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1、希腊有个古老的传说,如果将心愿写在纸上,放入透明的玻璃瓶中,投入大海,海水载着心愿票向远方,看到的人越多,她实现的可能性就越大.后来,人们称这样的瓶子为漂流瓶.,在二战时,有一对情侣被迫分开了,女孩去了日本的东京,男孩去了美国的旧金山。女孩苦苦思念,于是她将自己的思念装进瓶子当中,希望大海能够将她的思念带给彼岸的男孩。 请问女孩的思念是否能带到大洋彼岸的男孩那里呢?,第四节 洋流,学习内容: 一、洋流的成因及类型(重点) 二、大洋环流系统(重点) 三、水团 四、中尺度涡 五、厄尔尼诺现象(重点),一、洋流的成因及类型,大纲: (一)洋流及其分类 (二)洋流的成因类型,(一)洋流及其分类,1、洋
2、流是指海洋中具有相对稳定的流速和流向的海水,从一个海区水平地或垂直地向另一海区大规模的非周期性的运动。,2、洋流的分类 按成因可分,风海流,梯度流,补偿流,水平方向,垂直方向,上升流,下降流,一、洋流的成因及类型,3、作用于洋流的力,主要有风应力和海水的压强梯度力。在这些力的作用下,当海水运动后,产生一系列派生的摩擦力、地转偏向力和离心力等。,一、洋流的成因及类型,(一)洋流及其分类,3、作用于洋流的力,1)风的应力一是风对海面的摩擦力(切应力),另一是风施加在海浪迎风面上的压力(正压力)。,2)压强梯度力是从高压指向低压。在海洋中,随着深度的增加,压力逐渐增大,所以压强梯度力是指向上的。只不
3、过有时垂直向上,有时斜向上。,3)摩擦力流速不同的海水之间发生能量交换,表现为内切应力的摩擦力。,4)地转偏向力对洋流的影响很大。,一、洋流的成因及类型,(一)洋流及其分类,(二)洋流的成因类型,1、风海流 是海水在风的切应力作用下形成的水平运动。,风海流的方向与盛行风向是否一致?,否,一、洋流的成因及类型,1)风海流理论的基本假定,假定海区远离大陆,海深无限,面积广大,海水运动不受海底和海岸的影响;水面水平,海水密度分布均匀;作用于海面的风是定向恒速的。,一、洋流的成因及类型,(二)洋流的成因类型,1、风海流,2)风海流发生的物理机制,借助海水的内摩擦,表层海水又带动下层海水流动,地转偏向力
4、的作用会使每一层海水的流向偏于上一层海水流向的右侧。在摩擦转动过程中,能量不断消耗,直到海面以下某深度处,能量消耗殆尽。经过长时间的定向恒速风的作用,各层海水的流动便趋于定向、匀速状态。,风通过摩擦将一部分动量传给海水,使表层海水流动。由于地转偏向力的存在,海水流向在北半球偏于风向的右侧。,一、洋流的成因及类型,1、风海流,3)风海流理论的几点结论, 风海流表层速度最大,北半球表面海流偏于风向之右45(南半球则偏左45)。随着深度的增加,流向不断右偏,流速则以指数规律递减;到达某一深度,流向与表面流流向相反,风海流作用的下限摩擦深度在大洋中一般为200至300米左右。, 整个海水体积运输的方向
5、偏于风向之右90度(南半球则偏左90度)。,就海水总体而言,因无限深海中的风海流可不考虑海底摩擦,海流是风和地转偏向力相平衡时的稳定流动。因此风海流的体积运输方向与风向的夹角为90度。,1、风海流,一、洋流的成因及类型,附注: 风海流可以分为浅海风海流和深海风海流。 在浅海,由于海底摩擦的影响,浅海风海流的表层流向与风向偏角变小,在北半球,水体输送方向也偏离风向右侧,但偏角小于90。,4)风海流的负效应,风海流体积运输会使海水密度的水平分布发生变化,从而会产生密度流。这种由于风海流的体积运输而导致的海流,叫做风海流的负效应。,由风海流的体积运输派生出哪些新的海水运动?,1、风海流,一、洋流的成
