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1、第五章第五章 海洋环流海洋环流ocean circulationocean circulationWhat is Physical Oceanography?nPhenomena Ocean current systems (occurrence, direction, velocity, transport volume, temporal variations).nProcesses Driving forces (result of air-sea exchanges of energy and/or mass): temperature, salinity, density, pres

2、sure variations (wind); bottom and coastal geomorphology; rotation of the Earth.nPrediction Anticipated behaviors of ocean current systems (modeling).n物理海洋学：物理海洋学：研究海洋的基本物理特性、海水的运动，以及海水在特定时间和空间的变化规律。 海水大规模相对稳定的流动，是海水重要的普遍运动海水大规模相对稳定的流动，是海水重要的普遍运动形式之一。形式之一。n流速和流向比较稳定，少变；季节性变化不明显，流速流速和流向比较稳定，少变；季节性变化不

3、明显，流速一般为一般为0.2 - 10.2 - 1海里；海里；n规模宏大，宽度可达数十至上百公里，深规模宏大，宽度可达数十至上百公里，深200 - 300200 - 300米。米。p什么叫海流什么叫海流(currents)？ 习惯上，将习惯上，将水平运动水平运动分量狭义地称为分量狭义地称为海流、洋流海流、洋流，而，而将将垂直分量垂直分量命名为命名为上升流或下降流上升流或下降流。世界洋流模世界洋流模式图式图世界洋流分布规律在中、低纬度海区，形成以副热带为中心的大洋环流。受地转偏向力的影响，这种大洋环流在北半球呈顺时针方向流动，在南半球呈逆时针方向流动。在北半球中、高纬度海区，也有大洋环流，呈逆时

4、针方向流动。南极大陆的外围，陆地很少，海面广阔。南纬40附近海域终年受西风影响，形成西风漂流。北印度洋海区，由于受季风的影响，洋流具有明显的季节变化。冬季盛行东北风，海水向西流，洋流呈逆时针方向流动；夏季盛行西南风，海水向东流，洋流呈顺时针方向流动。 二、海流的认识与研究二、海流的认识与研究p对洋流的认识始于对洋流的认识始于19世纪末叶：世纪末叶： 最初采用漂流瓶。最初采用漂流瓶。 1885年，摩洛哥的阿尔贝特年，摩洛哥的阿尔贝特亲王投放亲王投放2000个漂流瓶至大西洋，绘制了大西洋表层个漂流瓶至大西洋，绘制了大西洋表层洋流图。洋流图。p目前研究洋流使用海流计和人造卫星。但漂流瓶仍在目前研究洋

5、流使用海流计和人造卫星。但漂流瓶仍在使用中。使用中。 美国的伍兹霍尔海洋研究所每年向海洋投放数以万美国的伍兹霍尔海洋研究所每年向海洋投放数以万计的漂流瓶，每年能回收计的漂流瓶，每年能回收10%。中国玩具中国玩具“鸭子舰队鸭子舰队”漂流漂流1515年抵英国年抵英国在这在这2.9万只塑胶玩具中，有黄色的小鸭万只塑胶玩具中，有黄色的小鸭子、蓝色的小乌龟和绿色的青蛙等，其子、蓝色的小乌龟和绿色的青蛙等，其中黄色的小鸭子居多。中黄色的小鸭子居多。“鸭子舰队鸭子舰队”漂流历程示意：漂流历程示意：1992年1月10日-货船在太平洋东部海域遭遇暴风雨，装满2.9万只玩具的集装箱坠入海中开裂。1992年11月1

6、6-约1万只玩具赶上洋极环流(subpolar gyre)，被冻在寒冷的浮冰里，开始慢慢流向美国阿拉斯加海岸。1995年早些时候-1.9万只玩具完成了1万多公里的太平洋副热带环流抵达印度尼西亚、澳大利亚、南美洲和夏威夷等地海域。科学家分析，这些玩具的漂流速度比洋流中水流速度快了近50%。1995年至2000年年间-部分玩具脱离洋极环流，开始向北漂流，而其他的部分继续飘向极地。2000年-部分玩具进入北大西洋海域，开始向南漂流。之后，少部分抵达美国东北部海岸。n2001年-在泰坦尼克号沉船地点发现玩具的踪影。n2003年7月至12月-玩具开始抵达美国新英格兰各州。加拿大和冰岛等海岸。n 2007

