水压力随深度而递增，因此，压强梯度力（D）垂直于等压面指向上方。等势面也是一个假想的面，与重力（G）方向垂直，海水沿此面运动时，重力不做功。当海水的密度分布均匀时，海面与等势面平行，压强梯度力和重力在垂直方向抵消，此时海水处于静止状态。形成原因1.梯度流当等压面倾斜时如图a，垂直于等压面的压强梯度力分解成垂直水平面D1和平行水平面D2，D1与重力方向相反，故被抵消了。D2就是梯度流产生的原动力。梯度流一旦产生，地转偏向力便立即对海流产生作用。在北半球，地转偏向力使海水运动的方向向右偏。直到水平压强梯度力和地转偏向力平衡时（也就是两者的方向相反时），海流便趋于稳定。如图所示，当上述两个力平衡时，海水沿等压面上的等势线流动（等势线即为等压面与水平面的交线）。在北半球，流向总是偏于压强梯度力的水平分力右方90°，南半球反之。1.梯度流海峡或运河密度流直布罗陀海峡地中海底层海水流向大西洋苏伊士运河红海海底层海水流向地中海曼德海峡红海海底层海水流向印度洋霍尔木兹海峡波斯湾海底层海水流向印度洋梯度流的主要表现地域风海流是在风的作用下而产生的风对海水的应力，包括风对海水摩擦力和施加在海面迎风面上的压力而形成的一种稳定海流。1893—1896年，海洋调查船“弗拉姆号”在进行北冰洋调查时发现，漂浮在海面上的冰块并不是沿着风向移动，而是偏向风向之右20º－40º。产生这种偏差的原因是什么呢？瑞典物理学家艾克曼，第一个用数学分析的方法，对这个问题进行了理论上的研究，得出了著名的“艾克曼漂流理论”。2.风海流理论的基本假定海洋是无限广阔的、海水是足够深的海水不发生增水或减水现象、海水的密度是不变的海面上的风场是稳定的，且时间长到能形成恒定的流2.风海流结论北半球表面流偏向风向之右（南半球偏左）45°，这个偏角与风速和流向无关。对海流的流速和流向随深度发生变化。深度增加，流向不断的向右偏（南半球向左偏）。当右偏到某一深度H时，其流向与表面流向相反，流速接近于零。伴随着风海流，在起作用深度范围内，海水会被输向远方，风海流是沿着与风垂直方向运输海水的。26埃克曼螺线的结构风海流的副效应：风海流的副效应是指由于风海流的水量运输，就可以导致海岸附近的增水或减水现象，从而又产生相应的海流。上升流倾斜流反气旋型环流气旋型环流上升流的形成：设想北半球有一海岸，风向大致与海岸平行，且海水密度随深度而增加。如果海岸位于风向的右方，风海流的水量运输，使得较轻的表层海水输向海岸，并在海岸附近发生堆积作用，而在离海岸较远的地方，较重的海水随着较轻的海水的后面上升。如果海岸位于风向的左方，则岸边较轻的表层向外输送，而较重的海水将在靠近海岸处上升，取代离岸的表层海水，这种向上升的水流，称为上升流。在太平洋和大西洋的东海岸如加利福尼亚、秘鲁、西北非洲海岸都有上升流，它把含营养盐丰富的次表水带至海面，为海洋生物的生长和繁殖提供了条件。反气旋型和气旋型环流的产生在北半球稳定的反气旋控制的海区，风围绕反气旋中心做顺时针方向流动。因此，由风引起的海水水量运输，大体说来是趋向反气旋中心。这样一来，较轻的表面海水将在反气旋中心区堆积起来，海水就会下沉，从而形成下降流。而在反气旋的周围，次表层较重的海水就会上升到表层，以补偿表面海水的流失。从水平方向上来看，反气旋中心的海水暖而轻，密度小。反气旋周围的海水冷而重，密度大。海水密度在水平方向上的这种不均匀的分布，将会产生一支与风向相同的表面海流，叫反气旋型环流。反气旋型和气旋型环流的产生同理，在气旋控制的海区内，风围绕气旋中心做逆时针方向流动，由风引起海水的水量运输是向外的，结果在气旋中心，表层较轻的海水被输向气旋边缘海区，次表层较重的海水，便上升到海面。这样形成的密度分布不均，同样要与风向一致的海流叫气旋型环流。盛行风风海流名称东北信风(北半球)北赤道暖流东南信风(南半球)南赤道暖流北太平洋暖流-阿拉斯加暖流北大西洋暖流-挪威暖流西北风(南半球)西风漂流（寒流）千岛寒流、东格陵兰寒流、拉布拉多寒流东南风(南半球)南极环流西南风(北半球)中纬西风低纬信风东北风(北半球)极地东风南北半球盛行风所形成的风海流3.补偿流由风力和密度差异所形成的洋流，使海水流出的海区海水减少，相邻海区的海水便会流来补充，这样形成的洋流叫做补偿流。补偿流有水平的,也有垂直的。