第三节海水的运动.ppt

第三节海水的运动潮汐与潮流波浪洋流和水团一、潮汐与潮流潮汐是由于月球和太阳的引力引起的地球海水面的周期性升降运动。在潮汐涨落的每一周期内，当水位涨到最高位置时，叫高潮或满潮；当水位下降到最低位置时，叫低潮或干潮。从低潮到高潮过程中，水位逐渐上升，叫涨潮；从高潮到低潮过程中，水位逐渐下降，叫落潮。当潮汐达到高潮或低潮的时候，海面在一段时间内既不上升也不下降，分别叫平潮和停潮。平潮的中间时刻叫高潮时；停潮的中间时刻，叫低潮时，相邻的高潮与低潮的水位差叫潮差。（一）潮汐现象与引潮力•潮汐的分类：根据涨潮周期不同，潮汐分为：半日潮、全日潮、不规则半日潮、不规则全日潮。•潮汐发生的机理：天体的引力与地球绕地月公共质心旋转时所产生的惯性力离心力组成的合力，叫做引潮力；•引潮力在不同时间、不同地点都不相同，在地球上处于月球直射点的位置，吸引力大于惯性离心力，所涨的潮称为顺潮；在地球上处于月球对趾点的位置（下中天），则离心力大于引力，亦同时涨潮，称为对潮。•月、日、地三个天体中心大致位于同一直线上时，所涨的潮为大潮，当月、日、地三个天体位置成直角时，所涨的潮为小潮。•月球位于近地点时，所涨的潮大，月球位于远地点时，所涨的潮小。引潮力及潮汐成因潮汐是由月球和太阳的引潮力所产生的，由于它们产生潮汐的过程相似，现只讨论月球的引潮力。倘若只考虑月球的作用时，可把地球和月球视为一个引力系统，它们相互吸引着。为了保持系统内的平衡，即为了使地月中心的平均距离不变，作用于地球上的力的矢量和必须分别为零。就地球而言，作用于地球上的力有两个：其一是月球的引力，大小与地月二球质量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比，方向指向月心。该力在地球上各点的大小和方向都是不同的。其二为地月运动所产生的惯性离心力。为理解这个力，首先就应了解地月的相互运动过程。一般认为，地球是绕太阳运动的，而月球则作为地球的卫星绕地球旋转，其实，按椭园轨道绕太阳运动的并非地球的中心，而是地球——月球中心，即地——月公共质心，月球绕公共质心运动既有公转又有自转，周期均为一个月，而地球绕公共质心的运动则是一种平移运动。在这种状况下，地球各点所产生惯性离心力的大小均相等，方向亦相同，并与月球对地心引力的方向相反。由于地球的质量为月球质量的81.5倍；故公共质心位于地球内部0.73R的地方(R为地球半径)。公转惯性离心力、月球引力与引潮力矢量月相与大小潮（二）潮流海水潮汐运动的潮位升降，引起海水周期性的流动叫潮流按周期分为半日潮流、混合潮流、全日潮流三种按流向分为回转流和往复流（涨潮流和落潮流）钱塘江大潮二、海洋中的波浪（一）波浪及其类型波浪要素：波峰、波谷、波长、波高、波浪周期、波速波浪按成因分类：风浪、海啸、潮波、气压波、船行波；按波长与水深的相对关系分为：深水波、浅水波按作用力情况分为：强制波、自由波按波形的传播性质分为前进波（进行波）、驻波；按波动发生的位置分为表面波、内波和边缘波；波浪要素图H水质点在其平衡位置附近做近似封闭的圆周运动，便产生了波浪，并引起了波形的传播。因此，波浪的传播仅是波形的传播，而不是水质点的向前移动。组成波浪的基本要素有：波峰、波谷、波高、波长、周期、波速等。三、洋面流和水团运动（一）洋流的成因和分类按照成因，洋流可分为摩擦流、重力—气压梯度流和潮流三类。（二）大洋表层洋流模式和主要洋流亚热带环流、亚极地环流、赤道环流（三）大洋水团及其环流水团表层水团、中心水团、中层水团、深层与底层水团世界洋流分布图洋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垂直地向另一个海区大规模的非周期性运动。洋流按成因分为：风海流、密度流、补偿流,如秘鲁寒流属于上升补偿流。此外，洋流按本身与周围海水温度的差异分为暖流和寒流。暖流指洋流水温比流经海区水温高的洋流；寒流则相反。