4.海浪、海流和海冰a

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1、第四章第四章 海浪、海流和海冰海浪、海流和海冰 第一节第一节 海浪海浪第二节第二节 海流海流第三节第三节 海冰海冰第一节第一节 海浪海浪 (Sea Wave)海浪是海水运动的重要形式之一，对船海浪是海水运动的重要形式之一，对船舶航行有极大的影响。大的海浪造成航舶航行有极大的影响。大的海浪造成航速下降，舵效降低，甚至停止不前；在速下降，舵效降低，甚至停止不前；在狂涛巨浪中还会出现狂涛巨浪中还会出现“中垂中垂”或或“中拱中拱”使船体结构变形，严重时造成船体断使船体结构变形，严重时造成船体断裂，导致重大海难事故。裂，导致重大海难事故。波浪要素波浪要素波峰：波峰： 波面的最高点；波面的最高点；波谷：波

2、谷： 波面的最低点；波面的最低点；波高波高H H： 相邻的波峰与波谷间的垂直距离；相邻的波峰与波谷间的垂直距离；波长波长：相邻的两个波峰（或波谷）间的水平距离，单位米；相邻的两个波峰（或波谷）间的水平距离，单位米；波陡波陡：波高与波长之比（波高与波长之比（ =H/ ），它是表示波形陡峭的量；），它是表示波形陡峭的量；波幅波幅a a： 波高的一半称为波幅；波高的一半称为波幅；周周期期T T： 两两相相邻邻的的波波峰峰（或或波波谷谷）相相继继通通过过一一固固定定点点所所需需时时间间， 单位为秒；单位为秒；波波速速c c： 波波形形传传播播的的速速度度，即即波波峰峰（或或波波谷谷）在在单单位位时时间

3、间内内的的水水 平位移平位移；波峰线：沿垂直于波浪传播方向通过波峰的线叫波峰线；波峰线：沿垂直于波浪传播方向通过波峰的线叫波峰线；波向线：垂直于波峰线的线叫波向线波向线：垂直于波峰线的线叫波向线；波长、波速、周期波长、波速、周期三者关系：三者关系：水质点的运动与波形传播的关系水质点的运动与波形传播的关系水质点的运动与波形传播的关系：深水波中海面上水质点运水质点的运动与波形传播的关系：深水波中海面上水质点运动的轨迹是以波高为直径的圆，当水质点运动到最高位置动的轨迹是以波高为直径的圆，当水质点运动到最高位置（即波峰到达）时，其运动方向与波向一致（即波峰到达）时，其运动方向与波向一致( (为为0 0

4、度度) )。当水质。当水质点运动到最低位置（即波谷到达）时，其运动方向与波向相点运动到最低位置（即波谷到达）时，其运动方向与波向相反反(180(180度度) )。 浅水波中水质点运动的轨迹为椭圆。浅水波中水质点运动的轨迹为椭圆。波浪的分类波浪的分类（按成因分类）（按成因分类）风浪：风浪：由风直接作用而引起的水面波动称为风浪。由风直接作用而引起的水面波动称为风浪。涌浪：涌浪：风浪离开风区传至远处或者风区中风停息后所留下来的风浪离开风区传至远处或者风区中风停息后所留下来的波浪，称为涌浪。波浪，称为涌浪。近岸浪：近岸浪：风浪或涌浪传至浅水或近岸区后，因受地形影响将发风浪或涌浪传至浅水或近岸区后，因受

5、地形影响将发生一系列变化，称近岸浪。生一系列变化，称近岸浪。风暴潮风暴潮(Storm Surge)(Storm Surge)：由于气象原因，如台风，强风暴等引起由于气象原因，如台风，强风暴等引起的海面异常升高现象称风暴潮，亦称风暴海啸。的海面异常升高现象称风暴潮，亦称风暴海啸。海啸海啸(Tsunami)(Tsunami)：由于海底或海岸附近发生的地震或火山爆发所由于海底或海岸附近发生的地震或火山爆发所形成的波动。亦称海啸。形成的波动。亦称海啸。内波内波(Internal Wave)(Internal Wave)：不同密度的水层界面处而产生的波动。不同密度的水层界面处而产生的波动。潮汐波潮汐波(

