风海流主题医学知识课件

资料仅供参考,不当之处，请联系改正。假设假设定常，=const，海区宽阔；Kz=const，水平压强梯度力为0+边界条件边界条件恒定风，只沿y轴方向吹h,深海风海流1北半球指向风向经验公式W为风速WV02随z指数衰减，流向(45+az)右偏（北）3 VD=0.043V0流向与表层流向相反经验公式WDh有限,浅海风海流1表层流向仍偏向风向的右方(北)，水深越小，右偏的角度就越小2Vz随z而减小，流向仍向右偏(北)A右方45,南半球左方45风海流假设假设+边界条件边界条件h,深海风海流深海风海流1北半球指向风向经验公式北半球指向风向经验公式W1资料仅供参考,不当之处，请联系改正。B 深海划分的标准：h/D2计算时应先判断即使海区的水深h固定，也随风速的大小可作浅海处理，也可作深海处理C海水体积运输风海流的副效应（在岸边形成堆积或流失，从而形成上升、下降流、倾斜流）深海：风向右方度（北），南半球相反浅海：风向右方，但小于度（北）风向左方，小于度（南半球）B深海划分的标准：深海划分的标准：h/D2计算时应先判断即使海区的水深计算时应先判断即使海区的水深h固固2资料仅供参考,不当之处，请联系改正。SouthernHemisphereCharacters of the upwellingSouthernHemisphereCharacters3资料仅供参考,不当之处，请联系改正。1 夏季高雄水位比汕头高0.2m，高雄与汕头之间的距离为360km，=23，求地转流流速并作图以箭号表示流向。解：1夏季高雄水位比汕头高夏季高雄水位比汕头高0.2m，高雄与汕头之间的距离为，高雄与汕头之间的距离为364资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2 设台湾以东24N海区有三个观测站（如下图），AB相距20km，BC相距20km，根据实测的温盐算得各站各深度处海水的当场比体积(s,t,p)如下表。已知2000m深处的等压面是零面，求(1)B站海面比A站海面高多少？(2)1500m深处的地转流流速？(3)100m深处的地转流流速？(4)50m深处的地转流流速?(5)表层的流速。（各个流向分别用箭号表示于图中）表 当场比体积(m3/kg)深度(m)(s,t,p)108A站B站C站097364973309733050973369733097330100973249733097330200973209732697330500973149732097324100097306973189732415009729897298972982000972989729897298ABC0MPa0.5MPa1MPa2MPa5MPa10MPa15MPa20MPa计算步骤：(1)划分计算的层次(2)假设一个适当的零面(3)求出hP-PN(三步近似)(4)求Vp(5)作图2设台湾以东设台湾以东24N海区有三个观测站（如下图），海区有三个观测站（如下图），AB相距相距25资料仅供参考,不当之处，请联系改正。层次(MPa)(s,t,p)108A站B站C站0-0.59735097330973300.519733097330973301297322973289733025973179732397327510973109731997324 10159730297308973111520972989729897298解：(1)(2)(s,t,p)108A站站B站站C站站0-0.59735096资料仅供参考,不当之处，请联系改正。(3)ABCv1MPaBAv1MPaCBv1MPa(3)ABCv1MPaBAv1MPaCB v1MPa7资料仅供参考,不当之处，请联系改正。(4)50m的流速与100m的流速是一样的(5)ABCv0MPaBAv0MPaCBv0MPa(4)50m的流速与的流速与100m的流速是一样的的流速是一样的(5)ABCv08资料仅供参考,不当之处，请联系改正。七、世界大洋环流地面上的风带90N60N30N0N30S90S60S极地高压中纬低压副热带高压赤道低压副热带高压中纬低压极地高压fp极地东风带(东北)西南风东北信风东南信风西北风极地东风带(东南)1.赤道无风带2.信风带3.盛行西风带4.极地东风带fpfpfpfpfp七、世界大洋环流地面上的风带七、世界大洋环流地面上的风带90N60N30N0N39资料仅供参考,不当之处，请联系改正。风海流主题医学知识课件风海流主题医学知识课件10资料仅供参考,不当之处，请联系改正。Gyres flow clockwise in the northern hemisphere and counterclockwise in the southern hemisphere.Gyresflowclockwiseintheno11资料仅供参考,不当之处，请联系改正。在一個理想海洋中，風生海流風生海流理論上應有的環流型態。摘自Stowe,K.(1995)ExploringOceanScience,2thed.。在一個理想海洋中，風生海流在一個理想海洋中，風生海流理論上應有的環流型態。摘自理論上應有的環流型態。摘自St12资料仅供参考,不当之处，请联系改正。（一）大洋环流的成因（一）大洋环流的成因(Cause of Circulation)(1).