海洋學(xué)第五-六章思考題

第五章思考題（見教材p179-180）加粗者為重點(diǎn)復(fù)習(xí)內(nèi)容，部分題目有所改動(dòng)。1.簡述海流的定義、形成原因及表示方法。2.引起海水運(yùn)動(dòng)的力有哪些？3.簡述重力勢、等勢面、位勢高度、位勢深度的定義。4.何謂壓強(qiáng)梯度力？寫出其解析表達(dá)式，說明物理含義。5.簡述等壓面、壓力場(內(nèi)壓場、外壓場、正壓場、斜壓場)與海水密度的關(guān)系。6.何謂地轉(zhuǎn)偏向力(科氏力)？它具有哪些基本性質(zhì)？7.切應(yīng)力和壓力有何根本的區(qū)別？8.海水運(yùn)動(dòng)方程的基本形式是什么？9.體積連續(xù)方程與質(zhì)量連續(xù)方程有何不同？10.動(dòng)力學(xué)邊界條件與運(yùn)動(dòng)學(xué)邊界條件的含義是什么？11.何謂地轉(zhuǎn)流？它的空間結(jié)構(gòu)如何？12.地轉(zhuǎn)流場與密度場、應(yīng)力場之間的關(guān)系如何？13.地轉(zhuǎn)流的動(dòng)力計(jì)算方法有何實(shí)用價(jià)值？它能否用來計(jì)算由外壓場導(dǎo)致的傾斜流？為什么？14.?？寺鼰o限深海漂流理論是在什么前提下建立的？它得出了什么結(jié)論？15.淺海風(fēng)海流與無限深海風(fēng)海流的空間結(jié)構(gòu)和體積運(yùn)輸有何異同點(diǎn)？16.由風(fēng)海流的體積運(yùn)輸派生出哪些新的海水流動(dòng)？（如上升流和下降流）17.風(fēng)生大洋環(huán)流理論的基本結(jié)論有哪些？何謂西向強(qiáng)化？18.何謂熱鹽環(huán)流？它與大洋環(huán)流有什么樣的關(guān)系？19.世界大洋上層環(huán)流的總特征如何？20.赤道流系包括哪些主要流動(dòng)？說明其形成原因及水文特征。21.北半球有哪幾支西邊界流？有哪些顯著特點(diǎn)？22.南、北兩半球西風(fēng)漂流區(qū)有哪些主要特征？23.與西邊界流區(qū)相比，東邊界流區(qū)的基本特征有哪些？24.為什么北海道與南美西岸能成為世界有名的大漁場？25.極地海區(qū)有哪些主要環(huán)流？它們對(duì)海況有何影響？26.世界大洋表層有哪些輻聚下沉和輻散上升區(qū)？怎樣形成的？27.何謂大洋中尺度渦？有何基本特征？28.世界大洋中的五個(gè)基本水層(團(tuán))的主要特征是什么？它們是怎樣形成的？29.全球大洋環(huán)流流向如何？第六章思考題（這些題目并不是考核試題，所給參考答案是幫助同學(xué)們理解所學(xué)內(nèi)容）前8題來源于教材p206-207；第9題為補(bǔ)充題1、海洋中的波動(dòng)現(xiàn)象是怎樣形成的？參考答案：海洋波動(dòng)的起因有風(fēng)、火山噴發(fā)、地震、氣壓變化、日月引潮力[波動(dòng)誘因]；這些因素會(huì)造成當(dāng)?shù)睾Ｋ芷谛赃\(yùn)動(dòng)——水質(zhì)點(diǎn)圍繞其平衡位置的周期性或準(zhǔn)周期性運(yùn)動(dòng)[波動(dòng)發(fā)源]；由于海水的連續(xù)性，必然帶動(dòng)其鄰近質(zhì)點(diǎn)，導(dǎo)致其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在空間向遠(yuǎn)處傳播[波動(dòng)產(chǎn)生]，這樣波動(dòng)便形成了。2、小振幅重力波剖面方程中各符號(hào)的含義是什么？參考答案：ζ為波面相對(duì)平均水面的鉛直位移；a為波動(dòng)的振幅；k波數(shù)；σ為頻率；x水平位置（地點(diǎn)）；t時(shí)間。3、簡單波動(dòng)理論對(duì)波形傳播、水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、波速、波長、周期之間的關(guān)系以及波動(dòng)能量等方面得到了哪些結(jié)論？