7、年6月：玩具遇上了围绕加勒比海到英国之间海域的 墨西哥湾暖流，开始浩浩荡荡地穿越大西洋， 最初从中国进口这批玩具的美国公司“The First Years”表示，愿意以每只100美元的高价将鸭子收回。同时，英国开始预测，“鸭子舰队”将于07年某时“入侵”英国海岸。n“鸭子能教你洋流的秘密鸭子能教你洋流的秘密”：2-4年为大部分玩具返回，也就是说，在北太平洋6800英里的洋流环绕路程中，绕一圈的平均时间是2.9年，平均速度每天6.9英里。三、海流的分类：三、海流的分类：n根据成因分：风海流根据成因分：风海流(wind-driven surface current) 密度流密度流(density

8、current) 补偿流补偿流n根据所处位置分：沿岸流根据所处位置分：沿岸流(costal current) 赤道流赤道流(equational current) 极地流极地流(polar current)n根据海流深度分：表层流根据海流深度分：表层流(surface current) 底层流底层流(deep current)p风海流风海流信风带信风带如如: 赤道暖流赤道暖流 西风漂流西风漂流形成原因形成原因: 大气运动大气运动 和和 近地面风带近地面风带p密度流密度流如如 大西洋大西洋 地中海地中海 表层表层底部底部p补偿流补偿流形成原因形成原因: 海水海水_ 不同而不同而引起引起密度密度如

9、：秘鲁沿岸的上升流如：秘鲁沿岸的上升流三、海流的分类：三、海流的分类：根据根据海流深度海流深度分：分： 表层流表层流(surface current) 底层流底层流(deep current)根据根据海流的温度与流经海域的水温相比较海流的温度与流经海域的水温相比较分：分： 暖流暖流 寒流寒流根据根据受力不同受力不同分：分： 地转流（地转流（geostrophic flow) 惯性流惯性流三、海流的分类：三、海流的分类：根据驱动力的不同：根据驱动力的不同：n表层流、风生海流表层流、风生海流 /Surface current top 100 to 200 m (shelf depth); wind

10、 effect is very importantn深海环流、温盐环流深海环流、温盐环流/Deep circulation - 200 m; density driven.三、海流的分类：三、海流的分类：n总体上，海流一般为三种：q由海水密度不同而产生的海水运动为梯度流梯度流。q在海风作用下，由风的拉力作用而使海水产生运动为风海流风海流；q由于长波运动产生的海流，包括潮汐、内波、假潮、海啸等产生的海水运动为长波潮流长波潮流。 Currents in the Surface and Deep OceansnSurface currentsqMostly wind-drivenqAffects o

11、nly 10% of oceans volumeqMuch faster than deep circulationqEasily observablenDeep currentsqDriven by density differences qInfluenced by long term climatic changesqAffects a much large volume of the oceanqSlower, more subtleq风海流风海流：是海水在风的摩擦力（切应力）作：是海水在风的摩擦力（切应力）作用下形成的水平运动。也称漂流。风力作用用下形成的水平运动。也称漂流。风力作用

12、于海面时，可产生对海面的正压力和摩擦力，于海面时，可产生对海面的正压力和摩擦力，故风作用于海面时，可同时产生波浪运动和故风作用于海面时，可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。风海流开始运动后，受地转偏向力的影响，深海表面海流方向偏离原风向约45左右，在北半球偏右，南半球偏左。大气运动和近地面风带的存在，大气运动和近地面风带的存在，是海洋水体运动的主要动力。是海洋水体运动的主要动力。赤赤 道道 低低 压压 带带副副 热热 带带 高高 压压 带带副副 热热 带带 高高 压压 带带副副 极极 地地 低低 压压 带带副副 极极 地地 低低 压压 带带极极 地地 高高 压压 带

13、带极极 地地 高高 压压 带带低低 纬纬 信信 风风西西 风风 带带东东 风风 带带 低低 纬纬 信信 风风西西 风风 带带东东 风风 带带风海流风海流风海流的形成风海流的形成q密度流密度流：密度流是由于海水密度差异而引起的：密度流是由于海水密度差异而引起的海流。这是由于海水密度分布不均，使海区形海流。这是由于海水密度分布不均，使海区形成了成了压力梯度压力梯度，在压力梯度力作用下，海水产，在压力梯度力作用下，海水产生了流动。生了流动。0400800140010 9 8 7 6 5 415.513.0 11.0 10.0 9.5 温度温度 ( C)36.537.038.036. 036. 5 3