西向强化理论(Western Intensification Theory)：In the North Atlantic and North Pacific the currents flowing on the western side of each ocean tend to be much stronger and narrower in cross section than the currents on the eastern side.科氏参量随纬度变化。(2).Stommel 理论：1948,风应力、铅直湍切应力及科氏力等的平衡关系。将大洋视为等深矩形风应力随纬度变化。1、风生大洋环流、风生大洋环流(Wind Driven Circulation)（一）大洋环流的成因（一）大洋环流的成因(CauseofCirculatio13资料仅供参考,不当之处，请联系改正。三种科氏参量情况下的解结果：三种科氏参量情况下的解结果：三种科氏参量情况下的解结果：14资料仅供参考,不当之处，请联系改正。(3).Munk理论：1950,考虑均质大洋边界侧向摩擦力作用，将北太平洋为三角形，得到与实测海流相似的结果。大洋环流的一种模型(Munk,1950)(3).Munk理论：理论：1950,考虑均质大洋边界考虑均质大洋边界15资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2、热盐环流、热盐环流(Thermohaline Circulation)由温、盐变化引起的环流。相对而言，在大洋中下层占主导地位。大洋主温跃层稳定性：低纬海区有净的热输入，表明深层有冷水上升，有效阻止热量从表面向下扩散。使跃层深度保持稳定。2、热盐环流、热盐环流(ThermohalineCirculatio16资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n n风生大洋环流(Wind driven circulation)：风应力驱动，密度差异控制建立起的环流。热盐环流(Thermohaline circulation)：密度差驱动的环流（包括风、热通量、水通量及海洋内部混合等）风生大洋环流风生大洋环流(Winddrivencirculation17资料仅供参考,不当之处，请联系改正。世界大洋的表层环流世界大洋的表层环流世界大洋的表层环流18资料仅供参考,不当之处，请联系改正。(二).大洋上层环流的分布(Distribution of Sea Surface Circulation)a.太平洋、大西洋绕副热带高压顺时针方向绕中纬低压逆时针方向北半球：2个南半球：1个绕副热带高压逆时针方向两大洋北半球的西边界流都非常强大，而南半球则较弱b.印度洋南部环流特征与南太、南大西洋环流型相似，北部为季风型环流，冬夏半年环流方向相反c.南半球高纬海区，与西风带相对应为强大的自西向东的绕极流，而在靠近南极大陆尚存在一支自东向西的绕极风生流cyclonal circulation Anticyclone circulation Anticyclone circulation(二二).大洋上层环流的分布大洋上层环流的分布(Distributionof19资料仅供参考,不当之处，请联系改正。风海流主题医学知识课件风海流主题医学知识课件20资料仅供参考,不当之处，请联系改正。风海流主题医学知识课件风海流主题医学知识课件21资料仅供参考,不当之处，请联系改正。风海流主题医学知识课件风海流主题医学知识课件22资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3.Characters of Series of Surface Circulation 大洋表层环流各流系的特征3.1 Equatorial current(赤道流系)3.2 West boundary current(西边界流)3.3 West wind drift(西风漂流)3.4 East boundary current(东边界流)3.5 Polar circulation(极地环流)3.6 Subtropical convergent zone(副热带辐聚区)4.Undersurface circulation(大洋表层以下的环流)3.CharactersofSeriesofSur23资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3.1 Equatorial current(赤道流系赤道流系)1.南、北赤道流(South/North equatorial current)2.赤道逆流(Equatorial counter current)3.赤道潜流(Equatorial latent current)3.1Equatorialcurrent(赤道流系赤道流系)南南24资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n n南、北赤道流南、北赤道流(South/North equatorial current)(South/North equatorial current)对应信风带对应信风带(trade wind band)(trade wind band)，亦称信风流。