水文學(xué)：第五章 海洋

第五章海洋第一節(jié)

海洋組成

一、海洋組成第二節(jié)海水運(yùn)動(dòng)

一、波浪

二、潮汐

三、洋流四、世界大洋表層環(huán)流系統(tǒng)五、深層海流六、溫鹽環(huán)流本章結(jié)構(gòu)★海與洋

洋是世界大洋的中心部分和主體部分，它遠(yuǎn)離大陸，深度大，面積廣，不受大陸影響，具有較穩(wěn)定的理化性質(zhì)和獨(dú)立的潮汐系統(tǒng)以及強(qiáng)大洋流系統(tǒng)的水域。世界大洋分為4個(gè)部分，即：太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。海是靠近大陸，深度淺（一般＜3000m），面積小，兼受洋、陸影響，具有不穩(wěn)定的理化性質(zhì)，潮汐現(xiàn)象明顯，并有獨(dú)立海流系統(tǒng)的水域。第一節(jié)：海洋組成一、海洋組成由于海水所處地理環(huán)境及其水文特征不同，從區(qū)域范圍上可以分為洋、海、海灣和海峽等。它們共同組成了海洋?！锸澜缢拇笱蟆锖５念愋?/p>

根據(jù)海被大陸孤立的程度和其地理位置及其它地理特征，可將海劃分為地中海和邊緣海。地中海又可劃分為：陸間海和內(nèi)陸海。陸間海是介于兩個(gè)以上大陸之間，并有海峽與相鄰海洋相連通的水域，一般深度較大，如地中海；內(nèi)陸海是深入大陸內(nèi)部，海洋狀況受大陸影響顯著，如黑海、紅海等。邊緣海是位于大陸邊緣的水域，一部分以大陸為界，另一部分以島嶼、半島、群島與大洋分開(kāi)。與大洋的水交換比較自由?？拷箨懸贿吺艽箨懹绊懘?，水文狀況季節(jié)變化顯著；靠大洋一邊受大洋影響大，水文狀況比較穩(wěn)定。特殊的海-周邊沒(méi)有陸地或島嶼的海馬尾藻海(Sargaso)★海灣與海峽海灣是海洋伸入大陸的部分，其深度和寬度向大陸方向逐漸減小的水域。一般以入口處海角之間的連線或?yàn)晨谔幍牡壬罹€作為洋或海的分界線。海灣的特點(diǎn)是潮差較大。海峽是連通海洋與海洋之間狹窄的天然水道。如臺(tái)灣海峽、馬六甲海峽、直布羅陀海峽等。其水文特征是水流急，潮速大，上下層或左右兩側(cè)海水理化性質(zhì)不同，流向不同。第二節(jié)海水運(yùn)動(dòng)海水運(yùn)動(dòng)的形式主要包括波浪、潮汐和洋流。水是一種流體，在外力的作用下水質(zhì)點(diǎn)可以離開(kāi)原來(lái)的位置，但在內(nèi)力的作用下它又有恢復(fù)到原來(lái)位置的趨勢(shì)。因此，水質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近做近似封閉的圓周運(yùn)動(dòng)，便產(chǎn)生了波浪，引起了波形的傳播。一、波浪包括波峰、波谷、波長(zhǎng)、波高，周期、波速、波峰線、波向線等。1、波浪的基本要素波峰是靜水面以上的波浪部分；波谷是靜水面以下波浪部分；波頂是波峰的最高點(diǎn)；波底是波谷的最低點(diǎn)；波高是波頂與波底間的垂直距離；波長(zhǎng)是兩相鄰波頂或波底間的水平距離；波陡是波高與半個(gè)波長(zhǎng)之比；波浪周期是兩相鄰的波頂（或波底）經(jīng)過(guò)同一點(diǎn)所需要的時(shí)間；波速是波形移動(dòng)的速度，即波長(zhǎng)與波浪周期之比值。波向線是表示波浪傳播方向（浪向）的線；波峰線是與波向線正交，并通過(guò)波峰的線。