海洋學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

第二章海洋學(xué)基本知識(shí)第一節(jié)海流第二節(jié)海浪第三節(jié)海冰2022/12/2第1頁，共74頁。海洋學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)基本概念和知識(shí)點(diǎn)：洋、海；海灣；海峽。2022/12/2第2頁，共74頁。海洋概況海洋的面積占地表總面積的71％，海水的密度一般為1.01～1.03gcm-3，平均鹽度為35‰。洋(Ocean)：海洋的中心部分叫洋。根據(jù)岸線的輪廓、底部起伏和水文特征，將世界大洋分為太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋四大洋。2022/12/2第3頁，共74頁。太平洋:東西寬約19000km，南北最長約16000km，面積約1.8億平方千米，占世界海洋總面積的50%，超過了世界陸地面積的總和。平均深度為3957m，馬里亞納海溝的最深處可達(dá)11034m。大西洋:面積為9336.3萬平方千米，約占海洋總面積的25.4%。平均深度為3627m，最大深度為9219m。印度洋:總面積7491.7萬平方千米，約為海洋總面積的1/5。平均深度為3897m，最深為7729m。北冰洋:大致以北極圈為中心，面積僅為1500萬平方千米，不到太平洋的十分之一。是世界大洋中最小的平均深度為1097m，最深為5499m。2022/12/2第4頁，共74頁。海(Sea)：大洋靠近大陸邊緣部分，海的面積只占海洋總面積的11%，一般深度淺，水色低（渾濁），透明度小，季節(jié)變化顯著。沒有獨(dú)立的海流系統(tǒng)和潮波系統(tǒng)，多數(shù)受大洋影響，我國東南海岸面臨四海。渤海：為我國的內(nèi)陸海，自老鐵山經(jīng)廟島與蓬萊角聯(lián)線，分割黃海，面積約9萬7千平方千米，平均水深18米。黃海：北起鴨綠江口，南從長江口北岸至濟(jì)州島與東海分開，面積42萬平方千米，平均水深44米。東海：南自南澳島與臺(tái)灣島的鵝鑾鼻分隔南海，面積75萬平方千米，平均水深349米。南海：南靠加里曼丹島，東臨菲律賓，西接印支半島，面積350多萬平方千米，平均深度1000米以上。我國擁有300萬平方千米的海洋國土和約1.9萬千米的海岸線。

2022/12/2第5頁，共74頁。海灣

(Gulf、Bay):洋或海的一部分延伸入大陸，其深度和寬度逐漸減小的水域稱為灣。灣內(nèi)潮差大。海峽

(Strait、Channel):海洋中相鄰海區(qū)之間寬度較窄的水道稱為海峽。世界上可通航的海峽約有130個(gè)，其中較重要的有40多個(gè)。海峽的特點(diǎn)是流急、速大、多渦旋。2022/12/2第6頁，共74頁。第一節(jié)海流基本概念和知識(shí)點(diǎn)：海流基本知識(shí)；海流的分類；大洋環(huán)流；重點(diǎn)：風(fēng)海流；地轉(zhuǎn)流；補(bǔ)償流；世界大洋表層風(fēng)海流的分布；我國近海的海流。2022/12/2第7頁，共74頁。海流（OceanCurrent）1.海流的定義海流定義:是指海洋中的海水具有相對(duì)穩(wěn)定速度的流動(dòng)，它是海水運(yùn)動(dòng)的形式之一。流向:

海流的方向是指去向，常用8個(gè)方位或以度為單位表示。例如，由西向東的流，流向?yàn)?00，稱為東流。海流的主軸是指海流流動(dòng)方向上流速最大點(diǎn)的連線。海流的規(guī)模常用流幅來表示，流幅是指垂于主軸的水平寬度和上下厚度。海流的強(qiáng)弱常用平均流速或平均流量表示。流速:

流速的單位常用Kn（節(jié)）和nmile/d（海里/日）表示。2022/12/2第8頁，共74頁。

海流傳真圖海流一般變化緩慢，比較穩(wěn)定，常見的有旬和月兩種海流圖。圖為東京JMH臺(tái)發(fā)布的1989年7月中旬的表層海流圖。圖中箭矢表示流向，不同形式的箭桿表示不同流速。黑潮親潮對(duì)馬暖流海流的表示方法（理解）2022/12/2第9頁，共74頁。海流流線圖圖中將海域分為11的網(wǎng)格，每個(gè)方格中的箭矢表示該月的合成海流方向，左下角數(shù)字表示該月總觀測次數(shù)，右上角數(shù)字表示該區(qū)域內(nèi)的平均流速（kn），方格內(nèi)不標(biāo)數(shù)字的是季節(jié)合成流。該月總觀測次數(shù)平均流速2022/12/2第10頁，共74頁。海流花圖海流花（CurrentRose）圖:矢向表示各網(wǎng)格區(qū)中該方向上的流向，矢量長度表示該方向流速出現(xiàn)的頻率。平均流速則以矢量的粗細(xì)或者不同形式的箭矢表示。例如，圖中，圈內(nèi)數(shù)字87表示觀測次數(shù)，其中流速小于6nmile／d的占6％。東南流有三種流速：流速6～12nmile／d的占14％，流速25～48nmile／d的占15％，流速49～72nmile／d的占15％。本月東南流占總數(shù)的44％，各個(gè)方向的流速≥6nmile／d的流加起來總數(shù)占95％。這種圖多見于航海氣候資料中。東南流平均流速頻率2022/12/2第11頁，共74頁。2.海流的分類1）海流按其成因分為:風(fēng)海流、地轉(zhuǎn)流、補(bǔ)償流和潮流。風(fēng)海流是海洋上最主要的海流，其強(qiáng)度較強(qiáng)。風(fēng)海流是在海面風(fēng)作用下形成的海水流動(dòng)。海流的成因主要是盛行風(fēng)帶、地轉(zhuǎn)偏向力、和海陸地形分布等因子共同作用的結(jié)果。實(shí)際上由單一原因產(chǎn)生的海流極少，往往是幾個(gè)因子共同作用的結(jié)果，但有主次，近海以潮流為主，外海多風(fēng)海流和梯度流。2022/12/2第12頁，共74頁。風(fēng)海流(WindCurrent)

