海洋科學(xué)導(dǎo)論

1、海洋科學(xué)導(dǎo)論論文題目： 海水運(yùn)動(dòng)的形式與影響 姓名： 某某某 學(xué)號(hào)； 班級(jí)： XXXXXXXXXXX 二一四年五月十三日海水運(yùn)動(dòng)的形式與影響姓名： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 摘要：我們都知道地球表面被陸地分隔為彼此相通的廣大水域稱為海洋。也許我們還知道海洋面積約362,000,000平方公里，近地球表面積的71%。隨著時(shí)代的發(fā)展，人們都越來(lái)越關(guān)注海洋了海水的運(yùn)動(dòng)的成因，海水的運(yùn)動(dòng)形式和海水運(yùn)動(dòng)的作用以及影響，尤其是在資源和能源緊缺的時(shí)代，探索海洋顯得極為重要，開(kāi)發(fā)海洋新能源更是迫在眉睫。關(guān)鍵詞：海水的運(yùn)動(dòng) 形式 作用 海洋新能源一、海水的運(yùn)動(dòng)形式大家都知道一個(gè)詞“潮起潮落”，由此可見(jiàn)海水處于不停的運(yùn)動(dòng)之

2、中，其實(shí)海水的運(yùn)動(dòng)不僅發(fā)生在它的表層，而是直到近底層的深處。海水運(yùn)動(dòng)的形式主要有波浪、潮汐和洋流。1 波浪波浪是海洋、湖泊、水庫(kù)等寬敞水面上常見(jiàn)的水體運(yùn)動(dòng)，其特點(diǎn)在于每個(gè)水質(zhì)點(diǎn)作周期性運(yùn)動(dòng)，所有的水質(zhì)點(diǎn)相繼振動(dòng)，便引起水面呈周期性起伏。因?yàn)樗且环N流體，它在外力(風(fēng)、地震等)作用下，水質(zhì)點(diǎn)可以離開(kāi)原來(lái)的位置，但在內(nèi)力(重力、水壓力、表面張力等)作用下，又有使它恢復(fù)原來(lái)位置的趨勢(shì)。由此可見(jiàn)，波浪的傳播，并不是水質(zhì)點(diǎn)的向前移動(dòng)，而僅是波形的傳遞。 風(fēng)浪和涌浪是海面上最引人注目的波動(dòng)。風(fēng)浪的特征往往是波峰尖削，在海面上的分布很不規(guī)律，波峰線短，周期小，當(dāng)風(fēng)大的時(shí)候，往往會(huì)出現(xiàn)破碎現(xiàn)象，形成浪花。而涌

3、浪的波面比較平坦，光滑，波峰線長(zhǎng)，周期波長(zhǎng)都比較大，在海上的傳播比較規(guī)則。觀測(cè)表明，在海洋中，風(fēng)浪和涌浪會(huì)單獨(dú)存在，但往往會(huì)同時(shí)存在，它們的傳播方向也往往不同。海洋中的波浪有很多種類，引起的原因也各不相同。有小振幅重力波，有限振幅波動(dòng)。除了海面的波動(dòng)外，在海洋的內(nèi)部也發(fā)生著波動(dòng)現(xiàn)象，稱為海洋內(nèi)波。它也是海水運(yùn)動(dòng)的重要形式之一。它能將大、中尺度的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的能量傳遞給小尺度過(guò)程。它是引起海水內(nèi)部混合，形成溫、鹽細(xì)微結(jié)構(gòu)的重要原因。2 、潮汐與潮流潮汐(tide)全球性海水周期性漲落現(xiàn)象叫潮汐。潮汐是海水在引潮力作用下形成的。引潮力主要是月球、太陽(yáng)對(duì)地球的引力和地球繞地球-月亮系的質(zhì)心旋轉(zhuǎn)、繞太陽(yáng)公