南北不对称，夏季北赤，亦称信风流。南北不对称，夏季北赤道流在道流在10N10N到到20N20N25N25N之间，南之间，南3N 3N 10 S10 S之间。冬之间。冬季稍偏南。赤道流自东向西逐渐加强。季稍偏南。赤道流自东向西逐渐加强。n n赤道流系特征赤道流系特征(Characters of equatorial current)(Characters of equatorial current)主要主要100100300m300m的上层，平均流速的上层，平均流速0.250.250.75m/s0.75m/s。下部有强大的跃。下部有强大的跃层存在，跃层以上温暖高盐的表层水。溶解氧含量高，层存在，跃层以上温暖高盐的表层水。溶解氧含量高，营养盐低。赤道流是高温、高盐、高水色及透明度大为营养盐低。赤道流是高温、高盐、高水色及透明度大为特征的流系。特征的流系。n n印度洋赤道流系特征印度洋赤道流系特征(Characters of Indian equatorial(Characters of Indian equatorial currentcurrent)季风季风(monsoon)(monsoon)控制。控制。1111月至翌年月至翌年3 3月盛行东北月盛行东北季风，季风，5 59 9月盛行西南季风。月盛行西南季风。n n赤道逆流赤道逆流(Equatorial counter current)(Equatorial counter current)对应赤道无风带，对应赤道无风带，平均位置在平均位置在3N3N10N10N之间。逆流区有充沛的降水，相对之间。逆流区有充沛的降水，相对赤道流具有高温、低盐特征。它与北赤道流之间存在辐赤道流具有高温、低盐特征。它与北赤道流之间存在辐散上升运动，水色和透明度也相对降低。散上升运动，水色和透明度也相对降低。n n赤道潜流赤道潜流(Equatorial latent current)(Equatorial latent current)南赤道流区下方温跃南赤道流区下方温跃层内，与赤道流相反自层内，与赤道流相反自 西向东的流，成带状分布，厚约西向东的流，成带状分布，厚约200m200m，宽，宽300km300km，最大流速达，最大流速达1.5m/s1.5m/s。流轴常与温跃层一。流轴常与温跃层一致，向东变浅致，向东变浅 南、北赤道流南、北赤道流(South/Northequatorial25资料仅供参考,不当之处，请联系改正。探索赤道潜流的奥秘探索赤道潜流的奥秘1951年，美国年轻的海洋学者克伦威尔和他的同事，在太平洋的赤道海域进行鲔鱼生活习性及环境条件的考察研究。考察的方式并不复杂，就是把玻璃浮子串在一起，布放在1620千米长的海面上，每个玻璃浮子下面，挂上铅锤和若干鱼钩。白天放下去，晚上收回来。按照一般的常识，既然海流是向西流动的，布下的钓鱼工具自然应当向西漂才对。然而令人不解的事情发生了，克伦威尔布放的沉到海面下的钓具一反常规，竟一个个向海流的反方向漂着。细心的克伦威尔以为自己没有放好钓具，收起来后，又重新布放，结果还是一样的。漂浮在海面的小船受海流影响，向西漂着，而沉入海中的钓具却向东漂去。这是怎么回事呢？经过大量的资料对比，他断定，在赤道海域的表层海流之下，存在着一支像湾流那样巨大而稳定的逆向海流。这就是赤道潜流。经过各国海洋学家的艰苦努力，最终查明，赤道潜流在三大洋中都存在。它的表现形式是，沿赤道方向由西向东流动，横越三大洋。其范围是北纬2到南纬2之间的海域内，形成一支与赤道对称的狭窄海流。它的垂直厚度在200300米，全年流速稳定。虽然人们对赤道潜流已经有了初步认识，但是，仍然有不少问题有待人们去探索。例如，人们在赤道以南约南纬68之间，曾多次发现另外一支与赤道潜流平行的潜流，也为逆向海流。这支海流和赤道潜流又是何种关系？另外，赤道潜流与表层风海流的能量转换关系是如何进行的。这些都有待于人们去重新认识。赤道潜流对热能量的储存及对全球气候的影响机制，以及它与西部边界流的能量转换关系，这些也都是摆在海洋科学家面前的难题。探索赤道潜流的奥秘探索赤道潜流的奥秘1951年，美国年轻的海洋学者克伦威尔年，美国年轻的海洋学者克伦威尔26资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3.2Westboundarycurrent(西边界流西边界流)1.大洋西侧沿大陆坡从低纬向高纬的强流。包括太平洋黑潮(KuroshioCurrent)和东澳流(EastAustraliaCurrent)，大西洋湾流(GulfStream)和巴西流(BrazilCurrent)，印度洋莫桑比克流。是反气旋环流一部分，赤道流的延续。与近岸水相比，具有高温、高盐、高水色和透明度大等特征。北强南弱。3.2Westboundarycurrent(西边界西边界27资料仅供参考,不当之处，请联系改正。