14、6.5温度温度 ( C)西经西经盐度盐度36.5深度深度（米）（米）36. 0直布罗陀海底山脊直布罗陀海底山脊直布罗陀海底山脊直布罗陀海底山脊密度流密度流13.513.012.9q补偿流补偿流：海水具有连续性和不可压缩性的特点，某一海区的海水因风力或密度差异等原因流走后，相邻海区的海水就流来补充，称为补偿流。补偿流有水平的与垂直的。垂直补偿流又可分为上升流和下降流. 补偿流补偿流q暖流暖流：若洋流带来的海水温度比到达海区的水温：若洋流带来的海水温度比到达海区的水温高，这样的洋流叫暖流。如，由低纬流向高纬的高，这样的洋流叫暖流。如，由低纬流向高纬的洋流属于暖流。在洋流表示中，一般用洋流属于暖流。

15、在洋流表示中，一般用表示。表示。q寒流寒流：与暖流相反，若洋流所带来的海水温度比：与暖流相反，若洋流所带来的海水温度比到达海区的水温低，就叫寒流。如，由高纬流向到达海区的水温低，就叫寒流。如，由高纬流向低纬的洋流属于寒流。一般用低纬的洋流属于寒流。一般用表示。表示。中国沿岸流沿岸流中国近海的海流系统之一。主要由黄海沿岸流沿岸流、东海沿岸流沿岸流和南海沿岸流沿岸流组成。黄海沿岸流沿岸流是沿山东和江苏海岸流动的冲淡水，属低盐（冬季兼低温）水流，水色混浊。起自渤海湾，其中一部分加入黄海暖流，另一部分越过长江口浅滩进入东海，流速一般小于25厘米/秒。东海沿岸流沿岸流是由长江、钱塘江和闽江等入海径流与周

16、围海水混合而成，盐度极低，水温年变幅大，水色混浊，流速25厘米/秒左右。南海沿岸流沿岸流指东经116以西、广东沿岸的海流。盐度较低（夏季最低盐度仅12），流速较大，在珠江口附近平均为25厘米/秒，最大达70厘米/秒，流向亦随季节盛行风而变。n地转流地转流 ：不考虑海水的湍应力和其他能够影响海水流动的因素，这种水平压强梯度力与科氏力（对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移 ）取得平衡时的定常流动，称为地转流。地转流。n惯性流：惯性流：又称余流。指引起湖流的外力停止后，在惯性力作用下仍沿一定方向流动的水流。其特点是具有时间性。当惯性力被各种摩阻力抵消时，惯性流也就

17、消失了。n温盐海流温盐海流 (又称输送洋流) ：海水在空间上存在着的温度和/或盐度的差异使密度发生变化进而导致深层海水的缓慢运动称为温盐海流。n温盐环流是一个大尺度的海洋环流，由温度及含盐度的差异所致。在北大西洋，环流的表面暖水向北流而深海冷水向南流，造成净热量向北输送。表面海水在位于高纬度的固定下沉区下沉。五、洋流对地理环境的影响五、洋流对地理环境的影响p对高、低纬度间的热量输送和交换对高、低纬度间的热量输送和交换,调节全球热量平衡有重调节全球热量平衡有重要意义；要意义；p对沿岸气候影响对沿岸气候影响如西欧海洋性气候的形成如西欧海洋性气候的形成降温减湿降温减湿如澳大利亚西海岸如澳大利亚西海岸

18、秘鲁太平洋沿岸秘鲁太平洋沿岸p对海洋生物分布的影响对海洋生物分布的影响秘鲁渔场；秘鲁渔场；p对海洋污染和海洋航运的影响。对海洋污染和海洋航运的影响。暖流暖流寒流寒流增温增湿增温增湿寒暖流交汇寒暖流交汇上升流上升流n海洋中的浮游生物随着洋流漂流，暖流和寒流相遇，有机海洋中的浮游生物随着洋流漂流，暖流和寒流相遇，有机物质十分丰富。因为物质十分丰富。因为寒暖流交汇寒暖流交汇，把热带和寒带的浮游生，把热带和寒带的浮游生物混合在一起，使海水中有机营养物质大量增加，吸引着物混合在一起，使海水中有机营养物质大量增加，吸引着大批鱼群向这里集中寻饵，形成大批鱼群向这里集中寻饵，形成大渔场大渔场。n陆地上排放到海