垂直补偿流又分为上升流和下降流两种。洋流在运动过程中，还受到陆地形状以及地转偏向力的影响。秘鲁渔场的形成就是得益于附近海区盛行的上升流。冷海水上泛，将深处的磷酸盐、硅酸盐带到表层，给浮游生物提供丰富的养料，浮游生物又是鱼类的饵料。3.补偿流海区补偿流离岸风北太平洋东岸加利福尼亚寒流东北信风南太平洋东岸秘鲁寒流东南信风北大西洋东岸加那利寒流东北信风南大西洋东岸本格拉寒流东南信风南印度洋东岸西澳大利亚寒流东南信风补偿流的分布地域（二）大洋表层形成模式大洋表层形成模式：大洋表层环流主要是由稳定的盛行风引起的风海流。环流由于海陆分布不均，气压带被割裂成几个不连续的气压中心。因而，由风引起的海流只能成为围绕高压中心的环流。在北半球，绕副热带高压而流动的，为一顺时针方向的环流；绕副极地低压（中纬度低压）流动的，为一逆时针方向环流。在南半球，与副热带高压区相应的环流为逆时针方向。副极地低压与极地高压基本上呈带状，那里的海流与纬圈平行。（二）大洋表层形成模式太平洋表层环流北太平洋副热带高压中心的顺时针环流北赤道暖流黑潮暖流北太平洋暖流加利福尼亚寒流北赤道暖流东澳大利亚暖流西风漂流秘鲁寒流南赤道暖流北太平洋副极地中心的逆时针的冷水环流亲潮寒流阿拉斯加暖流北太平洋暖流赤道附近的赤道逆流南太平洋副热带高压中心的逆时针环流系统北大西洋顺时针环流系统墨西哥湾暖流北赤道暖流加纳利寒流北大西洋暖流南大西洋逆时针环流系统南赤道暖流巴西暖流西风漂流本格拉寒流大西洋表层环流南印度洋逆时针环流南赤道暖流莫桑比克暖流西风漂流西澳大利亚寒流南赤道暖流印度洋表层环流全球洋流环流系统大洋垂直环流大洋表层存在着多个环流，在同样存在着海水循环。这样势必出现某海区深层减水，其他海区增水。根据海水的连续性，必然出现上升流和下降流，从而形成垂直环流。在全球大洋中由海水辐聚和辐散作用形成的垂直环流主要有：■信风和赤道逆流区■大洋西部暖流区■副热带高压区■大洋东部寒流区■极地区一般在正常年份，大洋系统遵循着稳定的环流模式，从而形成沿岸稳定的气候特征。但在某些年份也会出现环流异常，最为典型的是发生在赤道以南太平洋东岸的“厄尔尼诺”现象和“拉尼娜”现象。第二节海洋自然资源的开发第二节海洋自然资源的开发海洋资源的概念：狭义概念：是指在海水中生存的生物，溶解与海水中的化学元素和淡水，海水中所蕴藏的能量以及海底的矿产资源。广义概念：除了指上述的物质与能流量外，还包括港湾、航线、水产养殖空间、海洋上空的风、海底地热、海洋景观、海洋空间以及海洋的纳污能力等。一、海洋生物资源二、海洋矿物资源三、海洋能资源四、海洋水及其化学资源五、海洋空间资源一、海洋生物资源与人类渔业开发(一)海洋生物资源分类和储量按海洋生物的系统按海洋生物的习性按海洋生物的相对丰度按海洋利用的类型海洋植物资源（包括海藻资源、红树林资源、海洋草本植物资源）和海洋动物资源（无脊椎动物资源和脊椎动物资源等）海洋底栖生物、海洋游泳生物和海洋浮游生物水产资源、观赏资源、工业资源、药用资源和生物遗传基因功能资源普通海洋生物资源、特种海洋生物资源和稀有海洋生物资源等资源的储量与开发海洋中的生物资源储量是非常大的。据估计，全球海洋初级生产力每年达1350亿吨的有机碳，海洋生物的蕴藏量约342亿吨，海洋动物325亿吨，而陆地上的动物还不足100亿吨。与此相反，人类每年从海洋中获取的水产品仅占人类食物总量的1%。到目前为止，海洋生物资源被开发的仅是一小部分，科学家以有机碳计算的目前开发水平仅达到海洋初级生产力的0.03%。这表明海洋生物资源储量丰富，开发海洋生物资源的潜力难以估量。（二）世界渔场的分布与海洋渔业开发（二）世界渔场的分布与海洋渔业开发太平洋渔场印度洋渔场大西洋渔场大平洋是世界各大洋中渔获量最高的海域。渔场有秘鲁渔场、千岛渔场至日本海的北太平洋西部渔场以及中国的舟山渔场等。大西洋渔场有挪威沿岸到北海的大西洋东部渔场、纽芬兰渔场、西北非洲和西南非洲渔场等。印度洋的渔业主要集中在西部，东部产量不高。印度洋西部塞舌尔群岛，是广阔的拖网渔场。世界渔场分布图（三）海洋渔业中的过量捕捞问题人类海洋渔业的历史悠久，特别是工业文明之后，渔业技术的进步与由于人口增加而增加的对渔业产品的需求是部分经济鱼类的捕捞量大大超过了该类群体的自然生长量，渔产品的数量和质量下