：包括風(fēng)生流和漂流，是在海面風(fēng)作用下形成的海水水平方向的流動(dòng)。通常將大范圍盛行風(fēng)所引起的流向、流速常年都比較穩(wěn)定的風(fēng)海流稱為定海流，亦稱為漂流或吹流。而將某一短期天氣過程或陣風(fēng)形成的海流稱為風(fēng)生流。其流速和流向隨風(fēng)向、風(fēng)速而變化。(1)風(fēng)海流(WindCurrent)2022/12/2第13頁，共74頁。表層風(fēng)海流的流向：在無限深海中，由于地轉(zhuǎn)偏向力作用，表層風(fēng)海流的流向在北半球偏于風(fēng)去向之右約45，在南球偏于風(fēng)去向之左約45。2022/12/2第14頁，共74頁。表層風(fēng)海流的流速:無限深海的風(fēng)海流表層流速可用下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

m/s式中：V0為流速（kn），W為海面風(fēng)速（m/s），φ為緯度。此式表明：漂流的流速與海面風(fēng)速成正比，與所在緯度正弦的平方根成反比。

2022/12/2第15頁，共74頁。風(fēng)海流隨深度的變化在淺海中，流向與風(fēng)向幾乎一致。風(fēng)海流流向隨深度增加向右偏轉(zhuǎn)（北半球），流速隨深度增加逐漸減小。（見圖）2022/12/2第16頁，共74頁。(2)地轉(zhuǎn)流及其他類型海流地轉(zhuǎn)流又稱梯度流。它是指當(dāng)海面發(fā)生傾斜時(shí)，海水的水平壓強(qiáng)梯度力和水平地轉(zhuǎn)偏向力平衡時(shí)的穩(wěn)定海流。按引起等壓面傾斜的原因不同，分為傾斜流和密度流。密度流(DensityCurrent)：由于海水密度分布不均勻引起等壓面傾斜而產(chǎn)生的梯度流。測者背流而立，右側(cè)等壓面高，密度?。囟雀撸髠?cè)等壓面低，密度大（溫度低）,（南半球相反）。傾斜流(SlopeCurrent)：是在不均勻的外壓場作用下的梯度。海洋上大氣壓分布不均勻，使海面發(fā)生傾斜而產(chǎn)生海水的流動(dòng)。測者背流而立，右側(cè)等壓面高，左側(cè)等壓面低。傾斜度越大，水平壓力梯度越大，流速就越大。

2022/12/2第17頁，共74頁。補(bǔ)償流(CompensationCurrent)：某處海水流失，其它地方的海水流過來補(bǔ)充，稱為補(bǔ)償流。補(bǔ)償流既有水平方向的，也有垂直方向的。在有上升流的海區(qū)出現(xiàn)低溫。潮流(TidalCurrent)：潮波運(yùn)動(dòng)中水質(zhì)點(diǎn)沿水平方向的周期運(yùn)動(dòng)。在大洋上，潮流的量值極小，主要考慮風(fēng)海流，在近海，潮流的量值不可忽視，常有強(qiáng)大的潮流。航海學(xué)中詳述。2022/12/2第18頁，共74頁。2）按海流的溫度分類：暖流(WarmCurrent)：流動(dòng)水團(tuán)的溫度比它所流經(jīng)海區(qū)的水溫高稱暖流。一般從低緯向高緯流動(dòng)的海流為暖流。冷流(ColdCurrent)：流動(dòng)水團(tuán)的溫度比它所流經(jīng)海區(qū)的水溫低稱冷流。一般從高緯向低緯流動(dòng)的海流為冷流。中性流(NeutralCurrent)：流動(dòng)水團(tuán)的溫度比它所經(jīng)過海區(qū)的水溫相差不大稱中性流，一般東西向的流。按照海流方向與海岸的相對(duì)位置：可以分為向岸流、離岸流和沿岸流。