6、因及类型, 在反气旋控制的海区,派生出反气旋大洋环流以及相应的垂直环流;在气旋控制的海区,派生出气旋大洋环流以及相应的垂直环流。,4)风海流的负效应,1、风海流,一、洋流的成因及类型,反气旋控制的海区:,1,4)风海流的负效应,1、风海流,一、洋流的成因及类型,文字解释: 在北半球稳定的反气旋控制的海区内,由风引起海水体积运输,是趋向反气旋中心。 这样造成较轻的表层海水,在反气旋中心发生堆积而下沉,形成下降流。而在反气旋周围,次表层较冷的海水就会上升到表层,以补偿表层水的损失。这样,反气旋中心的海水暖而轻,密度小;反气旋周围的海水冷而重,密度大。 海水密度在水平方向的这种不均匀分布,将产生一支
7、与风向一致的表面环流,叫反气旋大洋环流。 同理,在气旋控制的海区里,同样要产生与风向一致的海流,叫气旋型大洋环流。,一、洋流的成因及类型, 海岸附近派生出与风向一致的倾斜流及相应的上升流或下降流。,若北半球大陆西岸附近某一海区,当平行于海岸的风从北方吹来时,首先在海洋表面引起风海流。 风海流体积运输,将导致表层海水离开沿岸,形成离岸流。 其结果:一方面将导致沿岸附近产生上升流;另一方面,也会使海岸附近的海面(等压面)稍稍下降,等压面相对水平面发生倾斜,从而会产生一支与风方向一致的倾斜流。,北,大 陆,北风,大 洋,大 陆,大 洋,体积运输,等压面,海面,剖面,一、洋流的成因及类型,4)风海流的
8、负效应,1、风海流,上升流能把深层大量的营养物质带到表层,并为浮游生物所吸收。因此,在世界上,上升流区总是生物量最富饶的区域。,纽芬兰岛的渔具,为什么上升流区被称为海洋中的“丰产区”?它主要分布在哪里。,一、洋流的成因及类型,1、风海流,分布在中纬度大洋东侧,如秘鲁、加利福尼亚沿岸、西南非洲和北非西岸。 气旋控制的海区,如:南大洋和白令海。,2、梯度流(密度流),为什么等压面的倾斜会引起海水的水平运动?,等势面,g,D,等压面,当等压面与水平面重合时,压强梯度力与重力平衡,如果海水原来是静止的话,会继续保持静止状态,一、洋流的成因及类型,由于等压面的倾斜引起的海水的水平运动。,当等压面与水平面
9、倾斜时,垂直分力D1与重力g方向相反,被重力抵消;水平分力D2会促 使海水流动。 压强梯度力的水平分力就 是产生梯度流的原动力。,等压面为什么会发生倾斜?, 大气压力的变化、淡水在河口附近的堆积或呈楔形散布、风引起的增水或减水等由此引起的海流叫倾斜流 海水密度在水平方向分布的不均匀由此引起的海流叫密度流,等压面,等势面,g,2、梯度流(密度流),一、洋流的成因及类型,密度流产生的原因有哪两种?,海水的密度、盐度、温度三者关系:温度高则密度小,反之则大;盐度高则密度大,反之则小。, 另一种是由于不均匀的风作用于海面,一方面产生风海流,另一方面产生垂直环流,进而导致海水密度重新分布,这样也能形成密
10、度流。, 由于海面受热、冷却、蒸发、降水的分布不匀,使海水密度分布不均产生流动,称为热盐环流。,2、梯度流(密度流),一、洋流的成因及类型,直布罗 陀海峡,3、补偿流, 图中海水怎样运动?请解释其原因?,补偿流,地中海,大西洋,一、洋流的成因及类型,由于某种原因使海水从一个海区流出,而使另一部分海水流入进行补充,海水的这种运动,叫做补偿流。,相关知识 虽然地中海和大西洋的海水可发生有规律的交换,但地中海的生物比之其他靠大陆海区的生物要稀少。 原因在于地中海四周几乎都是陆地的地理环境,且直布罗陀海峡的宽度仅21km,这就严重限制了海洋生物赖以生存的氧气和养料的混合。,一、洋流的成因及类型,二、
11、大洋环流系统,大纲: (一)大洋表层环流系统(重点) (二)大洋深层环流系统(自学),(一)大洋表层环流系统,大洋表层环流的格局特征,全球冬季大气活动中心,北大西洋副高 (亚速尔高压),北太平洋副高 (夏威夷高压),南太平洋副高,南大西洋副高,南印度洋副高,1)以南北回归高压带为中心形成反气旋型大洋环流,二、 大洋环流系统,全球冬季大气活动中心,3)南半球中高纬海区没有气旋型大洋环流,被西风漂流所代替,西风漂流,阿留申低压,冰岛低压,2)以北半球中高纬海上低压区为中心形成气旋型大洋环流,4)北印度洋形成季风环流区,5)在南极大陆形成绕极环流,副极地低压带,在东南信风和东北信风的西向风应力作用下
