第三章：地球上的水,,第四章 海洋和陆地水,《水文学》，黄锡荃主编，高等教育出版社 《中国自然地理》，（地表水、地下水），中国科学院《中国自然地理》编委会，科学出版社 《中国大百科全书》：《大气科学•海洋科学•水文科学》，中国大百科全书出版社参考书目：,第一节 地球水循环与水量平衡 第二节 海洋起源与海水理化性质 第三节 海水的运动 第五节 海洋资源与海洋环境保护 第六节 河流 第七节 湖泊和沼泽 第八节 地下水 第九节 冰川,1、什么是水循环与水量平衡？ 2、什么是潮汐？什么是潮流？ 3、什么是大洋环流？简述洋流的成因及分类 4、河流补给的形式有哪些？试分析各种补给的特点 5、地下水有几种分类方式？,思考题,一、地球上水的分布与水资源,水的分布,地球总面积为5.1亿平方公里，其中海洋面积为3.613亿平方公里，约占总面积的71%海洋总水量为13.38亿立方公里，约占地球总水量的96.5%地表约3/4被水覆盖地球上的水体主要分布在地表、各种矿物、深部岩石以及土壤中，从而形成地表水、地下水和土壤水第一节 地球水循环与水量平衡,地球上水的组成,图2 世界淡水的组成,图1 地球上水的组成,注：其它淡水，包括河流水、湖泊淡水、大气水分、生物水、土壤水、沼泽水体等，可利用的淡水占全球淡水总储量的0.3%；水资源是有限的,水资源的概念,广义：世界上一切水体，包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、土壤水、地下水以及大气中的水分，都是人类宝贵的财富。
地球上水圈内的水量总体） 狭义：目前技术条件下，可供人类直接或间接开发利用的那一部分动态水体包括河流水、淡水湖泊水、浅层地下水）,1、世界水资源分布,影响水资源分布的因素 降水量的空间分布 造成水资源紧缺的原因 自然原因：如水资源时空分布不均、部分地区气候反常等 人为原因：用水量迅速增加、水质污染 衡量水资源丰富程度的主要指标 多年平均径流总量,表1 世界各大洲径流资源,表2 世界上水资源最丰富的国家径流资源比较,2、水资源的特性,水资源的循环再生性与其有限性 时空分布的不均匀性 利用的广泛性和不可替代性 利与害的两重性,3、中国水资源的特点,数量上： “总量不少，人均不多” 空间分布上： “南方多、北方少，东部多、西部少” 时间分配上： “夏秋两季多，冬春两季少，各年之间变率大”,二、水循环与水量平衡,（一）水循环的概念： 指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断地发生相态转换和周而复始运动的过程海陆大循环 内陆间循环 海上内循环,（二）水循环的类型：,NEXT,海陆间循环：是指海洋水与陆地水之间通过一系列过程所进行的相互转换运动。
这种循环又称为大循环 意义：使得陆地上的水不断得到补充，水资源得以再生内陆循环：降落到大陆上的水，其中一部分或全部（指内流区域）通过陆面、水面蒸发和植物蒸腾形成水汽，被气流带到上空，冷却凝结形成降水，仍降落到大陆上，这就是内陆循环 发生的领域：内流区域海上内循环：就是海洋面上的水蒸发成水汽，进入大气后在海洋上空凝结，形成降水，又降到海面 发生领域：海洋及其上空大陆,,,,,,,,,,海洋,水汽输送,,,,径流输送,,蒸发,,,,,,,,,,,蒸发,,,,,,,海洋,蒸发,降水,,（三）水循环的作用与效应,水循环将大气圈、岩石圈、生物圈、水圈四大圈层连在一起 水循环是陆地与海洋联系的纽带 水循环既是物质流也是能量流，它使地表从太阳获得的辐射能重新分布，使不同纬度热量收支不平衡矛盾得到缓解 水循环使水资源成为可再生性资源 水循环是地球上一切水文现象的根源四）水量平衡,定义：任意选择的区域（或水体），在任意时段内，其收入的水量与支出的水量之间差额必等于该时段区域（或水体）内蓄水的变化量，即在水循环过程中，从总体上说收支平衡全球水量平衡方程：,,全球降水量＝全球蒸发量,水循环与水量平衡的联系：,二者密不可分。
