《海洋及洋流規(guī)律》課件

海洋及洋流規(guī)律海洋是地球表面最大的水體，覆蓋了地球表面約71%。洋流是海洋中持續(xù)流動的水體，對地球的氣候、生物分布和航海活動有著重要影響。導(dǎo)言11.概述海洋是地球表面最大的水體，覆蓋了地球表面的71%。22.重要性海洋對地球氣候、生物多樣性和人類社會至關(guān)重要。33.研究意義理解海洋的規(guī)律，對于保護海洋環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展和人類福祉至關(guān)重要。海洋的主要特征廣闊無垠海洋覆蓋地球表面71%，是地球上最大的水體，擁有廣闊的面積和深度。生物多樣性海洋是地球上最大的生物棲息地，擁有豐富多樣的生物種類，包括魚類、海洋哺乳動物、珊瑚礁等。動態(tài)變化海洋是一個動態(tài)系統(tǒng)，洋流、潮汐、波浪等現(xiàn)象不斷發(fā)生，影響著海洋環(huán)境和氣候。深不可測海洋平均深度約為3688米，最深處馬里亞納海溝深度超過1萬米，蘊藏著豐富的礦產(chǎn)資源和未知生命形式。海洋的分類按深度分類海洋可分為深海區(qū)、半深海區(qū)、淺海區(qū)和濱海區(qū)，分別對應(yīng)不同深度。按地理位置分類可以將海洋劃分為四大洋：太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋，以及邊緣海和內(nèi)陸海。按溫度分類根據(jù)溫度可以將海洋分為熱帶海洋、亞熱帶海洋、溫帶海洋和寒帶海洋。按鹽度分類根據(jù)鹽度可以將海洋分為高鹽度海洋、中等鹽度海洋和低鹽度海洋。海水的組成及特性鹽類海水主要成分是鹽類，占溶解物質(zhì)的99.9%以上。氯化鈉是海水鹽類中最主要的成分。溶解氣體海水還溶解了大量氣體，包括氧氣、二氧化碳、氮氣等。這些氣體對海洋生物的生存至關(guān)重要。懸浮物質(zhì)海水中的懸浮物質(zhì)包括有機物質(zhì)、無機物質(zhì)和微生物等。這些物質(zhì)對海水的物理性質(zhì)和生物活動有重要影響。海水的基本物理性質(zhì)海水具有獨特的物理性質(zhì)，這些性質(zhì)決定了海洋環(huán)境的特點。1.03密度海水的密度略高于淡水，受溫度和鹽度影響。3.5%鹽度海水的鹽度是指每千克海水中溶解的鹽類總質(zhì)量，平均約為3.5%。1500m/s聲速海水的聲速約為1500米/秒，受溫度、鹽度和壓力影響。1.3x10^-3壓縮率海水的壓縮率是指在一定壓力下，體積變化的程度，約為1.3×10^-3。海水的溫度分布海水溫度隨深度增加而下降，但變化幅度會因地區(qū)和季節(jié)而異。海洋的鹽度海水中的鹽度是溶解在海水中各種鹽類的總量，通常以千分率表示。平均鹽度35‰最高鹽度40‰最低鹽度10‰鹽度受多種因素影響，例如蒸發(fā)量、降雨量、河流注入量以及洋流等。海洋中的營養(yǎng)鹽營養(yǎng)鹽是海洋生物生長必不可少的物質(zhì)，主要包括硝酸鹽、磷酸鹽和硅酸鹽等。它們主要來自陸地河流的輸入，以及深層海水上涌帶來的營養(yǎng)物質(zhì)。營養(yǎng)鹽的分布不均勻，主要集中在沿海地區(qū)、上升流區(qū)域和極地地區(qū)。營養(yǎng)鹽的含量對海洋生物的種類和數(shù)量有重要影響，也是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。海洋中的溶氧海洋中的溶氧是指溶解在海水中的氧氣，對海洋生物的生存至關(guān)重要。溶氧量受多種因素影響，包括溫度、鹽度、水深、洋流和生物活動等。溶氧量隨深度增加而逐漸降低，淺水區(qū)溶氧量較高，深水區(qū)溶氧量較低。海洋中的圈層結(jié)構(gòu)表層陽光照射，溫度較高，生物種類豐富。中層陽光微弱，溫度較低，生物種類相對較少。深層沒有陽光照射，溫度極低，壓力很大，生物種類稀少。底層海底沉積物，生物以分解者為主。海洋的流動系統(tǒng)海洋水體并非靜止的，而是處于不停運動之中。海洋的流動系統(tǒng)是海洋中各種水體運動的總稱，它包括風(fēng)生流、自然流、海洋環(huán)流、渦旋、內(nèi)波和潮汐等。