6、Tidal Wave)(Tidal Wave)：由于天体引潮力作用所产生的波动。由于天体引潮力作用所产生的波动。风风 浪浪 (Wind Wave)风浪：风浪： 由风直接作用引起的水面波动，称为风浪。风浪特由风直接作用引起的水面波动，称为风浪。风浪特征，周期较短，波面不规则，波长短。波向与风向一致，征，周期较短，波面不规则，波长短。波向与风向一致，波高取决于风力、风区、风时。波高取决于风力、风区、风时。 风浪成长与风速，风时和风区的关系风浪成长与风速，风时和风区的关系: :t风速风速：一般风速越大产生的风浪也越大。这只适用于风时一般风速越大产生的风浪也越大。这只适用于风时和风区不受限制时。和风区

7、不受限制时。t风时风时：同一方向的风连续作用的时间。一般对水面持续作同一方向的风连续作用的时间。一般对水面持续作用的时间越长，海水所获得的动能越大，风浪也越大。用的时间越长，海水所获得的动能越大，风浪也越大。t风区风区：指风在海上吹过的距离。风区的大小对风浪的成长指风在海上吹过的距离。风区的大小对风浪的成长起着不可忽视的作用，若风区的长度不够，风浪也不能充起着不可忽视的作用，若风区的长度不够，风浪也不能充分发展。分发展。l过渡状态：过渡状态：风吹到大洋风吹到大洋上，风浪随着时间的增上，风浪随着时间的增长而增大。风浪的成长长而增大。风浪的成长取决于风时长短。取决于风时长短。l定常状态：定常状态：

8、指恒定的风指恒定的风长时间吹在有限的水域长时间吹在有限的水域上，使海面各点的风浪上，使海面各点的风浪要素趋于稳定。要素趋于稳定。风浪的三种状态风浪的三种状态风浪充分成长状态：风浪充分成长状态：风速越大，风时越长，风浪就越发展。风速越大，风时越长，风浪就越发展。但风浪的发展不是无限的，当波陡接近但风浪的发展不是无限的，当波陡接近1/71/7时，波浪开始破时，波浪开始破碎。这是因为风传给风浪的能量，一部分用于增大波高，碎。这是因为风传给风浪的能量，一部分用于增大波高，一部分消耗于涡动引起的摩擦，当风传给风浪的能量与涡一部分消耗于涡动引起的摩擦，当风传给风浪的能量与涡动摩擦消耗的能量相平衡时，风浪不

9、再继续增大，即风浪动摩擦消耗的能量相平衡时，风浪不再继续增大，即风浪达到极限状态，这种状态称为风浪充分成长。海上实际风达到极限状态，这种状态称为风浪充分成长。海上实际风浪的最大高度估计可能达到浪的最大高度估计可能达到25m25m左右左右. .风浪成长主要与风速、风区和风时有关。风速越大，风浪风浪成长主要与风速、风区和风时有关。风速越大，风浪充分成长所需要的最小风区越大和最小风时越长。充分成长所需要的最小风区越大和最小风时越长。 另外还另外还受水深及海域特征等因素影响。受水深及海域特征等因素影响。涌涌 浪浪 (Swell)涌浪涌浪: : 涌浪是指风浪涌浪是指风浪离开风区后离开风区后传到远传到远处

10、，处，或或风风区里的风区里的风停息后停息后所遗所遗留下的留下的波波浪。浪。t涌浪又称长波，涌浪又称长波，其波其波形规则，波面光滑，波形规则，波面光滑，波速速较较快快，波长和周期较大，波陡小。，波长和周期较大，波陡小。t 波速公式：波速公式： C =1.5T C =1.5T 涌浪传播涌浪传播过程中过程中, ,在波高衰减的同时，在波高衰减的同时，波长和波长和周期增周期增大大, ,波波速加速加快快, ,比风比风暴暴的的移移速快速快很很多多, ,可可以以作作风暴来临风暴来临的先兆，亦称先行波。的先兆，亦称先行波。l近岸浪近岸浪：当波浪传到沿岸当波浪传到沿岸浅水区，波向折射和绕射，浅水区，波向折射和绕射