4、轉(zhuǎn)的慣性離心力的合力。由于月球距地球較近，是引潮力的主體部分;太陽(yáng)的質(zhì)量雖然很大，但由于距離地球太遠(yuǎn)，其引潮力僅為月球的46.6%。如果當(dāng)月球、太陽(yáng)、地球處在一條直線上(朔、望月)時(shí)，可出現(xiàn)高潮特高、低潮特低的大潮，而在上、下弦月時(shí)，日、月對(duì)地球的引潮力相互抵消，出現(xiàn)小潮。由潮汐引起的海面高度變化迫使海水作大規(guī)模水平運(yùn)動(dòng)，稱為潮流。漲潮時(shí)潮水涌向陸地，落潮時(shí)潮水退回外海。在平坦的海岸帶，潮水的漲落可影響到相當(dāng)寬的范圍;在狹窄的海峽、海灣、河口區(qū)，潮流可形成洶涌的潮浪，如我國(guó)的錢(qián)塘江口。此外，針對(duì)潮汐靜力理論存在的缺點(diǎn)，許多學(xué)者從海水運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)出發(fā)，討論在引潮力作用下潮汐的形成問(wèn)題，并且建立了潮

5、汐動(dòng)力理論。潮汐動(dòng)力理論認(rèn)為，對(duì)海水運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，只有水平引潮力才是最重要的，潮汐動(dòng)力理論還認(rèn)為，海洋潮汐實(shí)際上是指海水在月球和太陽(yáng)水平引潮力作用下的一種潮波運(yùn)動(dòng)。在強(qiáng)烈的大氣干擾下，如強(qiáng)風(fēng)和氣壓驟變會(huì)導(dǎo)致海平面異常升高，這種現(xiàn)象就是來(lái)自海水運(yùn)動(dòng)的自然災(zāi)害現(xiàn)象，我們稱之為“風(fēng)暴潮”。我國(guó)沿海岸經(jīng)常出現(xiàn)的臺(tái)風(fēng)或者寒潮大風(fēng)也算是風(fēng)暴潮。3、洋流(1) 概念及分類洋流即海流，是指海洋中具有相對(duì)穩(wěn)定的流速和流向的海水，從一個(gè)海區(qū)水平地或垂直地向另一海區(qū)大規(guī)模的非周期性的運(yùn)動(dòng)。洋流按成因可分3類: 海流:是在風(fēng)力作用下形成的。 密度流:是由于海水密度分布不均勻引起的，當(dāng)摩擦力可以忽略不計(jì)時(shí)，密度流又稱地轉(zhuǎn)流

6、或梯度流。 補(bǔ)償流:是由于海水從一個(gè)海區(qū)大量流出，而另一個(gè)海區(qū)海水流來(lái)補(bǔ)充而形成的。補(bǔ)償流可以在水平方向上發(fā)生，也可在垂直方向上發(fā)生。垂直方向的補(bǔ)償流又可分為上升流和下降流。洋流按本身與周圈海水溫度的差異又可分為暖流和寒流兩類。暖流是指本身水溫較周?chē)Ｋ疁囟雀?寒流則相反。洋流按其流經(jīng)的地理位置又可分為赤道流、大洋流、極地流及沿岸流等。(2)表層洋流分布規(guī)律 以南北回歸的副熱帶高壓為中心形成的反氣旋型大洋環(huán)流; 以北半球中高緯海上低壓區(qū)為中心形成氣旋型大洋環(huán)流; 南半球中高緯海區(qū)沒(méi)有氣旋型大洋環(huán)流，而被西風(fēng)漂流所代替，在南極大陸形成繞極環(huán)流; 北印度洋形成季風(fēng)環(huán)流。冬季北印度洋盛行東北季風(fēng)，形