波浪要素2、波浪的類型按照撥的周期(頻率)分類：可以分為表面張力波，短周期重力波、長(zhǎng)周期重力波、長(zhǎng)周期波和長(zhǎng)周期潮波。根據(jù)周期和頻率的波浪劃分示意圖①風(fēng)浪和涌浪：由風(fēng)力的直接作用而形成的波浪，稱為風(fēng)浪；當(dāng)風(fēng)停止或波浪離開(kāi)了風(fēng)區(qū)時(shí)的波浪稱為涌浪；風(fēng)浪屬于強(qiáng)制波，波形和余擺線差別大，波峰高而尖陡，波峰前后不對(duì)稱，前部陡峻而后部平緩，波谷比較寬平，波長(zhǎng)較短，波速較慢，最大僅40～50km／h；涌浪屬于自由波，波形接近余擺線，波峰圓滑而矮，前后對(duì)稱，波長(zhǎng)較長(zhǎng)（可達(dá)500～600m，甚至800m以上），波速較快，＞100km／h，可以比風(fēng)速大，故常利用它來(lái)預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)或風(fēng)暴。波浪按成因分類②海嘯1②海嘯（Tsunamis）：——由火山爆發(fā)、海底地震引起海底大面積升降，以及伴隨的沿海地帶山崩和滑坡等造成的巨浪，稱為地震海嘯?！捎趶?qiáng)烈的大氣擾動(dòng)（例如臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)低壓等）而引起海水異常升降產(chǎn)生的巨浪，稱稱之為風(fēng)暴潮。③潮波：引潮力所致；④氣壓波：因氣壓突變而產(chǎn)生；⑤船行波：船行作用產(chǎn)生；⑥內(nèi)波：發(fā)生在海洋內(nèi)部，由兩種密度不同的海水作相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的波動(dòng)現(xiàn)象。風(fēng)暴浪航空母艦1航母巨浪船行波按水深分類深水波——水深相對(duì)波長(zhǎng)很大的波（水深＞L／2），水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為圓形，又稱表面波或短波；深水波作用的極限水深等于一個(gè)波長(zhǎng)，該深度稱為波浪作用基面或波底；淺水波——水深相對(duì)波長(zhǎng)很小的波（水深＜L／2），水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓形，又稱長(zhǎng)波；淺水波與深水波比較，波速減小，波長(zhǎng)變短，波高增加。wavebase：又稱浪基面，波浪基準(zhǔn)面或浪底，是波浪對(duì)海底地形產(chǎn)生作用的下界，1/2波長(zhǎng)看成是波浪作用的下限，該深度即為波基面（浪基面）。波基面余擺線指當(dāng)圓沿著一直線滾動(dòng)時(shí)，圓上任一點(diǎn)的軌跡。余擺線理論余擺線理論的幾個(gè)假設(shè)：海水是無(wú)限深廣的；海水是由許多水質(zhì)點(diǎn)組成的，它們之間沒(méi)有內(nèi)摩擦力存在；參加波動(dòng)的一切水質(zhì)點(diǎn)均做圓周運(yùn)動(dòng)，并且當(dāng)水質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，在水平方向上，它們的半徑相等，在垂直方向上，自水面向下逐漸減小，在波動(dòng)前位于同一直線上的所有水質(zhì)點(diǎn)在波動(dòng)時(shí)角速度相等。余擺線方程x’=x+PM=x+r*sin