11、，波长变短，波高增大，水质波长变短，波高增大，水质点运动的速度不等，在波谷点运动的速度不等，在波谷处，由于水浅，水质点受海处，由于水浅，水质点受海底摩擦影响，其速度慢于波底摩擦影响，其速度慢于波峰处水质点的速度，使波峰峰处水质点的速度，使波峰超过波谷，波形前侧变得陡超过波谷，波形前侧变得陡峭突出，后侧变得平缓，从峭突出，后侧变得平缓，从而使波浪发生倒卷和破碎。而使波浪发生倒卷和破碎。近岸浪近岸浪 (Coastal Wave)(Coastal Wave)流波效应和水气温差对波浪的影响流波效应和水气温差对波浪的影响流波效应流波效应: 波浪与海流成一定角度时，海流会影响波浪的波波浪与海流成一定角度时

12、，海流会影响波浪的波高、波速和传播方向等。当波浪与海流相向或接近于相向时，高、波速和传播方向等。当波浪与海流相向或接近于相向时，波高会增大波高会增大2030%（流速为（流速为23kn，风速为，风速为1015m/s）。）。如黑潮流域上冬季风形成的波浪常增大。如黑潮流域上冬季风形成的波浪常增大。水气温差水气温差: 在风速相等的情况下，气温低于海温时的波高比在风速相等的情况下，气温低于海温时的波高比海气温度相等时的大。据统计，气温比海温每低海气温度相等时的大。据统计，气温比海温每低1 ，波高，波高增大约增大约5%5%。如。如气温比海温每低气温比海温每低10 ，波高增大约，波高增大约50%50%。在冬

13、季西北太平洋中高纬海域，强盛的锋面气旋，气温低于在冬季西北太平洋中高纬海域，强盛的锋面气旋，气温低于海温，海温，加之加之流流波波效应，效应，有时出现比预料高有时出现比预料高2-32-3倍的倍的异常大异常大浪浪，是海事多发的海域，是海事多发的海域，有有“魔鬼海域魔鬼海域”之称。之称。平均波高：平均波高：Hp=Hp=（H H1 1+H+H2 2+H+H3 3+ +H Hn n）/n/n，其中其中n n为观测到为观测到的波的总个数，的波的总个数，H H1 1，H H2 2，.H Hn n为各实测波的波高。为各实测波的波高。有效波高有效波高H H1/31/3：是波浪预报的一个重要指标。将观测到是波浪预

14、报的一个重要指标。将观测到的波高按大小排列起来，取的波高按大小排列起来，取1/31/3最大波高的平均值，称最大波高的平均值，称为有效波高为有效波高, ,以符号以符号H H1/31/3表示。同样可定义出表示。同样可定义出H H1/101/10， H H1/1001/100，H H1/10001/1000等统计波高。等统计波高。H:0.63 H:0.63 若若H H1/31/3：1 1， H H1/10 1/10 ：1.27, H1.27, H1/100 1/100 :1.61, H:1.61, H1/1000 1/1000 :1.94:1.94在在10001000个连续波中有一个波的波高接近个连

15、续波中有一个波的波高接近H H1/31/3的的2 2倍。应倍。应用波浪预报图时应注意。用波浪预报图时应注意。有效波高有效波高(H(H1/31/3) )浅水波和深水波浅水波和深水波浅水波：浅水波：波长远大于海深的波，浅水波的波长至少是波长远大于海深的波，浅水波的波长至少是水深的水深的20倍（倍（ /h 20 ）。）。 t 波速取决水深，水越深，波速越大，与波长和周期无关。波速取决水深，水越深，波速越大，与波长和周期无关。深水波：深水波：波长远小于海深的波，深水波的波长不超过波长远小于海深的波，深水波的波长不超过水深的水深的4倍（倍（ /h 4）。）。 C 1.5Tt 波速与波长和周期有关，与水深

16、无关。波速与波长和周期有关，与水深无关。群群 波波 (Group of Waves) 海洋中的波浪常以海洋中的波浪常以“群群”的形式出现，通常称为群波的形式出现，通常称为群波。设两设两列波向、振幅相同，波长和周期稍有差别的正弦波相互叠加，列波向、振幅相同，波长和周期稍有差别的正弦波相互叠加，叠加以后的合成波形如下图。叠加以后的合成波形如下图。 驻驻 波波 (Standing Wave)由两列波向相反的正弦波叠加，可以得到一种波形不向前传由两列波向相反的正弦波叠加，可以得到一种波形不向前传播的波，波面只在原地振动，称为驻波播的波，波面只在原地振动，称为驻波。海滨峭壁处常出现海滨峭壁处常出现驻波，

