海洋学是怎样定义的?
海洋学是研究海洋中各种现象及其规律与各组成部分之间相互联系和作用的科学。人们面对茫茫的大海,对它进行了科学研究,从而形成了系统的海洋科学。根据研究对象和运用的理论与方法的不同,海洋学分为海洋物理学、海洋化学、海洋地质学、海洋生物学等分科。海洋学需借助数学、力学、天文学、物理学、气象学、化学、地质学、生物学等科学,利用海洋调查、宇航、遥感、激光、超声、深潜、电子计算机等技术才能得到更好的发展,海洋学对国家的经济建设和国防建设都有极其重要的作用。
物理海洋学是海洋学的一个分科。物理海洋学是专门研究海水的温度、盐度结构和海水运动等各种现象的发生、发展规律及其内在联系的学科。其研究内容有海水的温度、盐度、密度、热盐结构以及潮汐、波浪、海流等。它们与海上交通、港口建筑、海岸防护、海涂围垦、海洋资源开发、海洋污染、渔捞养殖和国防建设等都有密切关系。
海洋水文学是怎样的学科?
海洋水文学是水文学中研究海水的物理、化学属性及海水运动规律的一个分支学科。它主要是通过海洋水文测量(海道测量、海洋调查)所获得的资料研究海水的温度、盐度和密度的空间分布以及海水结冰、海水透明度、海洋污染、海流分布和潮汐变化规律等,它还研究冰情、潮汐预报的方法,为绘制海图和编写航路指南提供资料。研究海洋水文对水面舰船和潜艇的活动具有重要意义。
诱导大海不平静的要素有哪些呢?
在蔚蓝色的大海中,有许多诱导大海不平静的要素,这些要素主要是海洋气象要素和海洋水文要素。这些海洋气象要素和海洋水文要素真可以称得上是海洋世界中的“天兵水将”,它们个个都有通天揽海的本领,在它们的支配下,海洋可以有时风平浪静、绚丽多彩,有时则电闪雷鸣、恶浪狂起。实际上,其中的海洋气象要素不是别的,就是大家比较熟悉的气温、气压、湿度等,它们直接影响和左右风、云、雨、雾、雷暴等大气现象;而海水的水温、盐度、密度等则构成反映海水状态与海洋现象的海洋水文要素。这些气象和水文要素在海洋中的相互作用最终都要表现为海浪、海流、海冰及海洋潮汐等物理现象的变化。
不要以为海洋水文要素只不过就是通常的温度、盐度和密度就小看了它,事实上,这三个要素的力量可大啦。就是因为它们的一系列变化,才能间接或直接地在海洋中造成许多奇特现象:水温过低会生成海冰。水温升高则会使海冰融化;赤道大洋水温异常升高,会导致影响全球气候异常的厄尔尼诺现象;热盐环流和风生环流共同组成大洋中的海流循环体系;海水密度在水平方向上的不均匀分布会导致海流的形成,在垂直方向的不均匀分布又会形成密度跃层,如果形成海水上层密度小,在下面某一层中又突然增大的密度跃层还会形成“液体海底”,给潜艇的上浮下潜操作造成困难,弄不好还要酿成严重事故。
大洋表层水温有经向梯度变化吗?
一般情况下,海洋中的表层水温要高于底层水温。表层水温是指从表层始往下0.5米之内的水温。大洋表层水温的经向梯度变化的特点是冬季变化比夏季变化大,为什么会这样呢?
原来,在夏季,太阳高度会随纬度增高而降低,日照时间则随纬度增高而变长,两者的合成作用使不同纬度区域的月总辐射量差别缩小。而在冬季,太阳高度和日照时间均随纬度的增高而变小,使不同纬度区域的月总辐射量差别加大。由于月总辐射是影响表面水温的主要因素,因此也使海洋表面水温出现了经向梯度变化冬季大于夏季的情况。
平均海平面是怎样定义的呢?