2022/12/2第19頁，共74頁。二、世界大洋表層海流模式1.信風(fēng)流和赤道逆流：在赤道區(qū)有一支從東向西的海流，即北赤道海流（NEC）和南赤道海流(SEC)，南北赤道海流之間有一支從西向東的赤道逆流。2.西邊界流和西風(fēng)漂流：在西風(fēng)帶中，海流基本上自西向東流，西邊界流大多來自熱帶洋面，水溫高，流速大，是較強(qiáng)的暖流。在南半球三大洋的西風(fēng)海流彼此溝通，形成一個(gè)連續(xù)的水環(huán)。又稱西風(fēng)漂流。3.東邊界流：西風(fēng)漂流在大洋東岸流向低緯的海流。東邊界流流動(dòng)緩慢，幅度寬廣具有寒流性質(zhì)。4.大洋兩岸的海流在強(qiáng)度上不對(duì)稱，大洋西邊界的海流比東邊界的海流窄而強(qiáng)。如墨西哥灣流和黑潮均為強(qiáng)暖流。2022/12/2第20頁，共74頁。北太平洋主要海流北赤道海流→黑潮→北太平洋海流→加利副尼亞海流，構(gòu)成北太平洋中低緯順時(shí)針環(huán)流系統(tǒng)；北太平洋海流→阿拉斯加?！⒘羯旰Ａ鳌H潮，構(gòu)成北太平洋中高緯逆時(shí)針環(huán)流系統(tǒng)；南太平洋主要海流南赤道流→東澳大利亞暖流→西風(fēng)漂流→秘魯海流，構(gòu)成南太平洋逆時(shí)針環(huán)流系統(tǒng)。2022/12/2二、世界大洋表層海流模式第21頁，共74頁。北大西洋主要海流在中低緯地區(qū)，由北赤道海流→安的列斯海流→墨西哥灣流→北大西洋海流-加那利海流形成北大西洋中低緯海域的順時(shí)針環(huán)流系統(tǒng)；北大西洋海流→愛爾明格海流→拉布拉多海流，構(gòu)成北大西洋上中高緯度的逆時(shí)針環(huán)流系統(tǒng)。南大西洋主要海流南赤道海流→巴西海流→西風(fēng)漂流→本格拉寒流，構(gòu)成南大西洋反時(shí)針環(huán)流系統(tǒng)。2022/12/2第22頁，共74頁。北印度洋主要海流北印度洋海流屬于季風(fēng)環(huán)流系統(tǒng)：在東北季風(fēng)期間，由西南季風(fēng)流和赤道逆流相接，形成北印度洋冬季反時(shí)針方向的環(huán)流流系。在西南季風(fēng)期間，由東北季風(fēng)流、南赤道海流和索馬里海流組成北印度洋夏季順時(shí)針方向的環(huán)流流系。南印度洋主要海流主要由南赤道流→馬達(dá)加斯加海流→西風(fēng)漂流→西澳大利亞海流組成一個(gè)反時(shí)針方向海流系統(tǒng)。2022/12/2第23頁，共74頁。DistributionofCurrentintheworldOcean2022/12/2第24頁，共74頁。紅海和亞丁灣的海流：在東北季風(fēng)期間，亞丁灣是西向海流，過曼德海峽進(jìn)入紅海；在西南季風(fēng)期間，亞丁灣是東向海流，紅海海流過曼德海峽進(jìn)入亞丁灣。地中海和黑海的海流：地中海和黑海的海流系統(tǒng)呈逆時(shí)針方向流動(dòng)，其中非洲沿?；旧鲜菛|流，歐亞沿海是西流。2022/12/2第25頁，共74頁。3.中國近海的海流中國近海海流渤海、黃海和東海海流外海暖流：臺(tái)灣暖流、對(duì)馬暖流、黃海暖流。黃海暖流冬強(qiáng)夏弱，北進(jìn)南出，從渤海海峽北部流入渤海，南岸流出。沿岸冷流：遼南沿岸流、遼東沿岸流、渤海沿岸流、蘇北沿岸流和閩浙沿岸流等組成。自北向南流動(dòng)。2022/12/2第26頁，共74頁。南海海流主要受季風(fēng)影響，在東北季風(fēng)期間大部分地區(qū)為西南流。在西南季風(fēng)期間大部分地區(qū)為東北流。2022/12/2第27頁，共74頁。327下列正確的說法是___________．A．海流對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)有較大影響B(tài)．強(qiáng)大的海流對(duì)天氣和氣候有顯著影響C．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)328海洋上最主要的海流是___________．A．風(fēng)海流B．地轉(zhuǎn)流C．補(bǔ)償流D．潮流329風(fēng)海流分為___________．A．定海流，風(fēng)生流B．地轉(zhuǎn)流，補(bǔ)償流C．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)2022/12/2第28頁，共74頁。330在盛行西風(fēng)帶中海流流向大致是___________．A．自北向南B．自南向北C．自東向西D．自西向東331北半球NE信風(fēng)帶的海流___________．A．向西流動(dòng)B．向東流動(dòng)C．向西南流動(dòng)D．向西北流動(dòng)332表層風(fēng)海流的大小___________．A．與海面風(fēng)速成正比B．與緯度的正弦平方根成反比C．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)2022/12/2第29頁，共74頁。333北半球表層風(fēng)海流的流向偏向風(fēng)的去向之右約___________．A．15°B．28°C．45°D．67．5°334表層風(fēng)海流的流向與風(fēng)向的關(guān)系為___________．A．北半球偏向風(fēng)的去向之右約45°B．南半球偏向風(fēng)的去向之左約45°C．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)335若風(fēng)向?yàn)镹E風(fēng)，則表層風(fēng)海流的流向應(yīng)為___________．A．在北半球?yàn)槲髁鰾．在南半球?yàn)槟狭鰿．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)336風(fēng)海流的流向隨著深度的增加，___________．A．在北半球逐漸向右偏轉(zhuǎn)，流速逐漸變小B．在南半球逐漸向左偏轉(zhuǎn)，流速逐漸變小C．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)2022/12/2第30頁，共74頁。337背密度流而立，___________．A．在北半球，密度小的高溫水域在右，密度大的低溫水域在左B．在南半球，密度小的高溫水域在左，密度大的低溫水域在右C．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)338背傾斜流而立，___________．A．在北半球，等壓面海面右側(cè)高，左側(cè)低B．在南半球，等壓面海面左側(cè)高，右側(cè)低C．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)339下列正確的說法是___________．A．在近海，潮流的量值極小，主要考慮風(fēng)海流B．在近海，潮流的量值不可忽視，常有強(qiáng)大的潮流C．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)2022/12/2第31頁，共74頁。第二節(jié)海浪（SeaWave)基本概念和知識(shí)點(diǎn)：海浪概述；波浪要素；波浪的分類；各種波浪特征；重點(diǎn)：風(fēng)浪、涌浪和近岸浪；H1/3有效波高；流波效應(yīng)和海氣溫差對(duì)波浪的影響；2022/12/2第32頁，共74頁。海浪（SeaWave)一、波浪概述海浪是海水運(yùn)動(dòng)的重要形式之一，對(duì)船舶航行有極大的影響。大的海浪造成航速下降，舵效降低，甚至停止不前；在狂濤巨浪中還會(huì)出現(xiàn)“中垂”或“中拱”使船體結(jié)構(gòu)變形，嚴(yán)重時(shí)造成船體斷裂，導(dǎo)致重大海難事故。海浪按其形成原因分為：風(fēng)浪、涌浪、近岸浪、內(nèi)波、潮汐波、海嘯、風(fēng)暴潮等。2022/12/2第33頁，共74頁。1.波浪要素