z’=z-PO=z-r*cos

深水波波浪隨深度衰減理論證明，波浪振幅隨深度變化：r=r0e-kh其中，k=2π/λ，r0為表層波動(dòng)半徑，為波高的一半，r為深度h處波動(dòng)半徑。因?yàn)樗|(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度u等于其角速度(σ)與波動(dòng)半徑r之乘積，所以，類似于波動(dòng)振幅，波動(dòng)速度也會(huì)隨著深度按指數(shù)規(guī)律迅速衰減。深水波波浪隨深度衰減淺水波波浪進(jìn)入淺水區(qū)后，因受海底摩擦阻力影響，波浪能量除了繼續(xù)損耗外，又引起波浪能量的重新分布，波形發(fā)生變化：波速減小，波長(zhǎng)變短，波高略增。波高略增的原因是波能集中在較淺的水深中所致。波的外形趨于尖突，水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡由圓形變?yōu)闄E圓形。非常淺水波當(dāng)波浪進(jìn)入非常淺的水區(qū)(水深相當(dāng)于1/25λ)后，水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓形也不是橢圓形，而是在兩焦點(diǎn)之間來(lái)回往復(fù)做直線運(yùn)動(dòng)。這時(shí)候的波成為非常淺水波。h>1/2Lh<1/2L剖面上波浪變形近岸浪★波浪的破碎波浪傳入淺水區(qū)或近岸后，海底摩擦作用使波頂運(yùn)動(dòng)速度大于波底，最后波峰越過(guò)波谷而發(fā)生破碎?！ɡ似扑橹饕腥N形式：崩頂破碎、卷躍破碎、激散破碎。崩頂破碎（spill）波陡較大的波浪，海底坡度平緩，消能緩慢，白頭浪崩頂卷躍破碎（plung）波陡中等的波浪，海底坡度中等，消能中速卷躍沖浪滑浪風(fēng)帆激散破碎（surging）波陡較小的波浪，海底坡度較大，消能較快，拍岸浪激散拍岸浪★波浪的折射與沿岸流當(dāng)入射波浪不垂直于海岸時(shí)，由于波浪受海底摩擦阻力影響大小不一，使波向發(fā)生轉(zhuǎn)折，最終波峰線基本與海岸線平行；這時(shí)水體沿海岸流動(dòng)，形成沿岸流?！锊ɡ说睦@射：當(dāng)波浪傳入近岸時(shí)，如果受到沙嘴、岬角等的阻擋時(shí)，波浪將從其旁邊繞過(guò)、進(jìn)入波影區(qū)，波峰線變形，波高遞減，波浪能量大為減小，故波影區(qū)一般為比較平靜的水域。波浪折射岬角波能輻聚導(dǎo)致侵蝕，海灣波能輻散引起堆積折射塞班－情人島折射芝罘島連島沙壩波浪方向芝罘島海陵島海陵島的波浪方向、侵蝕區(qū)和堆積區(qū)?2008年臺(tái)風(fēng)黑格比曾摧毀海陵島連島沙壩沿岸流泥沙流搬運(yùn)涌浪當(dāng)風(fēng)開(kāi)始平息，或者波速超過(guò)風(fēng)速時(shí)，風(fēng)浪離開(kāi)風(fēng)區(qū)傳播到遠(yuǎn)處，這種波浪稱為涌浪。涌浪的出現(xiàn)表示風(fēng)浪已進(jìn)入消退階段。涌浪的特點(diǎn)：隨著傳播距離的增長(zhǎng)，波高逐步變小，波長(zhǎng)和周期卻不斷增長(zhǎng)，因而涌浪變得約平緩，波形越接近擺線波。涌浪的傳播速度可相當(dāng)準(zhǔn)確地由下式計(jì)算：涌浪-石島附近涌浪-余輝海嘯與風(fēng)暴潮——由火山爆發(fā)、海底地震引起海底大面積升降，以及沿海地帶山崩和滑坡等造成的巨浪，稱為地震海嘯?！捎趶?qiáng)烈的大氣擾動(dòng)（例如臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)低壓等）而引起海水異常升降產(chǎn)生的巨浪，稱之為風(fēng)暴潮。二者產(chǎn)生的原因雖不相同，但它們產(chǎn)生的現(xiàn)象和破壞力卻是類似的，所以，一般將二者統(tǒng)稱為海嘯。破壞性的地震海嘯，只在地震構(gòu)造運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)垂直斷層、震源深度＜50km、而里氏震級(jí)大于6.5的條件下才會(huì)發(fā)生。其波長(zhǎng)為幾十至幾百公里（遠(yuǎn)大于海洋的最大深度），周期為2～200分鐘，最常見(jiàn)的是2～40分鐘。C為海嘯波速；Ｇ為重力加速度，Ｈ為水深；全球海洋的平均深度為3600m，海嘯的平均前進(jìn)速度為360～500km／h?！?58年至今全球發(fā)生過(guò)近5000次破壞性地震海嘯，其中約85％的地震海嘯分布在太平洋中的島弧━海溝地帶。地震引發(fā)的海嘯地震海嘯巨浪可高達(dá)10—50m，甚至上百米。印度洋大海嘯20041226震央與板塊印澳板塊亞歐板塊震央赤道斯里蘭卡海嘯前的平靜斯里蘭卡海嘯前的平靜2004.12.26.海嘯前的異常退潮海嘯前的異常退潮海嘯猛撲而來(lái)海嘯猛撲而來(lái)海嘯猛沖上岸海嘯猛沖上岸海嘯巨浪海嘯巨浪海嘯041226海嘯海嘯2海嘯海嘯3海嘯印尼海嘯前印尼海嘯前印尼海嘯后印尼海嘯后泰國(guó)海嘯前1泰國(guó)海嘯前泰國(guó)海嘯后1泰國(guó)海嘯后泰國(guó)海嘯前2泰國(guó)海嘯前泰國(guó)海嘯后2泰國(guó)海嘯后海嘯6世紀(jì)劫難海嘯7澤國(guó)千里海嘯8泰國(guó)軍艦擱淺劫后海底地形斷裂帶長(zhǎng)＞1200km，垂直錯(cuò)動(dòng)約18.3m，震級(jí)9級(jí)，釋放的能量相當(dāng)于12000顆廣島型原子彈——約2億噸的TNT當(dāng)量。20100227智利地震本次地震引發(fā)的海嘯傳到日本小笠原群島時(shí)浪高約10厘米。20110313