7、成反時(shí)針的東北季風(fēng)漂流;夏季，冬季北印度洋盛行西南季風(fēng)，形成順時(shí)針的西南季風(fēng)漂流。影響中國(guó)的洋流有黑潮及季風(fēng)漂流等。二、海水運(yùn)動(dòng)的作用海水的運(yùn)動(dòng)不僅僅對(duì)海洋生物的生存起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)在調(diào)節(jié)和維持世界的氣溫氣候變化發(fā)揮著不可替代的作用。此外，海水運(yùn)動(dòng)蘊(yùn)含著不可估量的能量，如果人類能夠轉(zhuǎn)化并且利用這部分能量，那么人類將獲得更多的能源。1. 海水運(yùn)動(dòng)能夠引起海水內(nèi)部混合，形成溫、鹽細(xì)微結(jié)構(gòu)。它能將深層較冷的海水連同其中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)鹽送到海洋上層，有利于海洋生物的生長(zhǎng)。給海洋里的生物的生存創(chuàng)造了良好的環(huán)境。2. 海水運(yùn)動(dòng)其實(shí)與大氣的運(yùn)動(dòng)是分不開(kāi)的。兩者相互影響，共同維持著一個(gè)平衡，在生態(tài)調(diào)節(jié)上發(fā)

8、揮著巨大的作用。（1） 海-氣之間的水分交換海洋是大氣中水汽的最重要的來(lái)源，大氣中約86%的水汽是由海洋提供的，漂浮在海洋表面的水分子，從太陽(yáng)輻射中獲得熱量，蒸發(fā)變?yōu)樗?，進(jìn)入到大氣中。海洋的蒸發(fā)量與海水的溫度密切相關(guān)，直接決定了大氣中水汽的含量，一般來(lái)說(shuō)，海水溫度越高，蒸發(fā)量越大。低緯度海區(qū)和有暖流流經(jīng)的海區(qū)，由于溫度較高，海面蒸發(fā)旺盛，空氣濕度大。同時(shí)，大氣中的水汽在適當(dāng)條件下凝結(jié)，并以降水的形式返回海洋，降水量的多少與大氣中的水汽含量的高低有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，空氣濕度大的地區(qū)，降水也較豐富。通過(guò)蒸發(fā)和降水實(shí)現(xiàn)了海洋與大氣之間的水分交換，凡是蒸發(fā)多的、降水豐富的地區(qū)，海-氣間的水分交換也較為活

9、躍。（2）海-氣之間的熱量交換太陽(yáng)輻射是海洋最重要的熱量來(lái)源，海洋吸收太陽(yáng)輻射，使海水增溫，然后通過(guò)輻射將熱量輸送給大氣，可以說(shuō)，海洋是大氣最主要的直接熱源。海洋向大氣輸送的熱量受海洋表面水溫的影響，水溫高的海區(qū)，向大氣輸送的熱量多，大氣的溫度也高，所以全球水溫從低緯向高緯的遞減，也就決定了氣溫從低緯向高緯的遞減；暖流流經(jīng)地區(qū)氣溫較高，寒流流經(jīng)地區(qū)氣溫較低；海水溫度的季節(jié)變化同樣使得氣溫有季節(jié)變化。由于大氣下墊面海洋的熱容量大，海洋增溫慢，冷卻慢，變化遲緩，且溫差較小的緣故，使得海洋對(duì)大氣有明顯的調(diào)節(jié)作用，一方面，海洋上的氣溫變化有滯后效應(yīng)，氣溫季節(jié)變化要比陸地晚一個(gè)月左右；另一方面，海洋上氣

10、溫的日較差和年較差都較小。（3）海-氣之間相互作用與水熱平衡地球表面由于緯度位置和海陸位置的差異，各地獲得的太陽(yáng)輻射多少不均，冷熱懸殊極大，低緯地區(qū)熱量會(huì)越來(lái)越多，溫度越來(lái)越高，高緯則溫度越來(lái)越低。同樣全球水分的分布也極端的不均衡，極端干旱和極端潮濕，造成地理環(huán)境極其惡劣。海-氣相互作用形成的從低緯到高緯的大氣環(huán)流與大洋環(huán)流驅(qū)使著水分和熱量從富余地區(qū)向不足地區(qū)傳輸，從而改變著全球的水熱分布，維持著地球上水分和熱量的平衡，使各地的地理環(huán)境差異趨緩。海水運(yùn)動(dòng)和大氣運(yùn)動(dòng)形成的水循環(huán)實(shí)現(xiàn)了全球的水平衡海洋蒸發(fā)的水汽，隨著大氣運(yùn)動(dòng)，大部分通過(guò)降水返回海洋，其余部分被大氣運(yùn)動(dòng)帶到陸地上空，降落到陸地上，形