1、波峰――波面的最高點(diǎn)。

2、波谷――波面的最低點(diǎn)。

3、波高（H）――相鄰波峰與波谷之間的垂直距離。

4、波幅（a）――波高的一半，a=H/2。

5、波長（λ）――相鄰兩波峰或相鄰兩波谷之間的水平距離。

6、波陡（δ）――波高與波長之比，δ＝H/λ。

7、周期（T）――相鄰的兩波峰或兩波谷相繼通過一固定點(diǎn)所需要的時(shí)間。

8、頻率（f）――周期的倒數(shù)，f＝1/T。

9、波速（C）――波峰或波谷在單位時(shí)間內(nèi)的水平位移（波形傳播的速度），C＝λ/T

10、波峰線――通過波峰垂直于波浪傳播方向的線。

11、波向線――波形傳播的方向線，垂直于波峰線。

2022/12/2第34頁，共74頁。2022/12/2第35頁，共74頁。2.波浪的分類（按波長與水深關(guān)系分類）1、深水波是指水深大于1/4個(gè)波長處水域的波浪，波長遠(yuǎn)小于水深的波。其水面附近的水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)比較顯著，水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)近似為一圓形，而波動(dòng)隨深度的增加而逐漸微弱甚至靜止。其傳播速度只取決于波長，而與水的深度無關(guān)。2、淺水波是指水深小于波長1/20水域的波浪，波長遠(yuǎn)大于海深的波。傳播速度與波長無關(guān)，僅決定于水深。淺水波中波浪水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡是橢圓形。2022/12/2第36頁，共74頁。

水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)于波形傳播的關(guān)系

理論上證明：深水波中海面上水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡是以波高為直徑的圓，在還面以下其直徑以指數(shù)形式迅速減小。淺水波中水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡為橢圓。2022/12/2第37頁，共74頁。2.波浪的分類（按周期和成因分類）1.風(fēng)浪和涌浪：由風(fēng)直接作用而引起的波浪稱為風(fēng)浪。風(fēng)浪離開風(fēng)區(qū)傳至遠(yuǎn)處或者風(fēng)區(qū)中風(fēng)停息后所留下來的風(fēng)浪，稱為涌浪。2.風(fēng)暴潮：由于氣象原因，如臺(tái)風(fēng)，風(fēng)暴等引起的海面異常升高現(xiàn)象稱風(fēng)暴潮，亦稱風(fēng)暴海嘯。3.地震波：由于海底或海岸附近發(fā)生的地震或火山爆發(fā)所形成的波動(dòng)。亦稱海嘯。4.

潮汐波：由于天體引潮力作用所產(chǎn)生的波動(dòng)。5.氣壓波：相鄰海區(qū)的氣壓不同而產(chǎn)生的波動(dòng)。6.內(nèi)波：不同密度的水層界面處而產(chǎn)生的波動(dòng)。2022/12/2第38頁，共74頁。二、風(fēng)浪涌浪和近岸浪風(fēng)浪(WindWave)