日本地震海嘯20110313

日本地震海嘯海嘯前海嘯后宮城飯子浜20110313

日本地震海嘯海嘯前海嘯后仙臺(tái)機(jī)場(chǎng)20110313

日本地震海嘯歷史上最大海嘯-1960年智利地震海嘯1960年智利地震海嘯對(duì)2萬(wàn)公里外的日本造成了巨大的破壞。

1960年5月，智利中南部的海底發(fā)生了強(qiáng)烈的地震，引發(fā)了巨大的海嘯，導(dǎo)致數(shù)萬(wàn)人死亡和失蹤，沿岸的碼頭全部癱瘓，200萬(wàn)人無(wú)家可歸，這是世界上影響范圍最大、也是最嚴(yán)重的一次海嘯災(zāi)難。智利東倚安第斯山脈，西臨太平洋海溝，根據(jù)現(xiàn)代板塊學(xué)說(shuō)的觀點(diǎn)，處于太平洋板塊與南美洲板塊相互碰撞的地帶，由海底地震、火山噴發(fā)引起的海嘯，是智利一種常見(jiàn)的自然災(zāi)害。在歷史上，智利和太平洋東岸的一些海濱城市，曾多次遭到海嘯的侵襲。歷史上最大海嘯-1960年智利地震海嘯1960年，從5月21日凌晨開(kāi)始，在智利的蒙特港附近海底，突然發(fā)生了罕見(jiàn)的強(qiáng)烈地震。震級(jí)之高、持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)、波及面積之廣，實(shí)屬少有。大地震一直持續(xù)到6月23日，1個(gè)多月內(nèi)先后發(fā)生了225次不同震級(jí)的地震。震級(jí)>7級(jí)的有10次之多，>8級(jí)的有3次。

5月21日地震剛發(fā)生時(shí)震動(dòng)比較輕微，這種顫動(dòng)連續(xù)不斷地發(fā)生著，且震級(jí)一次高于一次，震動(dòng)也一次比一次劇烈。倉(cāng)皇之中人們搖搖晃晃跑出室外。這時(shí)雖然有些不太結(jié)實(shí)的房屋被震塌震裂，偶然有慌不擇路的人們被壓死和砸傷，但一些比較牢固的建筑物還都安然無(wú)恙。地震開(kāi)始并不那么兇猛，人們還有時(shí)間躲避，傷亡人數(shù)不多。連續(xù)兩天持續(xù)不斷的震蕩使人們產(chǎn)生了松懈麻痹情緒，人們不像開(kāi)始那樣懼怕，有人甚至搬進(jìn)了已被震裂的房屋中居住。

5月22日下午19點(diǎn)11分，忽然地聲大作，震耳欲聾。地震波像數(shù)千輛隆隆駛來(lái)的坦克車隊(duì)從蒙特港的海底傳來(lái)。不久，大地便劇烈地顫動(dòng)起來(lái)。這次地震，是世界地震史上一次震級(jí)最高、最強(qiáng)烈的地震，震級(jí)達(dá)8.9級(jí)（后修訂為9.5級(jí)）。它發(fā)生在位于太平洋智利海溝、蒙特港附近海底，震中為32°S，76.6°W，影響范圍在南北800千米長(zhǎng)的橢圓內(nèi)。歷史上最大海嘯-1960年智利地震海嘯

大震后忽然海水迅速退落，露出了從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)天日的海底，魚(yú)蝦蟹貝等海洋動(dòng)物在海灘上拼命掙扎。一些有經(jīng)驗(yàn)的人們知道大禍將臨，紛紛逃向山頂或登上擱淺的大船。約15分鐘后海水驟漲，頓時(shí)波濤洶涌澎湃，浪濤高達(dá)8-9米，最高達(dá)25米。呼嘯著的巨浪以摧枯拉朽之勢(shì)越過(guò)海岸線，襲擊著智利和太平洋東岸的城市和鄉(xiāng)村。海邊的船只、港口和碼頭的建筑物均被擊得粉碎……

隨即，巨浪又迅速退去。所過(guò)之處，凡是能夠帶動(dòng)的東西，都被潮水席卷而走。海潮如此一漲一落，反復(fù)震蕩，持續(xù)了將近幾個(gè)小時(shí)。太平洋東岸的城市，剛被地震摧毀變成了廢墟，此時(shí)又頻遭海浪的沖刷。那些掩埋于碎石瓦礫之中還沒(méi)有死亡的人們，卻被洶涌而來(lái)的海水淹死。在幾艘大船上，有數(shù)千人在此避難，但隨著大船被巨浪擊碎或擊沉，頓時(shí)被波浪全部吞沒(méi)，無(wú)一人幸免。在這次大海嘯的災(zāi)變中，除智利首當(dāng)其沖之外，還涉及到相當(dāng)廣泛的地區(qū)。太平洋東西兩岸，如美國(guó)夏威夷群島、日本、俄羅斯、中國(guó)、菲律賓等許多國(guó)家與地區(qū)，都受到了不同程度的影響，有的損失也十分慘重。歷史上最大海嘯-1960年智利地震海嘯