17、台风眼区的驻波，台风眼区的“金字塔浪金字塔浪”就是驻波。波腹处的水质点就是驻波。波腹处的水质点只作垂直运动，波节处的水质点只做水平运动。只作垂直运动，波节处的水质点只做水平运动。u海啸海啸 (Tsunami)(Tsunami)u海啸主要是由浅源地震引起的海啸主要是由浅源地震引起的, ,又称地震又称地震波波. .其波长长、波速快，在大洋中波高不其波长长、波速快，在大洋中波高不明显，当传至近岸时波高可巨增至明显，当传至近岸时波高可巨增至10m10m以以上，最大可达上，最大可达25m25m，危害甚大。，危害甚大。l18961896年年6 6月月1515日日本三陆大海啸，浪高日日本三陆大海啸，浪高30

18、.5m30.5m，损失房屋，损失房屋1400014000栋、船舶栋、船舶3000030000余余艘、艘、2700027000人遇难。人遇难。=17751775年年1111月月1 1日，里斯本大地震引起的海日，里斯本大地震引起的海啸，浪高啸，浪高18m18m，里斯本全城建筑在，里斯本全城建筑在6 6分钟内分钟内几乎倾覆殆尽，几乎倾覆殆尽，1010万人死于巨浪之中。万人死于巨浪之中。=19601960年年5 5月月2222日，智利日，智利8.98.9级地震，浪高级地震，浪高25m25m。海啸后先摧毁。海啸后先摧毁智利沿海一切设施，然后巨浪以极快的速度涌向澳大利亚、智利沿海一切设施，然后巨浪以极快的

19、速度涌向澳大利亚、菲利宾、夏威夷及日本沿海，时速菲利宾、夏威夷及日本沿海，时速707km707km。最后一直影响到。最后一直影响到鄂海和青岛。海啸波长最小鄂海和青岛。海啸波长最小17km17km，最大，最大300300至至400km400km。l19701970年年1111月一个热带气旋在孟加拉沿海引起的大海啸月一个热带气旋在孟加拉沿海引起的大海啸, ,巨浪巨浪高达高达20m,20m,造成造成3030万人死于这次严重的灾难万人死于这次严重的灾难. .=20042004年年1212月印度洋大海啸月印度洋大海啸, ,夺走十几万人的生命和无数的财夺走十几万人的生命和无数的财产产, ,使数十万人无家可

20、归。使数十万人无家可归。=世界上最常遭受海啸袭击的国家和地区有：日本、菲律宾、世界上最常遭受海啸袭击的国家和地区有：日本、菲律宾、印尼、加勒比海，墨西哥沿海和地中海。印尼、加勒比海，墨西哥沿海和地中海。u内波内波 (Internal Wave)(Internal Wave) 内波：内波：是密度相差较大的水层界面上的波动。可是密度相差较大的水层界面上的波动。可在各种深度的海洋中产生，其波高比表面波大的多，在各种深度的海洋中产生，其波高比表面波大的多，常可达几十米，甚至近百米。会产生常可达几十米，甚至近百米。会产生“死水死水”和和“共振共振”现象。遇此现象时应改变航向或航速。现象。遇此现象时应改变

21、航向或航速。=19631963年年6 6月月1010日，美国日，美国“长尾鲨长尾鲨”号核潜艇在波斯号核潜艇在波斯顿以东深海作超水下顿以东深海作超水下300m300m深潜。由于机舱内海水系深潜。由于机舱内海水系统完全损坏，耐压壳体招架不住海水的压力，船体统完全损坏，耐压壳体招架不住海水的压力，船体炸的粉身碎骨，炸的粉身碎骨，129129名试航人员全部遇难。名试航人员全部遇难。风暴潮风暴潮（Storm Surge）风暴潮是指因强热带风暴、台风、寒潮等强风风暴潮是指因强热带风暴、台风、寒潮等强风暴影响引起的海面异常升高、潮位大大超过平暴影响引起的海面异常升高、潮位大大超过平常潮位的现象。统计表明，气

22、压每降低常潮位的现象。统计表明，气压每降低1hPa1hPa，海面大约升高海面大约升高1cm1cm。风暴潮最严重的地区是日本沿岸、美国东海岸、风暴潮最严重的地区是日本沿岸、美国东海岸、墨西哥湾沿岸、太平洋赤道以北的一些群岛和墨西哥湾沿岸、太平洋赤道以北的一些群岛和中国沿岸。我国风暴潮多发区有莱州湾、渤海中国沿岸。我国风暴潮多发区有莱州湾、渤海湾、长江口至闽江口、汕头至珠江口、雷州湾湾、长江口至闽江口、汕头至珠江口、雷州湾和海南岛东北角一带。其中，汕头至珠江口和和海南岛东北角一带。其中，汕头至珠江口和莱州湾是严重多发区。莱州湾是严重多发区。世界海洋的风、浪世界海洋的风、浪太平洋上的风、浪太平洋上的