19、洋中的污染物质，可以被洋流扩散到别的陆地上排放到海洋中的污染物质，可以被洋流扩散到别的海域，虽使污染范围扩大，但也能加快污染物净化的速度。海域，虽使污染范围扩大，但也能加快污染物净化的速度。暖流对经过的沿海地区暖流对经过的沿海地区寒流对经过的沿海地区寒流对经过的沿海地区增温、增湿增温、增湿降温、减湿降温、减湿摩尔曼斯克港摩尔曼斯克港符拉迪沃斯托克港符拉迪沃斯托克港 俄罗斯境内有两个世界著名的港口：一是北冰洋流俄罗斯境内有两个世界著名的港口：一是北冰洋流沿岸的摩尔曼斯克港，位于北极圈以内（约沿岸的摩尔曼斯克港，位于北极圈以内（约68N）却）却终年不冻；而在其太平洋沿岸的符拉迪沃斯托克港，位终年不

20、冻；而在其太平洋沿岸的符拉迪沃斯托克港，位于于43N附近附近 ，却有长达半年的结冰期，这是什么原因，却有长达半年的结冰期，这是什么原因呢？呢？洋流对地理环境的影响洋流对地理环境的影响北海道渔场北海道渔场北海渔场北海渔场纽芬兰渔场纽芬兰渔场秘秘鲁鲁渔渔场场六、洋流对生物分布的影响六、洋流对生物分布的影响上升流海域上升流海域世界著名渔场多位于世界著名渔场多位于寒、暖流交汇处寒、暖流交汇处七、海流的表示法七、海流的表示法p海流强度用流速表示；海流强度用流速表示； 1节节 = 51.4cm/s = 1海里海里/小时小时, 1海里海里 = 1.852公里公里p流向指流去的方向；流向指流去的方向；流向以度

21、或方位表示，符号为流向以度或方位表示，符号为流玫瑰图流玫瑰图 风海流风海流-由风作用力而产生的海流。由风作用力而产生的海流。 密度流密度流-水平密度分布差异所至。水平密度分布差异所至。 补偿流补偿流-因某处的海水流失，相邻海区的因某处的海水流失，相邻海区的 海水来补充而成。海水来补充而成。小结：海流的形成和分类小结：海流的形成和分类暖流暖流-温度高于其流经地区水温的海流。温度高于其流经地区水温的海流。寒流寒流-温度低于其流经地区水温的海流。温度低于其流经地区水温的海流。按温度分按温度分按成因分按成因分八、影响和产生海流的力八、影响和产生海流的力n 重力重力n压强梯度力压强梯度力n风应力风应力n

22、科氏力科氏力n引潮力等引潮力等地转偏向力地转偏向力p科氏力科氏力(Coriolis Force，亦称地转偏向力，亦称地转偏向力):由由地球自转运动而产生的、并对任何运动粒子起作地球自转运动而产生的、并对任何运动粒子起作用的力。用的力。p由于受这种力作用，在由于受这种力作用，在北半球北半球海水运动向海水运动向右右偏偏离风向，在南向离风向，在南向左左偏离风向。偏离风向。主要的两类驱动力n Primary Forces-start the water movingqThe primary forces are:q1. Solar Heatingq2. Windsq3. Gravityq4. Cori

23、olisnSecondary Forces-influence where the currents flowSolar heatingncause water to expand. Near the equator the water is about 8 centimeters high than in middle latitudes. This cause a very slight slope and water wants to flow down the slope.5.2 5.2 风海流风海流p定义定义：在定向风力作用下形成的海洋表层海水的：在定向风力作用下形成的海洋表层海水的

24、大规模流动。大规模流动。q原始动力是风力；原始动力是风力；q只是表层海水的流动；只是表层海水的流动；q流向与定向风的风向相关。流向与定向风的风向相关。p成因成因：根据埃克曼风海流理论假定：根据埃克曼风海流理论假定q海洋无限广阔，无所遮挡；海洋无限广阔，无所遮挡；q海水密度均匀，且不可压缩；海水密度均匀，且不可压缩；q具稳定的风向；具稳定的风向； 在以上三个条件下，风力能形成恒定的海流。在以上三个条件下，风力能形成恒定的海流。p可分为可分为深海风海流深海风海流(漂流漂流)、浅海风海流、浅海风海流。风风n风风 高压高压低压低压nSteeper pressure gradient stronger

25、wind 风的方向风的方向 产生风的方向产生风的方向 流的方向流的方向 流流去的方向流流去的方向q北风北风 ： qNortherly current water flowing out of the South towards the North.Application to a Non-rotating Earth太阳辐射分布不均匀太阳辐射分布不均匀 大气压空间分布大气压空间分布赤道地区：太阳辐射能量大赤道地区：太阳辐射能量大 大气受热膨胀大气受热膨胀 赤道低压带赤道低压带 Fig. Air pressureWindsnWinds blowing on the surface of the