：

由風(fēng)直接作用引起的水面波動(dòng)，稱為風(fēng)浪。風(fēng)浪特征：周期較短，波面不規(guī)則，波長短。波向與風(fēng)向一致，波高取決于風(fēng)力、風(fēng)區(qū)、風(fēng)時(shí)。風(fēng)浪成長與風(fēng)速，風(fēng)時(shí)和風(fēng)區(qū)的關(guān)系:風(fēng)速：一般風(fēng)速越大產(chǎn)生的風(fēng)浪也越大。這只適用于風(fēng)時(shí)和風(fēng)區(qū)不受限制時(shí)。風(fēng)時(shí)：同一方向的風(fēng)連續(xù)作用的時(shí)間。一般對(duì)水面持續(xù)作用的時(shí)間越長，海水所獲得的動(dòng)能越大，風(fēng)浪也越大。風(fēng)區(qū)：指風(fēng)在海上吹過的距離。風(fēng)區(qū)的大小對(duì)風(fēng)浪的成長起著不可忽視的作用，若風(fēng)區(qū)的長度不夠，風(fēng)浪也不能充分發(fā)展。2022/12/2第39頁，共74頁。風(fēng)浪的三種狀態(tài)過渡狀態(tài)：風(fēng)吹到大洋上，風(fēng)浪隨著時(shí)間的增長而增大。風(fēng)浪的成長取決于風(fēng)時(shí)長短。定常狀態(tài)：指恒定的風(fēng)長時(shí)間吹在有限的水域上，使海面各點(diǎn)的風(fēng)浪要素趨于穩(wěn)定。風(fēng)浪的過渡狀態(tài)風(fēng)浪隨風(fēng)區(qū)長度的分布2022/12/2第40頁，共74頁。風(fēng)浪充分成長狀態(tài)：風(fēng)速越大，風(fēng)時(shí)越長，風(fēng)浪就越發(fā)展。但風(fēng)浪的發(fā)展不是無限的，當(dāng)波陡H/λ接近1/7時(shí)，波浪開始破碎。這是因?yàn)轱L(fēng)傳給風(fēng)浪的能量，一部分用于增大波高，一部分消耗于渦動(dòng)引起的摩擦，當(dāng)風(fēng)傳給風(fēng)浪的能量與渦動(dòng)摩擦消耗的能量相平衡時(shí)，風(fēng)浪不再繼續(xù)增大，即風(fēng)浪達(dá)到極限狀態(tài)，這種狀態(tài)稱為風(fēng)浪充分成長。風(fēng)浪成長主要與風(fēng)速、風(fēng)區(qū)和風(fēng)時(shí)有關(guān)。另外還受水深及海域特征等因素影響。2022/12/2第41頁，共74頁。2.涌浪(Swell):

涌浪是指風(fēng)浪離開風(fēng)區(qū)后傳到遠(yuǎn)處，或風(fēng)區(qū)里的風(fēng)停息后所遺留下的波浪。涌浪特征：波形規(guī)則，波面光滑，波速較快，波長和周期較大，波陡小。涌浪傳播過程中,在波高衰減的同時(shí)，波長和周期增大,波速加快,比風(fēng)暴的移速快很多,可以作風(fēng)暴來臨的先兆，亦稱先行波。2022/12/2第42頁，共74頁。3.近岸浪

(CoastalWave)：當(dāng)波浪傳到沿岸淺水區(qū)，波長變短，波高增大，水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度不等，在波谷處，由于水淺，水質(zhì)點(diǎn)受海底摩擦影響，其速度慢于波峰處水質(zhì)點(diǎn)的速度，使波峰超過波谷，波形前側(cè)變得陡峭突出，后側(cè)變得平緩，從而使波浪發(fā)生倒卷和破碎。2022/12/2第43頁，共74頁。4.波高的測算：有效波高平均波高：Hp=（H1+H2+H3+…Hn）/n，其中n為觀測到的波的總個(gè)數(shù)，H1，H2，...Hn為各實(shí)測波的波高。部分大波的平均波高：將觀測到的波高按大小排列起來，取最高的一部分波的波高計(jì)算平均值，稱為部分大波的平均波高。一般計(jì)算H1/100，H1/10，H1/3，它們的意義是，若觀測1000個(gè)波，則分別代表其中最高的10，100，333個(gè)波的平均波高（有效波高）。有效波高H1/3：是波浪預(yù)報(bào)的一個(gè)重要指標(biāo)。2022/12/2第44頁，共74頁。有效波高H1/3設(shè)有效波高H1/3為一個(gè)單位，則其他幾種統(tǒng)計(jì)波高與H1/3的比值如下：H：0.63；H1/3：1.0；H1/10：1.27；H1/100：1.61；H1/1000：1.94由此可知，H1/3大于平均波高，在100個(gè)連續(xù)波中有一個(gè)大波的波高超過H1/3的1.5倍稍多些，在1000個(gè)連續(xù)波中有一個(gè)大波的波高接近H1/3的2倍。合成波高：H=√HW2+HS2（風(fēng)浪波高和涌浪波高的合成波高）2022/12/2第45頁，共74頁。三、流波效應(yīng)和海氣溫差對(duì)波浪的影響流波效應(yīng):

波浪與海流成一定角度時(shí)，海流會(huì)影響波浪的波高、波速和傳播方向等。當(dāng)波浪與海流相向或接近于相向時(shí)，波高會(huì)增大20～30%（流速為2～3kn，風(fēng)速為10～15m/s）。如黑潮流域上冬季風(fēng)形成的波浪常增大。海氣溫差:

在風(fēng)速相等的情況下，氣溫低于海溫時(shí)的波高比海氣溫度相等時(shí)的大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，氣溫比海溫每低1℃，波高增大約5%。如氣溫比海溫每低1℃，波高增大約5%。在冬季西北太平洋中高緯海域，強(qiáng)盛的鋒面氣旋，氣溫低于海溫，加之流波效應(yīng)，有時(shí)出現(xiàn)比預(yù)料高2-3倍的異常大浪，是海事多發(fā)的海域，有“魔鬼海域”之稱。2022/12/2第46頁，共74頁。47四、世界大洋上的狂風(fēng)惡浪海域冬季，北太平洋和北大西洋中高緯（30-60N

）中高緯海域位于盛行西風(fēng)帶內(nèi)，且與極鋒平均位置重合，其上多鋒面氣旋活動(dòng)，風(fēng)大浪急。中高緯海域西部是強(qiáng)大冷暖海流交匯處，加劇鋒面和氣旋的形成及強(qiáng)烈發(fā)展。兩大洋中高緯駐留永久性低壓中心（阿留申和冰島低壓），使周圍海域風(fēng)力強(qiáng)勁。比斯開灣（北大西洋）:處于西風(fēng)帶中，海灣地形水深，波流效應(yīng)。夏季，北印度洋：西南季風(fēng)南半球整個(gè)咆哮西風(fēng)帶好望角（南半球咆哮西風(fēng)帶）：西風(fēng)帶，岬角效應(yīng)。第47頁，共74頁。48五、中國近海風(fēng)與浪的分布特征風(fēng)的分布冬季風(fēng)：渤海、黃海吹西北或北風(fēng)，東海南部、南海北部和中部為東北風(fēng)，南海南部為偏北風(fēng)。夏季風(fēng)：20°N以南為西南風(fēng)，20°N以北為東南風(fēng)。浪的分布冬季以偏北向浪為主，夏季以偏南向浪為主。各海區(qū)平均波高0.5～3.0m之間。大浪位置與高頻中心與大風(fēng)區(qū)基本吻合。盛行風(fēng)頻率：東海最高，南海次之，黃、渤海最低。8級(jí)大風(fēng)日數(shù)：東海沿岸最多，黃、渤海沿岸次之，南海沿岸最少。第48頁，共74頁。群波(GroupofWaves)：海洋中的波浪常以“群”的形式出現(xiàn)，通常稱為群波。設(shè)兩列波向、振幅相同，波長和周期稍有差別的正弦波相互疊加，疊加以后的合成波形如下圖。六、海嘯、風(fēng)暴潮、內(nèi)波、群波和駐波

2022/12/2第49頁，共74頁。

駐波

(StandingWave)：由兩列波向相反的正弦波疊加，可以得到一種波形不向前傳播的波，波面只在原地振動(dòng)，稱為駐波。海濱峭壁處常出現(xiàn)駐波，臺(tái)風(fēng)眼區(qū)的“金字塔浪”就是駐波。波腹處的水質(zhì)點(diǎn)只作垂直運(yùn)動(dòng)，波節(jié)處的水質(zhì)點(diǎn)只做水平運(yùn)動(dòng)。2022/12/2第50頁，共74頁。314在同一海域___________．A．風(fēng)浪向總是與海面風(fēng)向相同B．涌浪向與海面風(fēng)向可能成任意角度C．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)315根據(jù)有關(guān)規(guī)定，船舶觀測海浪時(shí)應(yīng)___________．A．對(duì)風(fēng)浪和涌浪分別進(jìn)行觀測和記錄B．對(duì)風(fēng)浪和涌浪的合成波進(jìn)行觀測和記錄C．選擇風(fēng)浪和涌浪兩者波高大者進(jìn)行觀測和記錄D．對(duì)有效波高H1/3進(jìn)行觀測和記錄316涌浪是指___________．A．風(fēng)浪離開風(fēng)區(qū)傳至遠(yuǎn)處的波浪B．風(fēng)區(qū)里風(fēng)停息后遺留下來的波浪C．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)317實(shí)際海浪的波面形狀很接近___________．A．正弦波B．余弦波C．群波D．駐波第51頁，共74頁。318關(guān)于深水波下列正確的說法是___________．A．海面上水質(zhì)點(diǎn)的軌跡是以波高為直徑的橢圓B．當(dāng)水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高位置，即波鋒到達(dá)時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向與波向相反C．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)319當(dāng)風(fēng)速為20節(jié)風(fēng)力5級(jí)時(shí)，風(fēng)浪充分成長所需要的最小風(fēng)區(qū)和風(fēng)時(shí)約為__________．A．75海里，10小時(shí)B．280海里，23小時(shí)C．710海里，42小時(shí)D．1400海里，68小時(shí)320當(dāng)風(fēng)速為30節(jié)風(fēng)力7級(jí)時(shí)，風(fēng)浪充分成長所需要的最小風(fēng)區(qū)和風(fēng)時(shí)約為___________．A．75海里，10小時(shí)B．280海里，23小時(shí)C．710海里，42小時(shí)D．1400海里，68小時(shí)321當(dāng)波浪由深水區(qū)傳至淺水或近岸區(qū)域，___________．A．波向可能會(huì)轉(zhuǎn)折，出現(xiàn)折射、繞射、反射等B．波長增大，波高減小，波面變緩，卷倒和破碎C．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)第52頁，共74頁。322我國沿海風(fēng)暴潮嚴(yán)重多發(fā)區(qū)是___________．A．汕頭至珠江口B．舟山群島至長江口C．膠州灣D．渤海海峽323海嘯主要是由___________．A．淺源地震引起的B．強(qiáng)風(fēng)暴引起的C．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)324波浪分析圖上的等波高線是___________．A．風(fēng)浪高B．涌浪高C．有效波高H1/3D．風(fēng)浪與涌浪的合成波高325大洋波浪分析圖上的主波向常用═﹥表示，其含義是表示___________．A．風(fēng)浪的方向B．涌浪的方向C．風(fēng)浪和涌浪的合成波方向D．風(fēng)浪和涌浪中波高較大者的方向326目前世界各國發(fā)布的波浪預(yù)報(bào)傳真圖時(shí)效通常為___________．A．6~12小時(shí)B．24~36小時(shí)C．48~72小時(shí)D．1周第53頁，共74頁。第四節(jié)海溫和海冰基本概念和知識(shí)點(diǎn)：表層海溫分布；我國近海的水溫；海溫的日年變化。海冰；冰山；冰山的漂移規(guī)律；船體積冰；海洋污染。重點(diǎn)：冰山；冰山和浮冰的漂移規(guī)律；船體積冰。2022/12/2第54頁，共74頁。海冰情況第55頁，共74頁。海冰情況1月11日黃河海港外海冰第56頁，共74頁。海冰情況2010年1月8日海冰遙感照片第57頁，共74頁。海溫(Sea-waterTemperature)