海洋的底部也同大家熟悉的陆地一样,有高山、峻岭、平原和深谷,所以海底是不可能在一个平面上的。那么,海洋表面是不是平坦的呢?也不是。由于受引潮力作用、海面上风力影响和降雨、火山爆发、冰川融化等多种复杂因素的影响,不同海域的海平面的高低是有区别的,为了科学研究和实际应用的需要,海洋学家们经研究制定出了计算平均海平面的办法。
那什么是平均海平面呢?平均海平面就是某海域一定期间内海水表面的平均位置,它是科学家用相应期间逐时的潮位观测资料计算求得的。平均海平面可分为月平均海平面、年平均海平面和多年平均海平面。世界各国通常是用多年平均海平面来作为地理高程的统一基准面的。1956年,我国依据青岛验潮站的观测数据计算出黄海平均海平面,并以此作为全国高程的起算面。珠穆朗玛峰的“身高”8848米就是用黄海平均海平面起算的。
地球上海洋的温度变化规律是怎样的?
由于地球是一个巨大的球体,又有昼夜和四季的更替,而海洋又广泛分布在地球的各个角落,这就造成了海洋受到太阳的照射不均匀,形成有的地方温度高,有的地方温度低;有的时候温度高,有的时候温度低。海洋等温线大体呈带状分布,几乎与纬圈平行。在赤道地区,太阳直射较多,海面温度自然就高;在高纬度地区,日射偏斜,海面温度也就较低;在两极地区,太阳直射很少,海面便终年冰雪封冻了。各大洋中的温度也各有不同。年平均表面温度以太平洋最高,为19.1℃;印度洋次之,为17.0℃;大西洋更低,为16.9℃。这是因为太平洋的热带区域面积最广,其中五分之三的面积在南、北纬30度之间,而大西洋热带区域的面积则很狭窄。热带海洋中都有年平均水温高于28℃的暖池区,暖池区呈带状。从印度洋中央东经约60度处向东伸展至西太平洋东经约175度处。此外,红海和大西洋中美洲西南岸外海的一个小区域水温也高于28℃。海洋中年平均温度高于28℃的区域约为2160万平方千米约占整个海洋面积的6%。海洋表面既吸收热量,也放出热量。若将进入海洋的热量当做100,其中大约有51用于海水蒸发,42被海面辐射返回,7的热量用于对流和传导,均由海水传给了大气。这样说来,海洋本身每年热收支是近乎平衡的。
地球上海水的蒸发有什么特点?
自然界中的水是会蒸发的,特别是在风力的作用下,水分子可以快速跑到空气中。那么,世界大洋的水是怎样蒸发的呢?实际上,大洋海水的蒸发除了与海面的风速有关外,还与海面大气的相对湿度有密切关系,风速大、湿度小的地方蒸发大,反之则蒸发小。因此,由于地理位置不同,不同地区大洋上的风速、相对湿度不同,海水蒸发的量也不同。如在赤道地区,由于风速小、相对湿度大,水分子运动慢,蒸发较小。而在副热带和信风带,由于此区属于空气下沉区,相对湿度小,风速大,蒸发也最大。两极地区属东风区,也是空气下沉区,空气也很干燥,但由于气温很低,海冰又长年覆盖着海面,阻碍了蒸发进行,所以它的蒸发量也很小。
深层海水的温度为什么会很低?