26、ocean push the water. Friction is the coupling between the wind and the waters surface. nA wind blowing for 10 hours across the ocean will cause the surface waters to flow at about 2% of the wind speed.nWater will pile up in the direction the wind is blowing.p东北信风带、西风带、极东北信风带、西风带、极地东风带地东风带风向相对恒定，这风向

27、相对恒定，这些定向风与海洋表层水之间些定向风与海洋表层水之间发生摩擦，部分风能传递给发生摩擦，部分风能传递给表层海水，形成风海流；表层海水，形成风海流；“漂流理论漂流理论”Ekman Transport本世纪初，瑞典物理学家艾克曼提出：本世纪初，瑞典物理学家艾克曼提出：假定：假定：n 水深无限，面积宽广；水深无限，面积宽广；n 海面水平，密度分布均匀；海面水平，密度分布均匀；n 风向定向、恒速。风向定向、恒速。p结论一结论一： 表层海水流向偏于风向表层海水流向偏于风向45，北半球向右偏，南半，北半球向右偏，南半球向左偏；球向左偏；风向风向TVFGE（北半球）（北半球）T：风的切应力；：风的切应

28、力；V：风海流流向；：风海流流向；F：摩擦力；：摩擦力；G：地转偏向力：地转偏向力p结论二结论二： 自表层向下，风海流的自表层向下，风海流的方向偏角逐渐增大，直到流方向偏角逐渐增大，直到流向与表层流向相反为止。向与表层流向相反为止。原因原因： 下层海水流动动力为上下层海水流动动力为上层海水流动对下层海水的层海水流动对下层海水的摩摩擦作用擦作用。由于地转偏向力作。由于地转偏向力作用，下层海水流动方向相对用，下层海水流动方向相对于上层海水发生偏离，直到于上层海水发生偏离，直到下层与上层流动方向相反，下层与上层流动方向相反，由于两层间摩擦力相反，不由于两层间摩擦力相反，不再继续发生偏转，该深度为再继

29、续发生偏转，该深度为摩擦深度，摩擦深度，一般为一般为100-300米。米。n结论三结论三： 风海流表层流速最大，向下按指数规律剧减。风海流表层流速最大，向下按指数规律剧减。n结论四结论四：风海流表面流速与风速大小成正比，与地理纬：风海流表面流速与风速大小成正比，与地理纬度高低成反比；度高低成反比；n结论五结论五：风海流水体总输送的：风海流水体总输送的 方向偏于风向方向偏于风向90（北半球右（北半球右 偏，南半球左偏）。偏，南半球左偏）。举例：北印度洋季风洋流举例：北印度洋季风洋流北印度洋洋流受西南季风北印度洋洋流受西南季风影响影响, ,海水自西向东呈海水自西向东呈顺时顺时针针方向流动方向流动.

30、 .北印度洋洋流受东北季北印度洋洋流受东北季风影响风影响, ,海水自东向西呈海水自东向西呈逆时针逆时针方向流动方向流动. .夏季夏季冬季冬季5.3 5.3 密度流密度流p定义定义-由于由于海水密度分布不均海水密度分布不均导致水平压力分布不均，在导致水平压力分布不均，在水平压强梯度水平压强梯度与与地转偏向力地转偏向力达到平衡时所产生的一种的海达到平衡时所产生的一种的海水运动；水运动；p产生的产生的根本原因为密度分布不均根本原因为密度分布不均。原因：海水受热和冷却。原因：海水受热和冷却不均、降水和蒸发不均。亦叫不均、降水和蒸发不均。亦叫“热盐环流热盐环流”。p为水平压强梯度力与地转偏向力达到平衡时

31、所产生的海水为水平压强梯度力与地转偏向力达到平衡时所产生的海水流动，不考虑摩擦力影响。亦叫流动，不考虑摩擦力影响。亦叫“地转流地转流”。Thermohaline CirculationnThermohaline circulation subsurface currents arise from density differences between water masses produced by variations in water temperature and/or salinity.nWhen two water masses having different densities

32、come into contact, the denser water will displace and under-ride the less dense water mass.nSubsurface flows are slow, but the dominant form of water flow in the oceans; affect 90% of the oceans volume of water.Density of Water MassesnDensity of seawater: function of T, S and P.qWater almost incompr

33、essible, P effect small. qWithin oceanic T and S ranges, T effect larger than S effect.qColder water higher density; qHigher salinity higher density.nDensity variationsqT change: Heat gain from sun; heat exchange with overlying air.qS change: Addition of fresh water by precipitation, river inflow, i