12、,形成了南、北赤道洋流。 赤道流遇大陆冷却后,一部分海水由于海水堆积和补偿作用而折回,形成了赤道逆流和赤道潜流。,试述大洋表层环流的形成过程。,1、世界大洋表层反气旋和气旋大洋环流的形成,二、 大洋环流系统,黑潮,赤道洋流遇大陆后,另一部分海水向南北分流,形成黑潮、东澳大利亚暖流、湾流 、巴西暖流、莫桑比克暖流。,莫桑比克暖流,湾流,亲潮,这些暖流在地转偏向力和盛行西风作用下,到西风带转变为西风漂流。,西风漂流遇大陆后分南北两支,向高纬流去的一支成为暖流。属于这类暖流的有:北太平洋阿拉斯加暖流和北大西洋暖流。,在大洋西侧为从高纬向中纬流动的寒流,它是极地东风作用下形成的。属于这类寒流的有:北太
13、平洋的亲潮 和北大西洋的东格陵兰寒流 。,阿拉斯加暖流,西风漂流向低纬流去的一支成为寒流,并以补偿流的性质汇入南北赤道流。属于这类寒流的有:加利福尼亚寒流、秘鲁寒流、加那利寒流、本格拉寒流、西澳大利亚寒流等。,2、北印度洋季风漂流的形成,冬季,北印度洋盛行东北季风,形成东北季风漂流。夏季,北印度洋盛行西南季风,形成西南季风漂流。,二、 大洋环流系统,3、南极绕极环流的形成,在极地东风作用下,形成独特的绕极西向环流,但是大部分海水仍然以西风漂流为主。,二、 大洋环流系统,赤道逆流区,(二)大洋垂直环流,赤道逆流区为什么水色和透明度低?,赤道逆流区存在海水的辐散上升运动,把低温而高营养盐的海水向上
14、输送,致使水质肥沃,有利于浮游生物生长。,二、 大洋环流系统,大洋西部暖流区,当西部环流到达大洋西北部时,将与南下的寒流相遇,辐聚下沉形成西北辐聚带。在寒暖流交汇处,两种性质截然不同的洋流发生强烈的混合,并形成许多大小不等的漩涡,它们在海水的垂直交换过程中,起着重要的作用。在这些海区存在着强烈的垂直交换和混 合,下层水比较 丰富的营养盐被 带到表层,使那 里的浮游生物和 鱼类增多,形成 著名的渔场。,二、 大洋环流系统,大洋东部寒流,一部分沿着大陆的西岸流向低纬区,最后汇入信风流。表层海水受信风的作用而离岸外流,使下层海水向海面上升。由于丰富的营养盐被上升流输向表层,使浮游生物大量繁殖,也能形
15、成好渔场。,大洋东部寒流区,北,二、 大洋环流系统,南北半球反气旋大洋环流的中间区域,由于风海流的负效应,周围表层海水向这里堆积,形成所谓的亚热带辐聚带,海水辐聚下沉。 由于海水下沉,海区内溶解氧含量较高,但营养物质含量较低,海水贫瘠,浮游生物很少,使表面海水中悬浮物质极少。特 别在低纬区一侧,海水具有 最大的透明度和最高的水色, 成为世界大洋中生产力最低 的海区。,副热带高压区,为什么副热带辐聚区有“海洋沙漠”之称?,二、 大洋环流系统,极地地区,南极辐散带:极地高压所形成的极地东风的作用下,沿南极大陆周围,形成西向环流,范围很小,强度不大。它与西风漂流的交界处,由于地转偏向力的作用,形成辐
16、散带,深层水在此上升。 在靠近南极大陆一侧,同 样由于地转偏向力的作用,产 生辐聚下沉,这种下沉作用, 由于表层水的冷却和冬季大量 的结冰而大大加强。,二、 大洋环流系统,课堂练习,二、 大洋环流系统,北大西洋暖流是,A 风海流 B 上升补偿流 C 密度流 D 下降补偿流,(A),提示:北大西洋暖流是盛行西风作用下产生,二、 大洋环流系统,形成世界洋流系统最主要的动力是,A 大陆轮廓和岛屿的分布 B 海水温度与密度分布不均 C 地球自转偏向力 D 大气运动和近地面风带的存在,(D),二、 大洋环流系统,当北印度洋海区的季风洋流呈逆时针方向流动时,A 北半球为冬季 B 南半球为冬季 C 北印度洋盛行西南季风 D 我国东南沿海盛行东南季风,(A),二、 大洋环流系统,关于世界渔场的叙述正确的是,A 北海渔场附近有拉布拉多寒流与北大西洋暖流交汇 B 美国东部沿海的纽芬兰渔场,处于东格陵兰寒流与墨西哥暖流交汇处 C 南美东岸的秘鲁渔场是上升流把海洋深处无机盐带到海水上层,使浮游生物丰富