一、海溫：表示海水冷熱程度的物理量稱為海水溫度，簡稱海溫。海溫的高低取決于太陽輻射、海面輻射、蒸發(fā)、海流和海水的垂直運(yùn)動(dòng)等多種因素。1．表層海溫分布:整個(gè)海洋的年平均溫度變化不大。年平均表層水溫太平洋最高為19.1℃，印度洋次之為17.0℃，大西洋最低為16.9℃。三大洋平均表層水溫為17.7℃，比地面年平均氣溫14.3℃高3℃。可見海洋相對(duì)陸地是溫暖的。2．海溫的垂直分布:垂直分混合層、溫躍層和恒溫層2022/12/2第58頁，共74頁。DistributionofseaSurfaceTemperatureintheworld第59頁，共74頁。3.我國近海的水溫我國近海由于受大陸影響海溫變化較復(fù)雜，全年2月份海溫最低，8月份最高。年平均水溫：渤海為11℃；黃海為14-19℃；東海為20-24℃；南海北部25-27℃；南部為28℃。冬季：陸地氣溫低于海上氣溫，近海水溫低于外海，表層水溫的經(jīng)向梯度大。夏季：陸地氣溫高于海上氣溫，近海水溫高于外海，表層水溫分布比較均勻。2022/12/2第60頁，共74頁。DistributionofseaSurfaceTemperatureinthechineseOcean第61頁，共74頁。4．海溫的日年變化大洋表層水溫的日變化很小，日較差通常小于0.4℃。最高水溫出現(xiàn)在下午2～3時(shí)，最低水溫出現(xiàn)在早晨6時(shí)左右。海溫日較差與天氣狀況，風(fēng)，緯度和季節(jié)有關(guān)。低緯大于高緯，夏季大于冬季。大洋表層水溫的年變化，一般比氣溫的年變化滯后1～2個(gè)月，北半球月平均最高值出現(xiàn)在8～9月，最低值出現(xiàn)在2～3月。在赤道、熱帶海區(qū)以及寒帶海區(qū)年較差較小，一般只有2～3℃；溫帶海區(qū)較大，為5～10℃。與氣溫的周期性變化相比，表層水溫的日、年變化有2個(gè)特點(diǎn)：一是水溫的變化幅度比氣溫?。欢撬疁氐淖兓幌嗦浜笥跉鉁氐淖兓幌啵叶舅疁馗哂跉鉁?，夏季水溫低于氣溫。2022/12/2第62頁，共74頁。海水密度和鹽度海水的總質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1‰。由于海水中含有大量鹽分，海水的密度是鹽度、溫度和壓力的函數(shù)，一般為1.01～1.03gcm-3。鹽度是海水中含鹽濃度的一種量度，是描述海水特性的基本物理量之一。大洋表面鹽度分布：平均北大西洋的鹽度最高（35.50‰），南大西洋和南太平洋次之（35.20‰），北太平洋最低（34.20‰）。經(jīng)向分布赤道地區(qū)鹽度較低（約為35‰），副熱帶海區(qū)鹽度最高（36～37‰），向兩極又逐漸降低，極地地區(qū)鹽度最低（約為34‰以下）。2022/12/2第63頁，共74頁。海冰海冰:廣義的海冰是指海洋中各種形式的冰，它包括海水本身結(jié)冰和由大陸冰川，江河流入海洋中的陸源冰。主要是浮冰、岸冰和冰山三大類。海冰能破壞港口設(shè)施，造成港口封凍，航道阻塞。流冰，特別是冰山(Iceberg)嚴(yán)重威脅船舶的航行安全。冰源：1.由海水直接凍結(jié)而成的冰，稱咸水冰。

2.從陸地流入海洋的冰，稱淡水冰。江河的流冰和大陸冰川的崩裂。影響海冰形成的主要因子：1.長期冰點(diǎn)下的溫度。2.海水的表層鹽度。3.垂直鹽度的分布。4.海水的深度。第64頁，共74頁。海冰的分類1.