34、ce melting; Removal of fresh water by evaporation, sea-ice formation密度流的形成密度流的形成p等势面等势面-势能处处相等的假想面。势能处处相等的假想面。p等压面等压面-压力处处相等的假想面。压力处处相等的假想面。p压强梯度力压强梯度力-由于压强大小不同而产生的力，由于压强大小不同而产生的力，它作用于压力递减的方向上，且垂直于等压面。它作用于压力递减的方向上，且垂直于等压面。等势面与等压面重合等势面与等压面重合p重力位势：重力位势：从一从一个水平面逆重力方个水平面逆重力方向移动某单位物体向移动某单位物体到某一高度所做的到某一高度

35、所做的功叫重力位势功叫重力位势.p等势面：等势面：连接位连接位势相等的面称为等势相等的面称为等势面。如静态海洋势面。如静态海洋的表面是一个等势的表面是一个等势面。面。G:G:压强梯度力压强梯度力g:重力重力密度流的形成密度流的形成n海区海区A密度密度海区海区BA处海面低于处海面低于B处处压强梯度力指向左方压强梯度力指向左方海水流动，地转偏向力指向水平压强梯度力右方（北半球）海水流动，地转偏向力指向水平压强梯度力右方（北半球）当当压强梯度力与地转偏向力平衡时，海流不再转向，沿垂直于水平压强梯度力与地转偏向力平衡时，海流不再转向，沿垂直于水平压强梯度力右偏压强梯度力右偏90流去，形成密度流。流去，

36、形成密度流。剖面图剖面图等压面等压面等势面等势面海区海区A海区海区B水平压强水平压强梯度力梯度力地转地转偏向力偏向力流向流向高高密密度度低低压压力力低低密密度度高高压压力力平面图平面图海区海区A海区海区B密度流特点密度流特点n垂直于水平压强梯度力方向（即由低密度区指向垂直于水平压强梯度力方向（即由低密度区指向高密度区方向）流动，北半球右偏高密度区方向）流动，北半球右偏90，南半球左，南半球左偏偏90。n密度流所及深度较大，一般为密度流所及深度较大，一般为1500 - 2000 m。5.4 补偿流补偿流n补偿流定义：由于某种原因使海水从一个海区补偿流定义：由于某种原因使海水从一个海区流出造成亏缺

37、，由临近海水补充而产生的海水流出造成亏缺，由临近海水补充而产生的海水流动。流动。n可分为水平补偿流和垂直补偿流两种。可分为水平补偿流和垂直补偿流两种。风海流风海流水平补偿流水平补偿流风海流风海流上升补偿流上升补偿流下降补偿流下降补偿流p旋涡上升流：如气旋式环流会形成水的辐聚上升。旋涡上升流：如气旋式环流会形成水的辐聚上升。 地形上升流：因地形的抬升而形成。地形上升流：因地形的抬升而形成。p上升流的分布及特点：上升流的分布及特点：q大洋东西岸都有，以东岸特别明显。大洋东西岸都有，以东岸特别明显。q一般分布在距海岸几十海里以内，深度通常一般分布在距海岸几十海里以内，深度通常100-200米，偶有达

38、米，偶有达400米。米。q速度极慢。速度极慢。q把低温、低盐及高营养的次层海水带到海面，使此处生物生产把低温、低盐及高营养的次层海水带到海面，使此处生物生产力高。水色低、透明度小。力高。水色低、透明度小。n早在几百年前，赤道太平洋东岸一带的秘鲁、厄瓜多尔渔民就发现，每年12月中下旬圣诞节前后，这一带的海水就出现增暖现象。在正常年份，升温幅度、范围都比较小，而不引起人们注意。但有的年份，增温范围和强度比较大，可以扩大到整个太平洋东赤道地区，时间也可持续一年以上。与此同时，还伴有鱼、鸟大量死亡现象。当地人就把这一神秘的现象称为“厄尔尼诺” El Nino)，在西班牙语里为“圣婴”之意，是它在显灵。

39、初看起来，厄尔尼诺只是一个地区性的海洋现象。“厄尔尼诺厄尔尼诺” 现现象象（El Nio）n厄尔尼诺现象是太平洋中东部海水温度变暖，拉尼娜现象就是太平洋中东部海水异常变冷的情况。东信风将表面被太阳晒热的海水吹向太平洋西部，致使西部比东部海平面增高将近60厘米，西部海水温度增高，气压下降，潮湿空气积累形成台风和热带风暴，东部底层海水上翻，致使东太平洋海水变冷。n太平洋上空的大气环流叫做沃尔克环流，当沃尔克环流变弱时，海水吹不到西部，太平洋东部海水变暖，就是厄尔尼诺现象；但当沃尔克环流变得异常强烈，就产生拉尼娜现象。一般拉尼娜现象会随着厄尔尼诺现象而来，出现厄尔尼诺现象的第二年，都会出现拉尼娜现象