地震發(fā)生后，海嘯波以每小時(shí)700千米的速度橫掃了西太平洋島嶼。14小時(shí)后到達(dá)夏威夷群島，波高9-10米，巨浪摧毀了夏威夷島西岸的防波堤，沖倒了沿堤大量的樹(shù)木、電線桿、房屋、建筑設(shè)施，淹沒(méi)了大片土地。不到24小時(shí)，海嘯波到達(dá)太平洋彼岸的日本列島，海浪波高達(dá)6-8米，最大波高8.1米。巨浪肆虐日本諸島海濱城市，本州、北海道等地停泊港灣的船只、沿岸的港灣和各種建筑設(shè)施都遭到了極大破壞。臨太平洋沿岸城市和鄉(xiāng)村的一些房屋及來(lái)不及逃離的人們都被卷入大海，造成日本數(shù)百人死亡，沖毀房屋近4000所，沉沒(méi)船只逾百艘，沿岸碼頭、港口及其設(shè)施多數(shù)被毀壞。

智利大海嘯還波及了太平洋沿岸的俄羅斯。在堪察加半島和庫(kù)頁(yè)島附近，海嘯波涌起的巨浪亦達(dá)6-7米，致使沿岸房屋、船只、碼頭、人員等遭到不同程度的破壞和損失。在菲律賓群島附近，海嘯巨浪也高達(dá)7-8米，沿岸城市和鄉(xiāng)村居民遭到了同樣的厄運(yùn)。中國(guó)沿海由于受到外圍島嶼的保護(hù)，受這次海嘯的影響較小。但是，在東海和南海的驗(yàn)潮站，都記錄到了這次地震海嘯引發(fā)的洶涌波濤?？傊?，智利大海嘯對(duì)太平洋沿岸大部分地區(qū)都造成了程度不同的破壞，其影響范圍之大為歷史所僅見(jiàn)。古海嘯-地震分布北美西岸古地震海嘯遺跡愛(ài)琴海古海嘯記錄-泥質(zhì)沉積中的沙層亞得里亞海一次著名氣象海嘯發(fā)生時(shí)間：1978.6.21發(fā)生地點(diǎn)：亞德里亞海沿岸，前南斯拉夫(現(xiàn)克羅地亞)VelaLuka小鎮(zhèn)。VelaLukaisasmalltownhiddeninabayonKor?ulaIslandintheAdriaticSea.Intheearlymorningof21June1978,theseasuddenlybegantoriseinthetown,overtoppingthepiersandsurgingintothestreets.Therumbleoftheincomingwaterawakenedinhabitantswhowitnessedaseriesofdestructiveoceanwaves,floodingmuchofthecityandcausingdevastationandwidespreaddamage.Tsunami-likewaveswithtrough-to-crestheightsofupto6mandperiodsofabout18minappearedwithoutanywarning,resultinginthegreatestnaturaldisasterinthemodernhistoryofVelaLuka.Subsequentscientificinvestigationsindicatedthatthewaveswerenotrelatedtoaseismiceventorsubmarinelandslidebuttoatmosphericprocesses,identifyingthisasameteorologicaltsunamievent.簡(jiǎn)介最大浪高分布事件中高(b)-低(a)水位情景火山噴發(fā)引發(fā)海嘯沿愛(ài)琴海島弧火山分布帶海嘯沉積的厚沙層時(shí)代及后果時(shí)代：銅器時(shí)代晚期(TheLateBronzeAge)，~3600BP。后果：thedevastationoftheislandandacivilizationthatinhabitedthatislandleadingtothedemiseofculturalcentersthroughouttheregion,suchastheMinoancultureonCrete(thustheeruptionisoftenreferredtoasthe"Minoan"eruption)andtheCycladiccultureintheCycladicIslands.還有沒(méi)有其它成因的海嘯？時(shí)間:2.15ma地點(diǎn):南太平洋撞擊海嘯模擬Eltanin小行星撞擊(Ward&Asphaug,2002)不同海水深度、撞擊體直徑和傳播距離的最大海浪高度模擬我國(guó)隕石坑-岫巖坑岫巖岫巖坑海嘯預(yù)警系統(tǒng)預(yù)防海嘯-公民教育必不可少Tsunami:unexpectedblowfoilsflawlesswarningsystemThetrans-Pacifictsunamigeneratedbythemagnitude-8.8Chileearthquakeon27FebruaryexposedaproblemwithAustralia'stsunamiearly-warningsystem.Sincethe2004IndianOceantsunami,theAustraliangovernmenthasspentAus$70million(US$64million)onthedevelopmentanddeploymentoftheAustralianTsunamiWarningSystem(ATWS).ThisisjointlyoperatedbytheAustralianBureauofMeteorologyandGeoscienceAustralia.On27–28Feb.,thesystemworkedflawlesslyindetectingtheearthquakeandissuingfirstwatchmessages,thenwarningmessagesforAustraliavianumerouschannels.ThesmoothoperationofthephysicalhardwareoftheATWSisacredittoallthegovernmentscientistswhohavebeenworkingtirelesslysinceDecember2004.Unfortunately,thefinalelementoftheATWS-thecommunity'sresponse-failed.TheChileantsunamiwasforecasttoarriveatSydneyatabout8.30inthemorningon28February.Despitewidespreadtelevisionandradiobroadcastsofthetsunamiwarning,livetelevisioncoverageshowedhundredsofpeoplestandingonbeacheswaitingforthetsunamitoarrive.Worse,someofthemweredeliberatelyswimmingintotheincomingtsunami,despitetheeffortsmadebyvolunteersfromSurfLifeSavingAustraliatopreventthis.Thesepeoplemaynothavereceivedthewarningmessages,ortheymaynothaveunderstoodtherisk,ortheymayhavedeliberatelyignoredtheadviceissued.WhatbecameclearisthatweneedabetterunderstandingofthesocialdimensionofpublicresponsetowarningmessagesinAustralia,andtheemergencyservicesneedmoreresourcesforcommunityeducation.Nature464,350(18March2010),DaleDominey-Howes&JamesGoff風(fēng)暴浪風(fēng)暴浪也極具破壞力，尤其是與潮汐結(jié)合在一起。二、潮汐與潮流1、潮汐及其類型◆潮汐指海水位周期性漲落的現(xiàn)象。白天稱潮，夜晚稱汐，合稱潮汐?！舫毕兀涸诔毕F(xiàn)象中，水位上升叫漲潮，水位下降叫落潮；漲潮至最高水位為高潮，落潮至最低水位為低潮；當(dāng)潮汐達(dá)到高潮或低潮時(shí)，海面在一段時(shí)間內(nèi)保持平穩(wěn)，分別稱為平潮和停潮；相鄰二次高潮或低潮的時(shí)間間隔，稱為潮期，相鄰高潮和低潮的水位差，叫潮差。潮汐要素圖解潮汐要素圖解2、潮汐的成因順潮對(duì)潮●內(nèi)因：海洋水體；具有自由表面，富有六頂性●外因：天體引潮力。月球引潮力是太陽(yáng)的2.17倍。3、潮汐的類型◆半日潮：在一個(gè)太陰日（24小時(shí)50分）內(nèi)，有兩次高潮和兩次低潮，而且兩相鄰高潮或低潮的潮高幾乎相等，漲落潮時(shí)也幾乎相等。潮汐高度從赤道向兩極遞減，故又稱為赤道潮或分點(diǎn)潮；◆全日潮：半個(gè)月內(nèi)，有連續(xù)7天以上在一個(gè)太陰日內(nèi)，只有一次高潮和一次低潮，這樣的潮汐稱為全日潮。北部灣是世界上最典型的全日潮海區(qū)之一?！艋旌铣保涸谝粋€(gè)太陰日內(nèi)，也有兩次高潮和兩次低潮，但潮差不等，漲潮時(shí)和落潮時(shí)也不等。4、潮流◆指海水在天體引潮力作用下所形成的周期性水平運(yùn)動(dòng)。隨漲潮而產(chǎn)生的潮流叫漲潮流，隨落潮而產(chǎn)生的潮流叫落潮流?！舫绷鞣譃榛剞D(zhuǎn)流和往復(fù)流兩種回轉(zhuǎn)流：外海、開(kāi)闊海區(qū)，受地轉(zhuǎn)偏向力影響，在北半球作順時(shí)針回轉(zhuǎn)，流速約4～5km／h；往復(fù)流：海峽、河口等，受地形影響而成。其流速較大，可達(dá)18～22km／h。中國(guó)東部潮汐與潮流錢塘潮錢塘潮錢塘潮錢塘潮-沖浪