初生冰：由松散冰晶最初形成的冰。包括冰針，油脂狀冰，粘冰和海綿狀冰。2.尼羅冰：由初生冰繼續(xù)增長，結(jié)成厚度為10厘米以內(nèi)的薄冰層。3.蓮葉冰：直徑為30-300厘米的，厚度為10厘米以內(nèi)的圓形冰盤。4.初期冰：由尼羅冰或蓮葉冰或冰塊凍結(jié)在一起形成厚度為10-30來厘米的冰層。5.一年冰：由初期冰發(fā)展而成，時(shí)間不超過一個(gè)冬季的冰。厚度在30-300厘米。6.老年冰：至少經(jīng)過一個(gè)夏季而未消融的冰。厚度大于300厘米。第65頁，共74頁。冰山的形成和分類形成：極地地區(qū)不斷降雪，在重力作用下低溫凝固變成冰，形成了兩極的冰帽（IceCape），厚度達(dá)幾千米。冰在高壓下向四周流動(dòng)稱為冰川，移動(dòng)速度約為30m/天，當(dāng)巨大的冰川流到海洋沿岸斷裂成巨大的冰塊，并隨海流風(fēng)流漂流稱為冰山。分類：⑴碎冰山：冰川分離出來的碎冰塊（高5米，長小于15米）；⑵小冰山（高6-15米，長16-60米）；⑶中冰山（高16-45米，長61-122米）；⑷大冰山（高46-75米，長123-213米）；⑸特大冰山（高大于75米，長大于213米）。第66頁，共74頁。船舶臨近冰區(qū)的征兆海水溫度急劇降低時(shí)，表明前方可能有海冰存在。出現(xiàn)小塊浮冰，可能聽到冰塊相互撞擊的響聲。在流冰邊緣處經(jīng)常出現(xiàn)濃霧屏帶。望見遠(yuǎn)處海面反射出的光芒。在大風(fēng)浪區(qū)航行，突然波浪減弱或海面變的平靜，表明其上風(fēng)有冰域存在，這是因?yàn)楹１璧K了波浪的運(yùn)動(dòng)。聽到海浪在冰中的沖擊聲或海冰因風(fēng)浪的壓擠而發(fā)出碎裂的聲音，或冰山的融碎聲、倒塌聲。在空闊的海面上聽到本船汽笛的回聲。第67頁，共74頁。冰山和浮冰的漂移影響冰漂流的主要原因是風(fēng)和海流:

1.在無風(fēng)海域，冰山和浮冰隨流漂移，其漂移的速度和方向與流一致。

2.在無流海域，冰山和浮冰隨風(fēng)漂移，其漂移的方向在北半球偏離風(fēng)的去向之右約28，在北南球偏離風(fēng)的去向之左約28，漂移速度大約為風(fēng)俗的1/50。冰山的水上部分與水下部分比較:冰山冰的比重約為0.9，冰山體積的水上部分只占冰山整個(gè)體積的1/10。冰山露出海面的高度為總高度的1/7～1/5。第68頁，共74頁。世界大洋冰況太平洋：北太平洋的白領(lǐng)海，鄂霍次克海，日本海以及勘察加半島以東海灣，北海道灣和阿拉斯加灣等，都有不同的結(jié)冰期。大西洋：北大西洋的浮冰和冰山，在格陵蘭東南海域和紐芬蘭東南海域最多。波羅地海和北美哈德遜灣常年都有固定的冰岸。流冰南界可達(dá)40N，4～6月份為流冰期。南大洋：南極大陸是世界上最大的冰山發(fā)源地，在南極大陸的洋面上常有數(shù)量眾多的冰山游動(dòng)，最盛期在8～9月份，覆蓋面積的季節(jié)變化和年際變化比較大，流冰南界可達(dá)40S。第69頁，共74頁。船體積冰冬季高緯度航行，當(dāng)氣溫很低，海上風(fēng)浪較強(qiáng)時(shí)，波浪飛沫在空氣中變成過冷水滴，一碰到船體時(shí)便發(fā)生凍結(jié)，形成船體積冰（又稱重冰集結(jié)或甲板冰）。易發(fā)生在海水溫度為5℃以下海域船體積冰主要發(fā)生在船體、甲板、上層建筑或天線上。它可折斷天線，阻隔通信，使雷達(dá)失效，嚴(yán)重時(shí)能使船舶重心上升或偏移，穩(wěn)性破壞，使船舶失去平衡而發(fā)生突然傾覆。冬季在黑海、亞得利亞海里的“布拉風(fēng)”既典型的代表。船舶在發(fā)生船體積冰的海域航行時(shí)，應(yīng)經(jīng)常改變航向或航速。積冰嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)將船舶駛往開闊海域或較暖海域。2022/12/2第70頁，共74頁。343下列正確的說法是_____________．A．純水最大密度時(shí)的溫度為4°C，冰點(diǎn)為0°CB．海水最大密度時(shí)的溫度和冰點(diǎn)都隨鹽度而變化C．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)344下列正確的說法是_____________．A．海水最大密度時(shí)的溫度和冰點(diǎn)不隨鹽度而變化B．海水的平均鹽度為3．5%，對(duì)應(yīng)的冰點(diǎn)為-1．9°CC．A、B都對(duì)D．A、B都錯(cuò)345我國近海的盛冰期一般在_____________．A．12月至次年4月B．10月至12月C．1月至2月上、中旬