40、，有时拉尼娜现象会持续两、三年。1988年-1989年，1998年-2001年都发生了强烈的拉尼娜现象，令太平洋东部至中部的海水温度比正常低了1至2，1995年-1996年发生的拉尼娜现象则较弱。有的科学家认为，由于全球变暖的趋势，拉尼娜现象有减弱的趋势。n拉尼娜现象会引起台风和暴雨的增加，也会造成全球气候的异常。影响包括使美国西南部和南美洲西岸变得异常乾燥，并使澳洲、印尼、马来西亚和菲律宾等东南亚地区有异常多的降雨量，以及使非洲西岸及东南岸、日本和朝鲜半岛异常寒冷。nThe image below displays the Sea Surface Temperature (SST) Anom

41、alies in degrees Celsius for the middle of September, 1997. By this time, the classic El Nio pattern has almost fully ripened, with maxima above +4 degrees Celsius. Upwelling nOne oceanic process altered during an El Nio year is upwelling,.n海洋环流：海洋环流： 海域中的海流形成首尾相接的相对独立海域中的海流形成首尾相接的相对独立的环流系统或流旋。的环流系统

42、或流旋。n可分为：可分为：q风生大洋环流风生大洋环流q热盐环流热盐环流5.5 大洋环流和水团分布大洋环流和水团分布 由风驱动形成的环流，由风驱动形成的环流，主要表现在大洋的表层。主要表现在大洋的表层。n大洋实际风场特征大洋实际风场特征n科氏力随纬度的变化科氏力随纬度的变化n大洋岸边的摩擦力大洋岸边的摩擦力风生大洋环流风生大洋环流p洋流西向强化：大洋西岸流线密集、流速大；洋流西向强化：大洋西岸流线密集、流速大；大洋东岸，流线稀疏、流速小。大洋东岸，流线稀疏、流速小。p原因：科氏力随纬度的增大而增大原因：科氏力随纬度的增大而增大大西洋表面海流大西洋表面海流风生大洋环流示意图风生大洋环流示意图热盐环

43、流热盐环流p定义：由温度、盐度变化引起的环流；定义：由温度、盐度变化引起的环流；p在大洋中下层占主导地位；在大洋中下层占主导地位；p流动相对缓慢，是形成大洋的中下层温、流动相对缓慢，是形成大洋的中下层温、盐分布特征即海洋层化结构的主要原因。盐分布特征即海洋层化结构的主要原因。深层水测流、测年深层水测流、测年大洋传送带大洋传送带大洋传送带洋流分布及其影响洋流分布及其影响p洋流分布洋流分布q表层海水的水平洋流环流系统表层海水的水平洋流环流系统q深层海水的垂直洋流环流系统深层海水的垂直洋流环流系统p大洋表层环流系统大洋表层环流系统q高低纬间的热量输送及近岸气候的形成高低纬间的热量输送及近岸气候的形成

44、q海洋生物的分布及海洋渔业生产海洋生物的分布及海洋渔业生产1、赤道流系、赤道流系2、上层西边界流、上层西边界流3、西风漂流、西风漂流4、东边界流、东边界流5、极地环流、极地环流世界大洋上层主要水平环流世界大洋上层主要水平环流赤赤 道道 低低 压压 带带副副 热热 带带 高高 压压 带带副副 热热 带带 高高 压压 带带副副 极极 地地 低低 压压 带带副副 极极 地地 低低 压压 带带极极 地地 高高 压压 带带极极 地地 高高 压压 带带低低 纬纬 信信 风风西西 风风 带带东东 风风 带带 低低 纬纬 信信 风风西西 风风 带带东东 风风 带带在海面风力和热盐等作用下，海水从某海域流向另一

45、海域，最终又流回原海域的首尾相接的独立环流体系或流旋 。大洋表面的环流与风力分布密切相关。除水平环流外，还有铅直环流，即升降流（如上升流，下降流）。在赤道南北的低纬度海域，因东南信风和东北信风的作用，形成了自东向西的南赤道流和北赤道流南赤道流和北赤道流，它们受大洋西海岸所阻而使西边的水位升高（每 100 千米可升高4厘米），主支流分别向南和向北流去，各自有一小股支流分别向北和向南流动，于赤道附近汇合，使水位抬升，因而形成了自西向东的赤道逆流。在北半球中纬度海区里，向北的主支流被海上盛行的西风驱赶而转为向东流动，形成北大西洋流和北太平洋流北大西洋流和北太平洋流，都受海洋的东岸阻挡而分成向南和向北