1風(fēng)生流由風(fēng)力驅(qū)動形成的洋流2自然流由密度差異和地轉(zhuǎn)偏向力形成的洋流3海洋環(huán)流由風(fēng)力、密度差異和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用形成的洋流系統(tǒng)4渦旋海洋環(huán)流中的旋轉(zhuǎn)水體5內(nèi)波海洋中發(fā)生的波浪海洋的流動系統(tǒng)對全球氣候、海洋生物、海洋資源以及航海活動等方面都具有重要的影響。風(fēng)生流11.風(fēng)力驅(qū)動風(fēng)力是主要驅(qū)動力，推動海水運動形成風(fēng)生流。22.方向一致風(fēng)生流方向與風(fēng)向基本一致，但受地球自轉(zhuǎn)影響，存在偏移。33.表層現(xiàn)象主要影響海洋表層水體，深度有限，通常在幾百米以內(nèi)。44.全球分布遍布全球海洋，是全球性海洋表層環(huán)流的重要組成部分。自然流密度流密度流是由海水密度差異引起的。不同溫度、鹽度或含沙量的海水之間存在密度差異，導(dǎo)致海水流動。地轉(zhuǎn)流地轉(zhuǎn)流是指地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的科里奧利力與水平壓強梯度力平衡時形成的流動，是海洋中重要的洋流類型。補償流補償流是指由于海水流出或流入導(dǎo)致的水體重新分配而產(chǎn)生的流動，可以分為水平補償流和垂直補償流。海洋環(huán)流全球性環(huán)流海洋環(huán)流是全球性的，由多種因素驅(qū)動。環(huán)流模式對全球氣候、海洋生態(tài)系統(tǒng)影響巨大。環(huán)流類型主要分為表層環(huán)流和深層環(huán)流。表層環(huán)流主要受風(fēng)力驅(qū)動，深層環(huán)流主要受密度差異驅(qū)動。表層環(huán)流北半球環(huán)流北半球主要受盛行西風(fēng)和信風(fēng)影響，形成順時針方向的環(huán)流。南半球環(huán)流南半球主要受信風(fēng)和西風(fēng)影響，形成逆時針方向的環(huán)流。赤道洋流赤道洋流受信風(fēng)驅(qū)動，自東向西流動，位于赤道附近。西邊界流西邊界流位于大陸東側(cè)，受地球自轉(zhuǎn)偏向力的影響，形成強勁的暖流。深層環(huán)流深層環(huán)流由密度差異驅(qū)動，緩慢而持久。溫鹽環(huán)流主要受溫度和鹽度變化影響。全球影響對氣候調(diào)節(jié)和海洋生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要。海洋中的渦旋旋轉(zhuǎn)水體海洋渦旋是海洋中旋轉(zhuǎn)的水體，形成于各種尺度。能量傳遞它們是海洋能量傳遞的重要機制，影響水溫和鹽度分布。生態(tài)影響渦旋對海洋生態(tài)系統(tǒng)有重要影響，影響著浮游生物和魚類的分布。研究意義研究海洋渦旋有助于更好地理解海洋動力學(xué)和氣候變化。海洋中的內(nèi)波內(nèi)部波動內(nèi)波是在海洋內(nèi)部傳播的波動，由密度差異引起。形成原因內(nèi)波通常由潮汐、風(fēng)浪或海流引起，在密度分層的海水中傳播。影響因素內(nèi)波的傳播速度和方向受海水的密度分層、深度和地形影響。重要意義內(nèi)波可以將能量從海洋表面?zhèn)鬟f到深層，影響海洋的混合和物質(zhì)輸送。海洋中的潮汐周期性海面升降潮汐是海洋中的周期性海面升降現(xiàn)象，由月球和太陽的引力引起。規(guī)律變化潮汐通常每天出現(xiàn)兩次高潮和兩次低潮，時間和高度存在規(guī)律性變化。影響海平面潮汐導(dǎo)致海平面周期性漲落，影響海岸線形狀、海洋生物生活和航海安全。潮汐的類型半日潮一天出現(xiàn)兩次高潮和兩次低潮，兩次高潮高度幾乎相同，兩次低潮深度也幾乎相同。例如：中國東海沿岸。全日潮一天出現(xiàn)一次高潮和一次低潮，潮汐變化規(guī)律明顯。例如：北美大西洋沿岸?；旌铣币惶斐霈F(xiàn)兩次高潮和兩次低潮，但兩次高潮和兩次低潮的高度不同。例如：中國南海沿岸。潮汐的驅(qū)動月球引力月球引力是主要驅(qū)動因素，月球?qū)Φ厍虻囊?dǎo)致海水向月球方向隆起。太陽引力太陽引力也起作用，但比月球引力弱，形成的潮汐現(xiàn)象較小。