參考答案：（1）p184/2波峰處的水質(zhì)點(diǎn)具有最大的正向速度，波峰前部是水質(zhì)點(diǎn)的輔聚區(qū)，波面未來上升；波峰后部是輔散區(qū)，波面未來下降；從而使波形不斷向前傳播。（2）p184/1水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓，半徑為……，圓半徑隨水深加大迅速減??；圓心即為該質(zhì)點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)的平衡位置。（3）（6-7）（4）（6-8）（5）（6-9）（6）波動(dòng)的總能量由動(dòng)能和勢能組成，且二者相等；總能量相當(dāng)非常大，但主要集中在水面附近。4、駐波是怎樣形成的？有哪些基本特性？參考答案：形成：當(dāng)兩列振幅周期波長相等的正弦波相互反向傳播，并相遇（合成）時(shí)就會(huì)形成駐波。基本特征：1）波形不向外傳播。2）波節(jié)處（固定在x=±nλ/2，n=0，1，2，…）波面無升降，波節(jié)處水質(zhì)點(diǎn)只有水平方向運(yùn)動(dòng)分量指向波面上升一側(cè)；3）波腹處（固定在x=±[2n+1]λ/4，n=0，1，2，…）波面的振幅最大，最大振幅是合成前的2倍2a4）波面其他位置振幅介于波節(jié)和波腹之間，水質(zhì)點(diǎn)即具有水平運(yùn)動(dòng)分量也具有鉛直運(yùn)動(dòng)分量。5）波節(jié)兩側(cè)的升降總是相反的，且每半個(gè)周期升降輪換一次；6）t=±[2n+1]T/4（n=0，1，2，…）時(shí)，各處鉛直位移均等于零ζ≡0；此時(shí)各點(diǎn)的速度分量u、w均達(dá)到最大值；當(dāng)各點(diǎn)lζl達(dá)到最大時(shí)，各點(diǎn)的速度分量u、w均等于零。5、波群是怎樣形成的？有什么基本特性？參考答案：形成：當(dāng)兩列振幅相等、周期與波長相近、同向傳播的正弦波，相遇（合成）時(shí)就會(huì)形成波群?；咎卣鳎?）波形向外傳播，傳播速度（群速）與合成前相近。2）各點(diǎn)振幅在0-2a間不斷變化，最大振幅是合成前的兩倍。3）任一時(shí)刻，所有波峰點(diǎn)的連線稱為包絡(luò)線，包絡(luò)線外形類似豆莢，每個(gè)豆莢是由振幅不等的一群波峰構(gòu)成的。6、與簡單波動(dòng)相比有限振幅波有什么不同？參考答案：1）與簡單波動(dòng)相比有限振幅波具有較大的振幅，與實(shí)際海浪更接近。2）以斯托克斯波為例，a）波面為非簡諧曲線，對(duì)橫軸上下不對(duì)稱，水質(zhì)點(diǎn)平衡位置高于平均水面；b）水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡接近圓，但存在一個(gè)向前的凈位移（波流）導(dǎo)致海水的輸運(yùn)；c）波的動(dòng)能大于勢能。7、什么是開爾文波與羅斯貝波？（與短周期重力波對(duì)比理解）小振幅重力波、有限振幅波、以及風(fēng)浪和涌浪都忽略了地轉(zhuǎn)效應(yīng)。只受重力影響。故稱重力波。也稱短周期重力波。當(dāng)波動(dòng)周期接近或超過半擺日（12/sinφ小時(shí)）可認(rèn)定為周期很大，這時(shí)地轉(zhuǎn)效應(yīng)不可忽略，波動(dòng)同時(shí)受重力、壓強(qiáng)梯度力和科氏力的影響稱為長周期重力波。開爾文波與羅斯貝波都是這種長周期重力波。8、風(fēng)浪和涌浪是怎樣形成的？各有什么特征？參考答案：風(fēng)浪形成：是在當(dāng)?shù)仫L(fēng)作用下海面產(chǎn)生的；特征：波峰尖削，波峰線短，周期小，風(fēng)大常常破碎，分布不規(guī)律。風(fēng)應(yīng)力一旦消失風(fēng)浪即轉(zhuǎn)化為涌浪。涌浪形成：是由海面上其他海區(qū)傳來，或當(dāng)?shù)仫L(fēng)力迅速減小、平息后海面上遺留下來的波動(dòng)。特征：波面平坦光滑，波峰線長，周期波長較大，傳播規(guī)則。涌浪的生命力持久傳播距離驚人。9、什么是內(nèi)波？內(nèi)波劃分