23、风、浪北太平洋北太平洋 冬季冬季，由于阿留申低压的影响，北太平洋中高纬大风，由于阿留申低压的影响，北太平洋中高纬大风和大的浪分布范围很广，大风、大浪频率很高和大的浪分布范围很广，大风、大浪频率很高,大洋西大洋西部高于东部。部高于东部。 夏季夏季，除热带气旋活动外，整个北太平洋十分平静。，除热带气旋活动外，整个北太平洋十分平静。南太平洋南太平洋 低纬洋面上常年盛行低纬洋面上常年盛行3-4级东南信风，中高纬终年狂风级东南信风，中高纬终年狂风恶浪，有恶浪，有“咆哮西风带咆哮西风带”之称。之称。大西洋上的风、浪大西洋上的风、浪北大西洋北大西洋 冬季冬季，由于冰岛低压强烈发展，北大西洋中、高纬度海域，由

24、于冰岛低压强烈发展，北大西洋中、高纬度海域的大风浪十分强烈，分布范围很广。大风频率达的大风浪十分强烈，分布范围很广。大风频率达40 % %以上，以上，大浪频率达大浪频率达50 % %以上，大洋西部高于东部，是世界海洋上以上，大洋西部高于东部，是世界海洋上最著名的狂风恶浪海域之一。低纬度风浪较小。最著名的狂风恶浪海域之一。低纬度风浪较小。 夏季夏季，除格陵兰和冰岛南部海域有大风浪外，整个大西洋，除格陵兰和冰岛南部海域有大风浪外，整个大西洋相对比较平静。相对比较平静。南大西洋南大西洋 南大西洋低纬洋面上常年盛行南大西洋低纬洋面上常年盛行3-5级东南信风，中高纬终年级东南信风，中高纬终年狂风恶浪，好

25、望角附近，风力常达狂风恶浪，好望角附近，风力常达11级，海面狂浪怒涛。级，海面狂浪怒涛。印度洋上的风、浪印度洋上的风、浪北印度洋北印度洋 冬季冬季，北印度洋盛行东北季风，一般，北印度洋盛行东北季风，一般3-4级海面较平静，是级海面较平静，是航海的黄金季节。航海的黄金季节。 夏季夏季，整个北印度洋上为强劲的西南季风控制，风力常可，整个北印度洋上为强劲的西南季风控制，风力常可达达8-9级或以上，浪高达级或以上，浪高达6米以上，米以上，7-8月最强盛。尤其是在月最强盛。尤其是在索科特拉岛东南部海域，大风频率高达索科特拉岛东南部海域，大风频率高达40 % % ，大浪频率高，大浪频率高达达74 % %

26、，是世界海洋上大浪频率最高的海域。，是世界海洋上大浪频率最高的海域。南印度洋南印度洋 南印度洋中高纬度终年狂风恶浪，冬季可延伸到南纬南印度洋中高纬度终年狂风恶浪，冬季可延伸到南纬10度度海域，在大洋中部有一个大风浪高发区。夏季，大风浪区海域，在大洋中部有一个大风浪高发区。夏季，大风浪区略向南收缩，达南纬略向南收缩，达南纬20度附近。度附近。我国近海的风、浪我国近海的风、浪冬季：冬季：盛行偏北风，风力较强。渤海、黄海多西北风西北盛行偏北风，风力较强。渤海、黄海多西北风西北浪，东海北风和东北风，南海东北风东北浪。浪，东海北风和东北风，南海东北风东北浪。夏季：夏季：盛行偏南风，风力较弱。渤海、黄海及