水量平衡是质量守恒原理在水循环过程中的具体体现，也是地球上水循环能够持续不断进行下去的基本前提一旦水量平衡失控，水循环的某一环节就要发生断裂，整个水循环就不复存在反之，如果自然界根本不存在水循环现象，也就无所谓平衡了 水循环是地球上客观存在的自然现象，水量平衡是水循环内在的规律水量平衡方程式是水循环的数学表达式，可以根据不同水循环类型建立不同的水量平衡方程第二节 海洋起源与海水理化性质,（1）洋壳是原生的，地球形成初期大洋就已存在 （2）泛大陆分离时海底扩张形成了洋壳 （3）熔融岩浆侵入地壳并溢出地表冷凝，因其密度大使其下伏地壳沉入上地幔最终形成洋壳一、海洋的起源,起源假说,大洋化过程,地壳变薄——洋盆形成——海水聚集,二、世界海洋组成及其分类,指远离大陆，面积广阔，深度大，较少受大陆影响，具有独立的洋流系统和潮汐系统，物理化学性质比较稳定的水域 四大洋： 太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋 四大洋分界：,洋的概念,（一）洋,（二）海,海的面积和深度小于洋；海水理化性质、生物发育状况有别于洋；海基本上没有自己独立的洋流系统和潮汐；还没有洋那样明显的垂直分层大洋的边缘因为接近或伸入陆地而或多或少与大洋主体相分离的部分。
海从属于洋，是洋的组成部分海的概念,海与洋的区别：,内海：四周完全被陆地包围，只有一个或多个海峡与洋或邻海相通 地中海、红海、黑海、波罗的海、渤海等 边缘海：位于大陆边缘，以半岛或岛屿与大洋或邻海相分隔，但直接受外海洋流和潮汐的影响 白令海、鄂霍次克海、日本海、黄海、东海和南海等 外海：虽位于大陆边缘，但与洋有广阔联系的海 阿拉伯海、巴伦支海等 岛间海：由一系列岛屿所环绕形成的水域 爪哇海、苏拉威西海,海的分类,海水的组成,——化学成分： 氢、氧、常量与微量元素 ——海水的盐度和氯度： 海水盐度：海水中全部溶解的固体与海水重量之比，通常以每千克海水中所含的克数表示 海水氯度：每千克海水中所含氯的克数海水的温度、密度和透明度,海水温度：海温取决于其热量收支情况太阳辐射是最主要的热量来源海水温度变化及其影响因素：海温具有明显的季节变化和日变化季节变化的影响因素：太阳辐射的季节变化、季风、洋流日变化的影响因素：太阳辐射的日变化、天气状况 海水温度的分布：最高水温出现在热赤道，由此向两极逐渐降低北半球海水等温线分布不规则，南半球大致与纬线平行颜色和透明度： 海水的颜色：决定于海水对阳光的吸收和反射状况。
海水通常呈现蓝色的原因？ 透明度：以直径30cm的白圆盘投入水中的可见深度来表示海水密度：单位体积中的海水质量密度大小与海水温度、盐度和压力有关 温度 ，密度 ；盐度 ，密度 三）海湾,海湾指海洋伸入大陆的部分，其深度和宽度向大陆方向逐渐减小的水域一般以入口处海角之间的连线或湾口处的等深线作为洋或海的分界线海湾特点是潮差较大 渤海湾、哈得孙湾、墨西哥湾、孟加拉湾,（四）海峡,是连通海洋与海洋之间狭窄的天然水道 海峡的水文特征是水流急、潮速大，上下层或左右两侧海水理化性质不同，流向不同 台湾海峡、马六甲海峡、直布罗陀海峡,三、海洋的形态结构,（四）海沟 主要分布在大陆边缘与大洋盆地交接处，是海洋最深区域，深度超过6000米一）大陆边缘 包括大陆架、大陆坡和大陆基，占海洋总面积的22％二）大洋盆地 是世界海洋中面积最大的地貌单元，约占世界海洋总面积的45％左右三）大洋中脊 也叫中央海岭，是世界大洋中最宏伟的地貌单元，总长约8万千米，相当于陆地所有山脉长度的总和，占世界海洋面积的32.7％Back,第三节 海水的运动,海水运动的形式主要是波浪、潮汐和洋流概念：波浪就是海水质点以其原有平衡位置为中心，在垂直方向上作周期性圆周运动的现象。