11、成地表徑流和地下徑流，流回海洋，從而調(diào)節(jié)全球各地水分的地區(qū)分布，從全球來(lái)看，由于水循環(huán)的存在，也使全世界蒸發(fā)和降水的總量保持平衡。（4）海水運(yùn)動(dòng)和大氣運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)全球熱量平衡在南北半球低緯海區(qū)熱量收入大于支出，熱量富余，而高緯度海區(qū)熱量收入遠(yuǎn)小于支出，即低緯度地區(qū)獲得的凈輻射能多于高緯度地區(qū)，要保持全球高低緯地區(qū)的熱量平衡，必須有熱量從低緯度地區(qū)向高緯度地區(qū)輸送，大氣運(yùn)動(dòng)和洋流的共同作用實(shí)現(xiàn)了地球上高低緯度間的熱量輸送，使低緯地區(qū)的溫度降低，高緯地區(qū)的溫度升高，從而維持了地球上的熱量平衡3.海水運(yùn)動(dòng)的作用還表現(xiàn)在改變地形地貌上。潮汐的作用就是其中的一個(gè)具體體現(xiàn)。首先，在漲潮的時(shí)候，海水通過(guò)波浪將泥

12、沙帶到海岸帶，當(dāng)波浪運(yùn)動(dòng)到極限位置，速度減小為零時(shí)，所攜帶泥沙就沉積在海岸上。 由于波浪的速度由海向陸地逐漸減慢，當(dāng)速度較大時(shí)，所有泥沙都隨海水搬運(yùn)，在速度減慢過(guò)程中，海水中攜帶的泥沙顆粒大、比重大的先沉積，顆粒小、比重小的后沉積。 因此在海邊，從沙灘往海里走的時(shí)候，如果海水不太深，你會(huì)感到腳下的沉積物顆粒在逐漸變大，由細(xì)沙到粗沙，再到礫石。 年復(fù)一年的海水運(yùn)動(dòng)，會(huì)使海岸帶的沉積物越來(lái)越高，成為濱海平原。在此過(guò)程中，海岸帶地勢(shì)越高，波浪越難以沖上去，流速越慢，能帶來(lái)的沉積物顆粒就越小。 在沙灘上，隨便挖一個(gè)較深的坑，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，越往下去，沉積物顆粒越大。這是因?yàn)?，原?lái)海岸帶地勢(shì)低，海水容易到達(dá)，

13、速度快，沉積物顆粒大；現(xiàn)在地勢(shì)低，海水不容易到達(dá)，速度慢，沉積物顆粒小。 同時(shí)，海岸線必然逐漸向海洋一方逐漸推進(jìn)。三、海水運(yùn)動(dòng)的影響海水運(yùn)動(dòng)對(duì)地球的影響最突出的影響全球的溫度和氣候。其中常見(jiàn)的形式是通過(guò)洋流來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)氣候和溫度的影響和調(diào)節(jié)。還會(huì)對(duì)漁業(yè)資源產(chǎn)生重大的影響。洋流分為冷暖洋流。對(duì)氣候的影響主要表現(xiàn)為溫度和濕度。 在低、中緯海區(qū)，大洋的東岸是寒流，西岸是暖流。 暖流由低緯流向高緯，故有增溫、增濕的作用。寒流由高緯流向低緯，故有降溫的作用。說(shuō)到環(huán)流對(duì)漁業(yè)的影響，不得不說(shuō)一下上升流。上升流和平行流相對(duì)，但是在位移距離和速度上都比平行流小得多，然而它的影響卻不容小視。這不僅是因?yàn)樗退江h(huán)流同