27、东海北部为盛行偏南风，风力较弱。渤海、黄海及东海北部为东南风东南浪，东海南部和南海为西南风偏南浪。东南风东南浪，东海南部和南海为西南风偏南浪。年平均大风日数：东海沿岸最多，黄海、渤海沿岸次之，年平均大风日数：东海沿岸最多，黄海、渤海沿岸次之，南海沿岸最少。南海沿岸最少。我国近海的海浪主要受季风影响，台湾海峡浪高最大。冬我国近海的海浪主要受季风影响，台湾海峡浪高最大。冬季，山东半岛成山头附近、济州岛以南海域、琉球群岛西季，山东半岛成山头附近、济州岛以南海域、琉球群岛西侧海域、台湾海峡及台湾以东的近海海面，均属大浪区。侧海域、台湾海峡及台湾以东的近海海面，均属大浪区。夏季，除热带气旋造成的大浪外，

28、风浪均较小。夏季，除热带气旋造成的大浪外，风浪均较小。1月大风（月大风（7级）频率级）频率7月大风（月大风（7级）频率级）频率1月波高分布月波高分布7月波高分布月波高分布第二节第二节 海流海流（Ocean Current）海海流流:是是指指海海洋洋中中的的海海水水具具有有相相对对稳稳定定速速度度的的流流动动，它它是是海海水水运运动动的的形形式式之之一一。海海流流不不仅仅对对航航海海有有不不可可忽忽视视的的影影响响，而且对天气和气候也有显著的影响。而且对天气和气候也有显著的影响。流流向向: 海海流流的的方方向向是是指指去去向向，常常用用8个个方方位位或或以以度度为为单单位位表表示示。例例如如，由

29、由西西向向东东的的流流，流流向向为为900，称称为为东东流流。海海流流的的主主轴轴是是指指海海流流流流动动方方向向上上流流速速最最大大点点的的连连线线。海海流流的的规规模模常常用用流流幅幅来来表表示示，流流幅幅是是指指垂垂于于主主轴轴的的水水平平宽宽度度和和上上下厚度。海流的强弱常用平均流速或平均流量表示。下厚度。海流的强弱常用平均流速或平均流量表示。流流速速: 流流速速的的单单位位常常用用Kn（节节）和和n mile/d（海海里里/日日）表示。表示。海流的分类海流的分类海流按其成因大致可分三大类海流按其成因大致可分三大类: :风海流、地转流和风海流、地转流和补偿流。补偿流。风海流是海洋上最主

30、要的海流，其强度较强。风海风海流是海洋上最主要的海流，其强度较强。风海流是在海面风作用下形成的海水流动。流是在海面风作用下形成的海水流动。海流的成因主要是海流的成因主要是盛行风带、地转偏向力、和海陆盛行风带、地转偏向力、和海陆分布分布等因子共同作用的结果。等因子共同作用的结果。实实际际上上由由单单一一原原因因产产生生的的海海流流极极少少，往往往往是是几几个个因因子子共共同同作作用用的的结结果果，但但有有主主次次，近近海海以以潮潮流流为为主主，外海多风海流和梯度流。外海多风海流和梯度流。风海流风海流 (Wind Current)风海流：风海流：包括风生流和漂流，是在海面包括风生流和漂流，是在海面

31、风作用下形成的海水流动。通常将大范风作用下形成的海水流动。通常将大范围盛行风所引起的流向、流速常年都比围盛行风所引起的流向、流速常年都比较稳定的风海流称为定海流，亦称为漂较稳定的风海流称为定海流，亦称为漂流或吹流。而将某一短期天气过程或阵流或吹流。而将某一短期天气过程或阵风形成的海流称为风生流。其流速和流风形成的海流称为风生流。其流速和流向随风向向随风向、风速而变化。风速而变化。表层风海流的流速表层风海流的流速:无限深海的风海流表层流速可用下面经验公式计算：无限深海的风海流表层流速可用下面经验公式计算： m/s式中：式中：v0为流速（为流速（kn），），w 为海面风速（为海面风速（m/s），）

32、， 为纬度。为纬度。此式表明：漂流的流速与海面风速成正比，与所在纬此式表明：漂流的流速与海面风速成正比，与所在纬度正弦的平方根成反比。度正弦的平方根成反比。 表层风海流的方向和大小表层风海流的方向和大小表层风海流的流向表层风海流的流向：在无限深海中，由于地转偏向在无限深海中，由于地转偏向力作用，表层风海流的流向在力作用，表层风海流的流向在北半球偏于风去向之右约北半球偏于风去向之右约45 ，在南球偏于风去向之左约在南球偏于风去向之左约45 。 在浅海中，流向与风向几乎在浅海中，流向与风向几乎一致。一致。风海流流向随深度增加向右偏风海流流向随深度增加向右偏转（北半球），流速随深度增转（北半球），流