地球自轉(zhuǎn)地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力也會影響潮汐，使海水在赤道方向略微隆起。潮汐對海洋的影響海洋生物潮汐變化影響生物繁殖和遷徙，許多海洋生物在潮間帶生存，適應(yīng)了潮汐帶來的變化。例如，潮間帶的螃蟹會在高潮時躲避在巖石縫隙中，低潮時出來覓食。海岸線潮汐塑造海岸線，形成潮汐灘涂、瀉湖等地貌，潮汐灘涂是重要的生態(tài)系統(tǒng)，為多種鳥類和魚類提供棲息地和食物。洋流潮汐力與地球自轉(zhuǎn)共同作用形成潮汐流，潮汐流對海洋環(huán)流有影響，尤其在近岸地區(qū)。海洋環(huán)境潮汐對海洋環(huán)境有影響，例如，潮汐帶來新的水體，更新海水，增加溶解氧，有利于海洋生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。海洋中的聲波傳播聲波傳播聲波在海洋中以不同的速度傳播，取決于海水溫度、鹽度和深度。反射和折射聲波遇到不同密度介質(zhì)時會發(fā)生反射和折射，導(dǎo)致聲波傳播方向改變。聲納應(yīng)用聲納技術(shù)利用聲波在水中的傳播特性，用于探測海洋深度、識別海洋生物等。聲波在海洋中的特性11.衰減聲波在水中傳播時會受到海水吸收和散射的影響，導(dǎo)致聲波能量衰減。22.折射由于海水溫度和鹽度不同，聲波在傳播過程中會發(fā)生折射，導(dǎo)致聲波路徑發(fā)生彎曲。33.反射聲波遇到海水中的不同介質(zhì)界面時會發(fā)生反射，例如海面、海底、水體中的生物和沉積物等。44.散射聲波在傳播過程中遇到水中的懸浮顆粒、氣泡或生物體等障礙物時會發(fā)生散射，導(dǎo)致聲波能量分散。聲波反射和折射聲波反射聲波遇到不同密度的介質(zhì)界面時會發(fā)生反射，反射角等于入射角。聲波折射聲波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，傳播方向會發(fā)生改變，稱為折射。聲波速度變化聲波在不同介質(zhì)中傳播速度不同，因此在不同介質(zhì)界面處會發(fā)生折射。海洋中的聲波傳播海洋中的聲速受溫度、鹽度和壓力的影響，導(dǎo)致聲波傳播路徑發(fā)生變化。聲波在海洋中的應(yīng)用水下探測聲波探測技術(shù)用于探測海洋深度、海底地形，以及尋找沉船等目標(biāo)。海洋生物研究聲波可以用來研究海洋生物的分布、行為和活動規(guī)律。海洋資源開發(fā)聲波探測技術(shù)用于尋找海底礦產(chǎn)資源，例如石油、天然氣等。水下通訊聲波通訊技術(shù)用于在水下傳遞信息，例如用于潛艇之間的通信。海洋觀測技術(shù)1衛(wèi)星遙感獲取海面溫度、鹽度、海平面高度等數(shù)據(jù)2海洋浮標(biāo)測量海面溫度、鹽度、海流等數(shù)據(jù)3聲學(xué)探測探測海洋深度、海底地形、海洋生物等4水下機器人進行水下觀測、取樣、作業(yè)海洋觀測技術(shù)廣泛應(yīng)用于海洋科學(xué)研究、海洋資源開發(fā)、海洋環(huán)境保護、海洋災(zāi)害預(yù)報等領(lǐng)域。這些技術(shù)的發(fā)展推動了我們對海洋的了解和認(rèn)識，為我們更好地利用海洋資源和保護海洋環(huán)境提供了重要的基礎(chǔ)。海洋觀測的目標(biāo)11.了解海洋環(huán)境監(jiān)測海洋溫度、鹽度、洋流等參數(shù)，掌握海洋環(huán)境變化規(guī)律。22.保護海洋資源評估海洋生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，為海洋資源管理提供依據(jù)。33.預(yù)防海洋災(zāi)害及時預(yù)警臺風(fēng)、海嘯等海洋災(zāi)害，保障人民生命財產(chǎn)安全。44.促進海洋開發(fā)為海洋漁業(yè)、能源開發(fā)、航運等提供科學(xué)數(shù)據(jù)支持。海洋觀測的手段衛(wèi)星遙感從太空觀測海面溫度、鹽度和海流。船舶觀測使用各種儀器測量水溫、鹽度、深度和海流。浮標(biāo)觀測部署在海洋中，持續(xù)測量海面和水下的環(huán)境參數(shù)。水下機器人