14、是構(gòu)成海洋三維空間環(huán)流系統(tǒng)的必要部分，二者相輔相成，缺一不可。更重要的是，由于上升流對(duì)局部海域的水文狀況會(huì)產(chǎn)生巨大的影響，又是漁場(chǎng)海洋學(xué)所關(guān)注的問(wèn)題，因而越來(lái)越為人所重視。四、海洋資源和能源首先，與海水的動(dòng)力學(xué)性能相掛鉤的能源包括：潮汐能，潮汐能是一種利用水位變化所產(chǎn)生的位能及水流所產(chǎn)生的動(dòng)能（潮流能）而獲得的一種有效能源。 波浪能，(因波浪上下波動(dòng)浮力，橫向波的壓力或波浪所引起的水中壓力變化而產(chǎn)生的能源。 海洋溫差能，即利用深部海水與表面海水的溫度差產(chǎn)生有用的能源。 鹽梯度能，即利用兩處含鹽分高與含鹽分低的海流，因混合產(chǎn)生滲透壓作為動(dòng)力，而可用以產(chǎn)生能源。 洋流能，利用高速度的洋流或潮流帶動(dòng)

15、結(jié)合水車(chē)、推進(jìn)器、及降落傘狀物的水中電廠而將其轉(zhuǎn)換為有用的能源。 其他的海洋化學(xué)資源，比如說(shuō)鹽類、淡水、溴等。 海洋生物資源，包括魚(yú)、蝦、貝、藻等。 海洋礦產(chǎn)資源有油氣、煤、硫、磷；濱海礦砂；深海錳結(jié)核。值得一提的海洋動(dòng)能資源是潮汐能。個(gè)人覺(jué)得我們可以仿照利用風(fēng)能的方法來(lái)把海水的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能或者其他形式的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)。潮汐能是從海水面晝夜間的漲落中獲得的能量。它與天體引力有關(guān)，地球月亮太陽(yáng)系統(tǒng)的吸引力和熱能是形成潮汐能的來(lái)源。潮汐能包括潮汐和潮流兩種運(yùn)動(dòng)方式所包含的能量，潮水在漲落中蘊(yùn)藏著巨大能量，這種能量是永恒的、無(wú)污染的能量。早在11世紀(jì)，英國(guó)、法國(guó)和西班牙就有利用潮汐能的水車(chē)，當(dāng)時(shí)的潮

16、汐水車(chē)被用來(lái)吸收總的潛能中的一小部分能量，生產(chǎn)約30100千瓦的機(jī)械能。我國(guó)的海區(qū)潮汐資源相當(dāng)豐富，潮汐類型多種多樣，是世界海洋潮汐類型最為豐富的海區(qū)之一。這類發(fā)電又可分為三種形式：一種是單庫(kù)單向；此外還有雙庫(kù)單向和單庫(kù)雙向。在漲潮或落潮過(guò)程中，海水進(jìn)出水庫(kù)，帶動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。真實(shí)月球引力和平均引力的差值稱為干擾力，干擾力的水平分量迫使海水移向地球、月球連線并產(chǎn)生水峰。對(duì)應(yīng)于高潮的水峰，每隔24小時(shí)50分鐘（即地球同一經(jīng)度從第一次正對(duì)月球到第二次正對(duì)月球所需時(shí)間）發(fā)生兩次，亦即月球每隔12小時(shí)25分鐘即導(dǎo)致海水漲潮一次，此種漲潮稱為半天潮。正因?yàn)槿绱耍Ｋ倪\(yùn)動(dòng)能也是可再生能源，同時(shí)也是一種清潔能源，利用潮汐能發(fā)電，不僅不會(huì)淹沒(méi)土地