This image is part of the Poupard version of the Franklin-Folger Gulf Stream Chart printed Maritime Observations(1786).The Gulf Stream is the black/grey region along what is now the U.S.East coast.This is a sea surface temperature image from the AVHRR showing an average of all of the data for the year of 1996.The red-orange streak of 28 C to 30 C water shows the Gulf Stream.This is a sea surface temperature image from the AVHRR showing an average of all of the data for the month of July 1996.2.湾流(Gulf Stream)ThisimageispartofthePoup28资料仅供参考,不当之处，请联系改正。西邊界流在沿海洋西岸陸棚北上時往往會發生蛇行現象(Meandering)，當蛇行蜿蜒擺盪的振幅過大時，往往便會將西方邊界流近岸一側的冷水捲入外海側的暖水域中，或是暖水突入近岸之冷水域中，因此分別形成反鐘向旋轉的冷水環(Cold Ring)或是順鐘向旋轉的暖水環(Warm Ring)，也有人將水環稱為渦旋(Eddy)。佛罗里达流与安的列斯流汇合处视为起点。北上经1200km，到哈特拉斯角，又离岸向东，直到45W附近的格陵兰滩以南，行程2500km。然后转向东北，横越大西洋北大西洋流。湾流在海面宽度100150km，表层最大流速2.5m/s，最大流速偏在流轴左方，沿途流量不断增大，影响深度可达海底。西邊界流在沿海洋西岸陸棚北上時往往會發生蛇行現象西邊界流在沿海洋西岸陸棚北上時往往會發生蛇行現象(Meand29资料仅供参考,不当之处，请联系改正。沿著灣流流軸上具有許多蛇行狀的蜿蜒構造，這些構造在跨越流軸方向上之擺盪振幅愈往北越大 沿著灣流流軸上具有許多蛇行狀的蜿蜒構造，這些構造在跨越流軸方沿著灣流流軸上具有許多蛇行狀的蜿蜒構造，這些構造在跨越流軸方30资料仅供参考,不当之处，请联系改正。擺盪振幅過大時便會產生水環或是渦旋。擺盪振幅過大時便會產生水環或是渦旋。擺盪振幅過大時便會產生水環或是渦旋。31资料仅供参考,不当之处，请联系改正。湾流方向左侧为高密冷水，右侧低密暖水，水平温度梯度高达10C/20km。等密线倾斜渗达2000m以下。绝大部分达海底。有弯曲现象，流轴弯曲足够大，与主流分 离，在南侧形成气旋式冷涡，在北侧则形成反气旋式暖涡。空间特征尺度为数百千米，有时存在几年，沿湾流相反方向移动。湾流方向左侧为高密冷水，右侧低密暖水，水平温度梯度高达湾流方向左侧为高密冷水，右侧低密暖水，水平温度梯度高达1032资料仅供参考,不当之处，请联系改正。Major ocean currents and climate zonesMajoroceancurrentsandclima33资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3.KuroshioCurrent(黑潮黑潮)菲律宾群岛东侧北上，主流从台湾东侧经台湾和与那国岛之间水道进入东海，沿陆坡向东北方向流动。到九州西南方一部分向北层对马暖流，经对马海峡进入日本海。在此之前也有一部分进入黄海称黄海暖流，具有风生补偿流特征。黑潮主干经吐噶喇海峡进入太平洋，沿日本列岛流向东北。在35N附近分两支：主干转向东流直到160E，称黑潮延续体，一支在40N附近与亲潮(OyashioCurrent)汇合转向东流汇于黑潮延续体，横过太平洋。3.KuroshioCurrent(黑潮黑潮)34资料仅供参考,不当之处，请联系改正。风海流主题医学知识课件风海流主题医学知识课件35资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3.3 West wind drift(西风漂流西风漂流)Oyashio CurrentCanary Current1.北太平洋漂流(North Pacific drift)2.北大西洋漂流(North Atlantic drift)3.南极绕极流(Antarctic Circumpolar Current)l在西风漂流区内存在明显的温度经线方向梯度大洋极锋l寒暖流交汇区为著名的渔场，如北海道渔场（黑潮和亲潮）、纽芬兰渔场（湾流和拉布拉多寒流）3.3Westwinddrift(西风漂流西风漂流)Oyas36资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3.4Eastboundarycurrent(东边界流东边界流)太平洋的加利福尼亚流(CaliforniaCurrent)、秘鲁流(PeruCurrent)，大西洋的加那利流(CanaryCurrent)、本格拉流(Benguelacurrent)，印度洋的西澳流(WestAustraliaCurrent)，都是寒流。他们的流幅宽、流速小、影响深度浅，水色低、透明度小。上升流是东边界流海区的一个重要水温特征。Canary CurrentWest Australia Current3.4Eastboundarycurrent(东边界东边界37