洋流按其流经的地理位置又可分为赤道流、大洋流、极地流、沿岸流等。世界洋流分布特点与中国近海表层海流1.黑潮；2.台湾暖流；3.对马暖流；4.黄海暖流；5.黄海沿岸流；6.东海沿岸流；7.南海东北季风漂流；8.南海西南季风漂流（左：2月，右：8月）（赵济《中国地理》）洋流分布有以下特点：⑴以南北回归线的副热带高压为中心形成的反气旋型大洋环流。⑵以北半球中高纬海上低压区为中心形成的气旋型大洋环流。⑶南半球中高纬度为西风漂流。⑷在南极大陆形成绕极环流。⑸在北印度洋形成季风环流。冬季北印度洋盛行东北季风，形成反时针方向的东北季风漂流；夏季，北印度洋盛行西南季风，形成顺时针方向的西南季风漂流。影响中国的洋流有黑潮及季风漂流等。世界大洋环流联系的示意图（据Broecker,1995)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（表层、次层、中层、深层和底层）。世界大洋环流体系由表层（包括次表层水）环流、中层环流、深层和底层环流所组成。表层环流主要是风成环流。中层环流、深层环流和底层环流均为盐度环流。表层水、次层水、中层水、深层水和底层水在其运动过程中，进行着全球性的水量交换与循环，这构成世界大洋中统一的环流体系。厄尔尼诺现象在赤道太平洋东部的厄瓜多尔和秘鲁沿岸，每过几年，东向信风减弱，导致沿岸上升流也随之减弱或消失，暖水倒流，水温上升，大气对流逐渐变得活跃，海洋里由于上升流的减弱，表层海水的营养物质含量减少，并且由于温度的升高，鱼类大量死亡，使秘鲁渔场大幅度减产。洋流对地理环境和人类的影响•高低纬间热量的输送和交换；•对海洋生物资源分布的影响；•对海洋航运的影响；•对陆源污染物分布的影响。总结：海水的运动波浪：每个水质点作周期性运动，所有水质点相继振动，引起水面呈周期性的起伏。潮汐：由于月球和太阳的引力引起的地球海水面的周期性升降运动。潮流：海水受月球和太阳引力而发生周期性的流动。洋流：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垂直地向另一个海区大规模的非周期性运动。分为风海流；密度流；补偿流。第四节海平面变化一、70000年来的海平面变化二、近百年的海平面变化三、21世纪海平面上升预测四、海面升降与水的三相转化波浪、潮汐等海水的运动形式，固然能使海面发生周期性的变化，甚至像海啸能使海面在短时间内发生剧烈变化，但这种变化毕竟是短暂的，过后又会很快恢复原状。从长期看，海面升降则与水的三相转换有着密切的关系。在地球水圈的水循环中，冰川积累与消融起着重要的作用。冰盖消融量的增减，将直接影响海平面的升降。一般说，地球上气候较冷的时候，冰川的规模就大，大量的水体从海洋转移到冰川上储存起来，导致海面降低。气候转暖时，冰川退缩，大量的冰川融水，又通过河流注入大海，导致海平面上升。因此，海面升降成了反映气候变化的指示剂。海面的升降会导致海岸湿地与低地的淹没、海岸带遭侵蚀、洪泛与风暴潮灾害、盐水入侵等，给人类的生产和生活带来影响，特别是对沿海经济发达、人口稠密的地区威胁更大。海面的下降，又会使沿海的一些港口、航道废弃，使陆地上的降水减少，大陆度增高。因此，科学家正在加强这方面的研究。海面升降与三相转化从长期看，海面升降则与水的三相转换有着密切的关系。在地球水圈的水循环中，冰川积累与消融起着重要的作用。据计算，目前全球冰川的年平均消融量约3000km2。这一数字近乎全球河流水量的三倍。冰盖消融量的增减，将直接影响海平面的升降。一般说，地球上气候较冷的时候，冰川的规模就大，大量的水体从海洋转移到冰川上储存起来，导致海面降低。气候转暖时，冰川退缩，大量的冰川融水，又通过河流注入大海，导致海平面上升。因此，海面升降成了反映气候变化的指示剂。第五节海洋资源和海洋环境保护一、海洋资源（一）海水化学资源（二）海底矿产资源（三）海洋动力资源（四）海洋生物资源二、海洋对地理环境的影响能量、水汽三、海洋环境保护