一）波浪,1．波浪要素,波浪的大小和形状是用波浪要素来说明的 波浪的基本要素有：波峰、波顶、波谷、波底、波高、波长、周期、波速、波向线和波峰线等2. 波浪分类,风浪和涌浪、风暴潮、内波和潮波、海啸,（l）按成因分为四类：,风浪和涌浪：在风力的直接作用下形成的波浪，称为风浪；当风停止，或当波浪离开风区时，这时的波浪便称为涌浪 风暴潮：由台风、温带气旋、冷锋的强风作用和气压骤变等强烈天气系统引起海面异常升降现象，叫风暴潮，又称风暴增水或气象海啸内波：发生在海水的内部，由两种密度不同的海水作相对运动而引起的波动现象 潮波：海水在引潮力作用下产生的波浪2）按水深相对波长大小可分为深水波和浅水波 深水波：是水深相对波长很大的波这种波动主要集中在海面以下一个较薄的水层勺，又称为表面波或短波 浅水波：是水深相对波长很小的波，又称为长波 （3）按波形的传播性质分类 前进波：波形不断地向前传播的波浪，称前进波或进行波 驻波：波形不向前传播，只是波峰和波谷在固定点不断地升降交替着的波浪，称驻波3．近岸浪及其作用 当波浪传入浅水区或近岸后，由于波顶运动速度大于波底，当波峰部分越过波谷部分时，将导致波浪的倒卷和破碎。
这种破浪现象若发生在离岸较远的地区，如海中的暗礁或沙洲上，称为破浪；若发生在海岸附近，称为拍岸浪波浪由深水区进入海岸带的变化过程,4、波浪的折射,波浪前进方向常与海岸斜交，这样，同一列波两端的水深可能存在较大差异近岸较浅一端因受摩擦而减速，离岸远而较深一端在深水处继续保持原速前进，最后波峰线将发生转折而与海岸平行，这就是波浪的折射 波浪前进方向与海岸斜交常常造成水体沿海岸流动，形成的这种纵向水流称为沿岸流沿岸流对海岸地貌形成发育具有一定的影响1．潮汐及其类型 （1）概念,潮汐是由月球和太阳的引力引起的海面水位周期性涨落的现象潮汐主要在地球的低纬度海区最为显著，因为潮汐是地球自转及日月引力所致一般一个太阴日有两次涨落，白天的称潮，晚上的称汐，合称潮汐二）潮汐(tide)和潮流(tidal current),潮汐类型可分为半日潮、全日潮和混合潮三种类型 半日潮：在一个太阴日内，两涨两落彼此大致相同的潮汐2）类型,,全日潮：在一个太阴日内，只有一次涨落的潮汐只有一次高潮和低潮混合潮：可分为不规则的半日潮和不规则的全日潮不规则的半日潮，一般在一个太阴日中，也有两次高低潮，但潮差和潮期不等不规的全日潮，则是在半个月中出现全日潮的天数不超过7天，其余天数为不规则的半日潮。
2、潮流,潮流是指海水在天体引潮力作用下所形成的周期性水平流动 潮流的运动形式，可分为回转流和往复流 （1）回转流 在外海和开阔海区，潮流受地转偏向力作用而成（也叫八卦流）回转流的方向在北半球为顺时针方向，在南半球则为逆时针方向在海峡、河口、海湾内，受地形影响，潮流便成了往复流其流速从零到最大，再到零，再到相反方向的最大，再到零，这样不断循环2）往复流,（三）洋流,1、洋流的分类 （1）按水温分类可分为暖流和寒流 暖流：若洋流带来的海水温度比到达海区的水温高，这样的洋流叫暖流由低纬流向高纬的洋流一般属于暖流在洋流图中，一般用红色箭头表示暖流 寒流：与暖流相反，若洋流所带来的海水温度比到达海区的水温低，就叫寒流由高纬流向低纬的洋流一般属于寒流在洋流图中一般用蓝色（绿色）箭头表示寒流是海水沿着一定方向的大规模流动，也称海流风海流（P） ：是海水在风的摩擦力（切应力）作用下形成的水平运动，也称漂流或吹流当风力作用于海面时，可产生对海面的正压力和摩擦力，迫使海水向前运动形成洋流2）按成因分类可分为风海流、密度流和补偿流三类,,,,洋流产生的主要原因是风力和密度差异，据此可以将洋流分为风海流、密度流和补偿流。
密度流（P）：密度流是由于海水密度差异而引起的洋流由于各海区海水温度、盐度不同，使得海水密度分布不均，海区之间形成了压力梯度，在压力梯度力作用下，海水产生了。