長(zhǎng)憶觀潮，滿郭人爭(zhēng)江上望。來(lái)疑滄海盡成空，萬(wàn)面鼓聲中。弄潮兒向濤頭立，手把紅旗旗不濕。別來(lái)幾向夢(mèng)中看，夢(mèng)覺(jué)尚心寒。北宋潘閬《酒泉子·憶馀杭》1、洋流的概念定義：具有相對(duì)穩(wěn)定流速和流向的大規(guī)模海水沿水平和垂直方向的非周期性流動(dòng)→水分、熱量、鹽分及溶解氣體交換。2、洋流的分類1）按成因：風(fēng)力作用下形成的風(fēng)海流/風(fēng)生洋流；海水密度分布不均引起的密度流；三、洋流一處海水流失，由另一處的海水補(bǔ)充形成補(bǔ)償流。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。垂直方向上的補(bǔ)償流可分為上升流和下降流。2）按冷暖性質(zhì)：暖流；冷流3）按地理位置：赤道流；大洋流；極地流；沿岸流1）風(fēng)應(yīng)力風(fēng)對(duì)海面的摩擦力（切應(yīng)力）---外摩擦力；風(fēng)施加在海浪迎風(fēng)面上的壓力（正壓力）。風(fēng)作用于海面，除能產(chǎn)生波浪，還會(huì)引起海水的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，即風(fēng)生洋流。3、作用于洋流的力2）壓強(qiáng)梯度力壓強(qiáng)梯度：壓強(qiáng)隨距離的變化率，其方向是沿壓強(qiáng)變化最大的方向。在兩個(gè)等壓面之間，垂直于等壓面的方面就是壓強(qiáng)變化的最大方向，即壓強(qiáng)梯度的方向。對(duì)于海洋來(lái)說(shuō)，壓強(qiáng)梯度一般指向洋底。壓強(qiáng)梯度力：由壓強(qiáng)梯度引起的力。其方向由壓強(qiáng)大的方向指向壓強(qiáng)小的方向，即與壓強(qiáng)梯度的方向相反。對(duì)于海洋來(lái)說(shuō)，壓強(qiáng)梯度力一般向上。3）摩擦力---內(nèi)摩擦力:當(dāng)海水作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，流速不同的海水之間會(huì)產(chǎn)生摩擦力。結(jié)果使流速大的海水減速，流速小的海水加速，最終使他們的速度趨于均勻化。4）地轉(zhuǎn)偏向力:當(dāng)物體在地球上做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)受到偏向力的作用，其性質(zhì)與慣性力類同。在北半球地轉(zhuǎn)偏向力偏右，與流速方向垂直。1)風(fēng)海流/漂流/風(fēng)生洋流：海水在風(fēng)的切應(yīng)力作用下形成的水平運(yùn)動(dòng)。風(fēng)海流分為深風(fēng)海流和淺風(fēng)海流，以及派生的升降流。4、風(fēng)海流及其成因風(fēng)海流強(qiáng)度與風(fēng)的切應(yīng)力大小有密切關(guān)系。風(fēng)的切應(yīng)力(

a)與風(fēng)速(W)平方成正比。

a≈0.02W2受地轉(zhuǎn)偏向力的影響，表面流向偏離風(fēng)向45?左右(不同海區(qū)偏角稍有差別),并隨水深的增加呈線性增加,直到某一深處,流向與表層流向相反，這一深度稱為摩擦深度。通常將摩擦深度作為風(fēng)海流所能達(dá)到的下限，一般為100~300m。2)風(fēng)海流理論的幾個(gè)結(jié)論風(fēng)海流表層流速(v0)與風(fēng)速(W)和地理緯度()經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為：