33、速随深度增加逐渐减小。（见图）加逐渐减小。（见图）地转流及其他类型海流地转流及其他类型海流地转流又称梯度流。它是指当海面发生倾斜时，海水的水地转流又称梯度流。它是指当海面发生倾斜时，海水的水平压强剃度力和水平地转偏向力平衡时的稳定海流。按引平压强剃度力和水平地转偏向力平衡时的稳定海流。按引起等压面倾斜的原因不同，分为倾斜流和密度流。起等压面倾斜的原因不同，分为倾斜流和密度流。t倾斜流倾斜流(Slope Current)：是在不均匀的外压场作用下的梯是在不均匀的外压场作用下的梯度。海洋上大气压分布不均匀，使海面发生倾斜而产生海度。海洋上大气压分布不均匀，使海面发生倾斜而产生海水的流动。水的流动。

34、 测者背流而立，右侧等压面高，左侧等压面低。测者背流而立，右侧等压面高，左侧等压面低。倾斜度越大，水平压力梯度越大，流速就越大。倾斜度越大，水平压力梯度越大，流速就越大。 t密度流密度流(Density Current)：由于海水密度分布不均匀引起由于海水密度分布不均匀引起等压面倾斜而产生的梯度流。测者背流而立，右侧等压面等压面倾斜而产生的梯度流。测者背流而立，右侧等压面高，密度小（温度高），左侧等压面低，密度大（温度低）高，密度小（温度高），左侧等压面低，密度大（温度低）。（南半球相反）。（南半球相反）补偿流补偿流(Compensation Current)：某处海水某处海水流失，其它地方的

35、海水流过来补充，称为补流失，其它地方的海水流过来补充，称为补偿流。补偿流既有水平方向的，也有垂直方偿流。补偿流既有水平方向的，也有垂直方向的。在有上升流的海区出现低温。向的。在有上升流的海区出现低温。潮流潮流(Tidal Current)：潮波运动中水质点沿潮波运动中水质点沿水平方向的周期运动。在大洋上，潮流的量水平方向的周期运动。在大洋上，潮流的量值极小，主要考虑风海流，在近海，潮流的值极小，主要考虑风海流，在近海，潮流的量值不可忽视，常有强大的潮流。量值不可忽视，常有强大的潮流。航海学中详述。航海学中详述。按海流的物理属性按海流的物理属性( (温度温度) )分类分类水团：来自相同的源地，具

36、有独特的相对均匀的物理性水团：来自相同的源地，具有独特的相对均匀的物理性质（如温度，盐度，溶解氧等）的海水称水团。质（如温度，盐度，溶解氧等）的海水称水团。暖流暖流(Warm Current)：流动水团的温度比它所经过海区的水流动水团的温度比它所经过海区的水温高称暖流。一般从低纬向高纬流动的海流为暖流。温高称暖流。一般从低纬向高纬流动的海流为暖流。冷流冷流(Cold Current)：流动水团的温度比它所经过海区的水流动水团的温度比它所经过海区的水温低称温低称冷冷流。一般从高纬向低纬流动的海流为冷流。流。一般从高纬向低纬流动的海流为冷流。中中性性流流(Neutral Current)：流流动动

37、水水团团的的温温度度比比它它所所经经过过海海区区的水温相差不大称中性流，一般东西向的流。的水温相差不大称中性流，一般东西向的流。4. 4. 世界大洋世界大洋表层表层海流海流模式模式1.1.信风流和赤道逆流：信风流和赤道逆流： 在赤道区在赤道区有一支从东向西的海流，即有一支从东向西的海流，即 北北赤道海流（赤道海流（NECNEC）和南赤道海流和南赤道海流(SEC)(SEC)，南北赤道海流之间有一南北赤道海流之间有一支从支从西西向向东东的赤道逆流。的赤道逆流。2.2.西边界流和西风漂流：西边界流和西风漂流：在西风在西风带中，海流基本上自西向东流，带中，海流基本上自西向东流，西边界流大多来自热带洋面