46、的两个支流。在南半球中纬度海区，向南的主支流受盛行西风驱赶 ，变成自西向东流动，因无海岸阻挡而形成绕地球流动的南极环南极环极流极流。在南半球的高纬度海区，还有极地东风流极地东风流，它遇陆地后又折向北。所有这些海流，在大洋表层形成一个个环流体系。除大洋表层环流外，还有大洋深层环流。 1、赤道流系、赤道流系(E)信风流区信风流区( (南、北赤道流南、北赤道流) )p方向：自东向西逐渐加强，横贯大洋；方向：自东向西逐渐加强，横贯大洋；p位置：不以赤道为对称，稍偏北，以赤道逆流对位置：不以赤道为对称，稍偏北，以赤道逆流对称；称；p厚度：约厚度：约200米；米；p流速：流速：0.250.75 m/s；p

47、水文特征：高温、高盐、高水色，透明度大。水文特征：高温、高盐、高水色，透明度大。暖流，南、北赤道流之间形成的海流。暖流，南、北赤道流之间形成的海流。p方向：自西向东方向：自西向东 冬冬:30N50Np位置：同于赤道无风带位置：同于赤道无风带 夏夏: 100N120Np流速：约流速：约0.40.6 m/s，最大，最大1.5 m/s；p水文特征：高温、低盐。水文特征：高温、低盐。赤道逆流区赤道逆流区2、西边界流、西边界流 2. 湾流：湾流： 3. 黑潮黑潮：西边界流每年向高纬输送热量，约同暖气团输送热量相西边界流每年向高纬输送热量，约同暖气团输送热量相等。等。湾流湾流n湾流湾流：不是一股普通的海流

48、，而是世界上第一大海洋暖流，亦称墨西哥湾（暖）流墨西哥湾（暖）流。是北大西洋的一支西边界流。n墨西哥湾流虽然有一部分来自墨西哥湾，但它的绝大部分来自加勒比海。当南、北赤道流在大西洋西部汇合之后，便进入加勒比海，通过尤卡坦海峡，其中的一小部分进入墨西哥湾，再沿墨西哥湾海岸流动，海流的绝大部分是急转向东流去，从美国佛罗里达海峡进入大西洋。这支进入大西洋的湾流起先向北，然后很快向东北方向流去，横跨大西洋，流向西北欧的外海，一直流进寒冷的北冰洋水域。湾流湾流n厚度：200米500米。n流速：2.05米秒，输送的水量比黑潮大1.5倍n湾流蕴含着巨大的热量，它所散发的热量，恐怕比全世界一年所用燃煤产生的热

49、量还要多。由于它的到来，英吉利海峡两岸的土地每年享受着湾流带来的巨大热能。如果拿同纬度的加拿大东岸加以对照，差别更为明显：大西洋彼岸的加拿大东部地区，年平均气温可低到零下10，而同纬度的西北欧地区可高到10。黑潮黑潮n黑潮黑潮： 北太平洋的一支西边界流，是北太平洋赤道流的延续，因此仍存在着北赤道流的水文特征。n黑潮由北赤道发源，经菲律宾，紧贴中国台湾东部进入东海，然后经琉球群岛，沿日本列岛的南部流去，于东经142、北纬35附近海域结束行程。其中在琉球群岛附近，黑潮分出一支来到中国的黄海和渤海。位于渤海的秦皇岛港冬季不封冻，就是受这股暖流的影响。它的主支向东，一直可追踪到东经160；还有一支先向

50、东北，与亲潮（亦称千岛寒流）汇合后转而向东。黑潮的总行程有6000公里。黑潮主流在东中国海的三个主要分支3. 西风漂流区西风漂流区(west wind drift)3. 西风漂流区西风漂流区(west wind drift)特点：风暴频繁，气象不稳定，海流不稳定，风浪大；低温、特点：风暴频繁，气象不稳定，海流不稳定，风浪大；低温、 低盐低盐。4.东边界流东边界流(east boundary current)特征：高纬流向低纬；流动缓慢，流域宽且浅；特征：高纬流向低纬；流动缓慢，流域宽且浅；海流类型海流类型宽度宽度(公公里里)流速流速(公里公里/天天)深度深度(公里公里)运运输输量量特征特征东边