v0=由海面向下，風(fēng)海流流速按指數(shù)規(guī)律遞減。深度h處的流速(vh)與表層流速(v0)的關(guān)系：

vh=v0

e

Da為摩擦深度?？梢?jiàn)，風(fēng)海流表層流速最大。水深等于摩擦深度時(shí)，其流速只有表面流速的4.3%。風(fēng)海流水體輸送方向在北半球偏于風(fēng)向右側(cè)。風(fēng)的切應(yīng)力可導(dǎo)致一支深度不大的風(fēng)海流；風(fēng)海流的體積輸送又會(huì)使海水密度的水平分布發(fā)生變化，從而產(chǎn)生密度流—風(fēng)海流的負(fù)效應(yīng)。3)風(fēng)海流的負(fù)效應(yīng)—密度流由于海水表層暖而輕，密度小，下層冷而重，密度大；加上風(fēng)海流流速隨深度減小，在表層海水輸向右方(北半球)后，次表層冷而重的海水上升到表層，補(bǔ)充表層水的右移。海水密度的這種分布將導(dǎo)致一支與風(fēng)向一致的密度流。在北半球反氣旋海區(qū)內(nèi)，風(fēng)引起的海水體積運(yùn)輸趨向于反氣旋中心，造成較輕的表層海水在反氣旋中心發(fā)生堆積形成下降流；反氣旋周圍次表層較冷海水補(bǔ)償上升到表層。這樣，反氣旋中心海水(暖而輕,密度小)和周圍海水(冷而重,密度大)的密度差異將產(chǎn)生一支與風(fēng)向一致的表面環(huán)流，叫反氣旋大洋環(huán)流。同理，在氣旋海區(qū)將形成氣旋型大洋環(huán)流。上升流，氣旋大洋環(huán)流下降流，反氣旋大洋環(huán)流密度流在氣旋-反氣旋海區(qū)的表現(xiàn)海岸附近平行海岸的風(fēng)，會(huì)在海岸附近形成風(fēng)海流、傾斜流和上升流(或下降流)。概念及形成過(guò)程：梯度流是由于海水的等壓面和等勢(shì)面(水平面)不重疊造成的。在壓強(qiáng)梯度力的水平分量與地轉(zhuǎn)偏向力達(dá)到平衡時(shí)的海水流動(dòng)。5、梯度流(地轉(zhuǎn)流)密度流成因類型海水密度流產(chǎn)生有兩種：一是由于海水受熱、冷卻、蒸發(fā)和降水的分布不均勻，使得海水的密度分布不均勻而產(chǎn)生的流動(dòng)，又稱為溫鹽環(huán)流；一是由于不均勻的風(fēng)力作用于海面，一方面產(chǎn)生風(fēng)海流，另一方面產(chǎn)生垂直環(huán)流，進(jìn)而導(dǎo)致海水的密度重新分布，形成密度流。由于某種原因使海水從一個(gè)海區(qū)流出，而使另一部分海水流入進(jìn)行補(bǔ)充。6、補(bǔ)償流補(bǔ)償流可以是水平補(bǔ)償流，也可以是垂直補(bǔ)償流(即升降流)。秘魯漁場(chǎng)的形成與補(bǔ)償(上升)流帶來(lái)大量餌料有關(guān)南海季節(jié)性補(bǔ)償流夏季上升流夏季上升流夏季補(bǔ)償流夏季主流冬季補(bǔ)償流冬季主流夏季，在南沙群島海域出現(xiàn)西南向補(bǔ)償流。西南風(fēng)強(qiáng)盛時(shí)在越南以東陸架邊緣、海南島東岸和粵東沿岸，出現(xiàn)上升流。

冬季，沿巴拉望島近海有補(bǔ)償流流向東北。洋流成因總結(jié)產(chǎn)生洋流的主要原因是風(fēng)力和密度差。實(shí)際的洋流總是由幾種原因綜合作用的結(jié)果1、世界大洋表層洋流分布在熱帶、副熱帶海洋，北半球洋流基本上是圍繞副熱帶高壓作順時(shí)針向流動(dòng)。因信風(fēng)的推動(dòng)，在赤道具有由東向西的洋流，在北/南半球稱北（7、25）/南（10、17、29）赤道洋流。在南緯2?到北緯2?之間，部分赤道海水流動(dòng)方向與赤道洋流相反，即自西向東流，稱赤道逆流和赤道潛流（18、26、32）。四、世界大洋表層環(huán)流系統(tǒng)為什么會(huì)形成赤道逆流和潛流？問(wèn)題赤道逆流與赤道無(wú)風(fēng)帶位置一致，一般流速40-60cm/s，最大流速可達(dá)150cm/s，為高溫低鹽海水。赤道潛流位于赤道海面以下，在南緯2?到北緯2?之間，軸心位于赤道海面100m處，軸心最大流速約100-500cm/s。在副熱帶高壓西側(cè),具有流向中高緯度方向的洋流(暖流).如大西洋中的灣流(1)水溫很高,勢(shì)力很強(qiáng),它不僅有北赤道洋流(8)的水流匯入墨西哥灣，還有一部分南赤道洋流(10)注入。這支暖洋流流量大,對(duì)沿岸氣候影響特別顯著.在南太平洋有東澳大利亞暖流(30)、在南印度洋有莫桑比克暖流(19)，南大西洋有巴西暖流(11)。

在北太平洋西部有黑潮暖流(22)。在副熱帶高壓北側(cè)盛行西風(fēng)，上述暖洋流在緯度40°附近，轉(zhuǎn)為東流，遇到大陸，分向南北流動(dòng)，在北半球向南的一支沿副高東側(cè)南流（寒流）。在北大西洋沿北非西岸有加那利寒流（6），在北太平洋沿美國(guó)西岸有加利福尼亞寒流（24），在南太平洋有秘魯寒流（31）。高于40°緯度洋面，洋流圍繞副極地低壓流動(dòng)，北半球尤為顯著。北大西洋的灣流(1)受冰島低壓東南部西南風(fēng)影響，北大西洋暖流(2)向東北方向沿歐洲海岸伸入到巴倫支海。在冰島低壓的西部盛行北風(fēng)和西北風(fēng)，形成格陵蘭寒流(3)和拉布拉多寒流(5)。這些寒流來(lái)自北冰洋,攜有冰塊和巨大的冰山,寒流的密度大,當(dāng)它與灣流相遇時(shí),就潛入灣流之下。北太平洋副極地低壓中心位于阿留申群島附近，環(huán)繞此低壓也有類似北大西洋的逆時(shí)針向洋流。在北美西岸有阿