当人们在海水中潜水游泳时,常会感觉到海水的温度随深度的变化而变化,表层海水温度高,较深处海水的温度低。这是什么原因造成的呢?事实上,它的形成原因有两个方面:一是受太阳辐射的影响。表层海水吸收的太阳辐射多,所以温度高;深水中吸收不到太阳的辐射,水温就较低。二是取决于海水的垂直环流。一般来说,温度高的海水因比重较小会上升,而寒冷的海水则会因比重较大而下沉。因此,即使有的地方有上层海水冷、下层海水热的特殊情况,那也不会持久,海洋垂直对流很快就会让它们恢复上热下冷的稳定态。
海洋表层的海水是通过太阳这个“大火炉”热起来的,它吸收了太阳能,表层水就逐渐变热了,但上热下冷的海水难以形成垂直对流,也就不能用上下对流来传热。那么,海洋深处的水又是怎样热起来的呢?原来还有另一种传热方式,那就是涡动热传导。海面上有风,可以引起波浪;海水中有洋流,可以引起水涡动。波浪和水涡动都能将上层海水成团地往下搬运,热量自然也就随之往下传去。但是这种传递速度要比冷热对流慢得多。
海水中的水团是怎么回事呢?
对于大气中产生的云团和气团大家还是容易理解的,那在海水中的水团又是怎么回事呢?实际上,水团是海洋中一定自然条件下形成的水体。它的物理、化学性质具有相对的均一性和稳定性,并有大体一致的变化趋势,而它的特征是以水温和盐度表示的。也就是说,水团是泛指那些与周围相比具有不同水温、盐度特征的海水水体。对水团进行分析、研究与渔业生产、海洋污染研究、海洋资源开发和国防建设等都有密切的关系。
大洋中海水盐度有什么样的变化规律?
大洋水的平均盐度约为35(即每千克大洋水中的含盐量为35克)。为什么要用平均盐度这个概念呢?因为盐度在各个不同的海域、海区是不同的、变化的,即使在同一海区的同一地点,不同深度的海水盐度也会出现一定的差异。有人就同一地点、同一深度的海水在不同时间进行测定,盐度也会出现一定的数值差别。
一般来说,大洋水中盐度的变化很小,但近海水域盐度的变化较大。盐度的这种变化是有一定规律可循的:在大洋水中,盐度的变化主要与海水的蒸发、降雨、海流和海水混合这4种因素有关;而近岸海水的盐度主要受陆地河流向海洋输入淡水有关。例如我国长江口海域,在冬季枯水期间测得的海水盐度为31,但到了夏季洪水季节,在同一地点所测得的盐度只有2.5左右,相差10多倍。在地球高纬度海区,结冰和融冰对该海区海水的盐度也有很大影响,一般情况是,在结冰期间冰下海水的盐度增高,融冰时表层水的盐度降低。
怎样理解中国海的温度、盐度跃层?
在海洋里,温度和盐度的变化随着外界环境而变化,这些变化也都不是平稳的、线性的,而有时会变化很大,形成明显的分层,这就是跃层。
中国海的温度、盐度跃层是这样生成、发展的:冬季,整个海区受极地大陆气团控制,强劲的偏北风连续在海面上吹刮,使海水迅速冷却,蒸发旺盛,涡动混合及对流混合都很强烈,这就使得许多浅水区自海面至海底温度均匀一致,出现同性能层状态。
冬季过后,随着太阳辐射的增强,表层海水温度会逐渐上升,均匀层消失,开始出现微弱的水温垂直梯度。随着时间的推移,梯度不断增大,直至盛夏,出现了强大的温度跃层。在温度跃层之上,由于风混合的结果,形成上均习层,跃层之下,由于跃层的屏障作用,使太阳辐射不易传来,使海水基本保持了冬季的特性,温度较低。这样的跃层,直到冬季才又消失,如此往复循环。
我国海洋的盐度分布,冬季一般均匀一致或表层略高,但到了夏季,随着降水、大陆河流淡水的涌入,形成海水表层低盐,而下层高盐的跃层,这种盐度跃层会与温度跃层同步发展、兴衰。
怎样形成了大洋底层水的呢?
大洋底层水与表层水是不同的,它们温度很低,但盐度很高。那么,大洋底层水是怎样形成的呢?原来,在冬季,南极大陆架的海水大量结冰,使冰层下的海水具有高盐低温性质(因为结冰会析出盐分),而且数量大,分布范围广。由于这种海水密度大,最后沿大陆架向下滑动,并与周围海水混合,形成所谓南极底层水。年复一年,这种南极底层水就散布于各大洋范围宽阔的海底上,这就是大洋底层水形成的过程了。
“天下奇观”指的是什么景观?
在我国,有一个十分壮观的大潮,这就是钱塘江大潮。
每逢农历8月18日,来浙江海宁一带观潮的人成群结队,络绎不绝。这时的岸边,人山人海,万头攒动,人们焦急地等待那激动人心的时刻的到来。不一会儿,只见远处出现一条白线,由远而近;刹那间,壁立的潮头像一堵高大的水墙呼啸席卷而来,发出雷鸣般的吼声,震耳欲聋。“滔天浊浪排空来,翻江倒海山为摧”。这就是天下闻名的钱塘江大潮。汹涌壮观的钱塘潮历来被誉为“天下奇观”。人们通常称这种潮为“涌潮”,也有的叫“怒潮”。涌潮现象在世界许多河口处也有所见,如巴西的亚马逊河、法国的塞纳尔河等,我国的钱塘江大潮也是世界著名的。
每到中秋,国内外都会有很多人专程前来,观看我国最壮观的涌潮——钱塘江大潮。那么,钱塘涌潮是如何形成的呢?原来,钱塘涌潮主要是由于潮水涌向喇叭口状的河口形成的。钱塘江的河口面向杭州湾,湾顶宽度由湾的出海处的100多千米迅速紧缩至2千米~3千米,犹如一个大肚瓶子。这种河口急剧缩狭、河床迅速抬高、水深变浅的地势充分具备了涌潮发生的地理条件。涨潮时,当较大的潮波从外海进入河口后,在狭槽的约束下溯江而上,水体被全部挤入窄道,能量高度集中。再加上河床突然上升,滩高水浅,大量潮水涌进时,前面的潮浪受阻减速,后面的潮浪又紧追上来,后浪赶前浪,一层叠一层。当潮水进到地处瓶口处的盐官镇时,迎面看来就好似竖成一道直立的白色水堤,远远望去犹如银链一排,从浩渺的江口向内翻滚,潮头涌起,浪花飞溅,声轰如雷,汹涌澎湃,形成了奇特无比的钱塘涌潮壮观。
潮汐的形成与天文因素有着直接的关系,钱塘涌潮也不例外。潮汐本身的变化以及钱塘径流强弱也助长了涌潮的生成。从天文因素看,每年的春分和秋分,也就是农历的3月和8月,太阳、月球和地球的位置相对更接近在一条直线上。此时,合成的引潮力在一年中是最大的。所以,春秋分朔望日前后容易形成特大潮。但在春季,钱塘江口西北季风正盛,与潮头流向相反,从而削弱了潮势,故春潮并不特别显著。而在秋分前后,江水径流增大,东流入海时正与有风助力的潮水流向相顶托,两股势力都比春潮时的大,就这样,各项因素加在一起,共同创造了“八月十八潮,壮观天下无”的钱塘涌潮奇观。
潮流是怎么回事呢?
潮流和海流不一样。潮流是海水在引潮力作用下的周期性水平流动,是海洋潮汐运动,即潮位升降运动的另一种表现形式。常到海边去的人可能会注意到,每当涨潮时,在海面升高的同时,海水会向岸边逐步推进,这便是涨潮流;而在落潮时,沿岸海水会节节“败退”,涨潮时淹没的岸石和岸滩也会渐渐显露出来,这便是落潮流。世界沿海的多数地方,潮流周期与潮汐周期是一致的,在大多数海区,上下水层的流向和流速也都比较一致。潮流的周期一般和潮位周期相对应。潮流有正规半日潮流,它的平均周期为12小时25分;正规全日潮流,它的平均周期为24小时50分;还有不正规半日潮流和不正规全日潮流等。在大多数情况下,如果潮位为半日潮,则潮流也是半日潮;如果潮位为全日潮,那么,潮流也是全日潮了。