38、，西边界流大多来自热带洋面，水温高，流速大，是较强的暖水温高，流速大，是较强的暖流。流。在南半球三大洋的西风海在南半球三大洋的西风海流彼此沟通，形成一个连续的流彼此沟通，形成一个连续的水环。又称西风漂流。水环。又称西风漂流。3.3.东边界流：东边界流：西风漂流西风漂流在大在大洋东岸流向低纬的海流。东洋东岸流向低纬的海流。东边界流流动缓慢，幅度宽广边界流流动缓慢，幅度宽广具有寒流性质。具有寒流性质。4.4.大洋两岸的海流在强度上大洋两岸的海流在强度上不对称，大洋西边界的海流不对称，大洋西边界的海流比东边界的海流窄而强。如比东边界的海流窄而强。如墨西哥湾流和黑潮均为强暖墨西哥湾流和黑潮均为强暖流。

39、流。世界海洋表层海流系统世界海洋表层海流系统太平洋海流系统太平洋海流系统北太平洋北太平洋主要主要海流：海流： 北赤道海流北赤道海流黑潮黑潮北太平洋海流北太平洋海流加利副尼亚海加利副尼亚海流，构成北太平洋中低纬顺时针环流系统；北太平流，构成北太平洋中低纬顺时针环流系统；北太平洋海流洋海流阿拉斯加海流阿拉斯加海流阿留申海流阿留申海流亲潮，构成亲潮，构成北太平洋中高纬逆时针环流系统；北太平洋中高纬逆时针环流系统；南太平洋南太平洋主要主要海流：海流： 南赤道流南赤道流东澳大利亚暖流东澳大利亚暖流西风漂流西风漂流秘鲁海流，秘鲁海流，构成南太平洋逆时针环流系统。构成南太平洋逆时针环流系统。大西洋海流系统大

40、西洋海流系统北大西洋北大西洋主要主要海流：海流： 在中低纬地区，由北赤道海流在中低纬地区，由北赤道海流安的列斯海流安的列斯海流墨西哥湾流墨西哥湾流北大西洋海流北大西洋海流- -加那利海流构成北大西洋中低纬海域的顺加那利海流构成北大西洋中低纬海域的顺时针环流系统；北大西洋海流时针环流系统；北大西洋海流爱尔明格海流爱尔明格海流拉布拉多海拉布拉多海流，构成北大西洋上中高纬度的逆时针环流系统流，构成北大西洋上中高纬度的逆时针环流系统。南大西洋南大西洋主要主要海流：海流： 南赤道海流南赤道海流巴西海流巴西海流西风漂流西风漂流本格拉寒流，构成南大本格拉寒流，构成南大西洋反时针环流系统。西洋反时针环流系统。

41、印度洋海流系统印度洋海流系统北印度洋主要海流：北印度洋主要海流：属于季风环流。属于季风环流。t 冬季：东北季风期间，由西南季风流和赤道逆流相接，形冬季：东北季风期间，由西南季风流和赤道逆流相接，形成北印度洋冬季反时针方向的环流流系。（左旋）成北印度洋冬季反时针方向的环流流系。（左旋）t夏季：西南季风期间，由东北季风流、南赤道海流和索马里夏季：西南季风期间，由东北季风流、南赤道海流和索马里海流组成北印度洋夏季顺时针方向的环流流系。（右旋）海流组成北印度洋夏季顺时针方向的环流流系。（右旋）南印度洋主要海流：南印度洋主要海流： 主要由南赤道流主要由南赤道流马达加斯加海流马达加斯加海流西风漂流西风漂流

42、西澳大利亚西澳大利亚海流组成一个反时针方向海流系统。海流组成一个反时针方向海流系统。Distribution of Current in the world Ocean其他海域的海流其他海域的海流红海和亚丁湾的海流：红海和亚丁湾的海流：在东北季风期间，亚丁湾是西向海流，在东北季风期间，亚丁湾是西向海流，过曼德海峡进入红海；在西南季风期间，亚丁湾是东向海流，过曼德海峡进入红海；在西南季风期间，亚丁湾是东向海流，红海海流过曼德海峡进入亚丁湾。红海海流过曼德海峡进入亚丁湾。地中海和黑海的海流：地中海和黑海的海流：地中海和黑海的海流系统呈逆时针方地中海和黑海的海流系统呈逆时针方向流动，其中非洲沿海基本

43、上是东流，欧亚沿海是西流。向流动，其中非洲沿海基本上是东流，欧亚沿海是西流。中国近海海流中国近海海流t渤海、黄海和东海渤海、黄海和东海海流：海流： 外海暖流：外海暖流：台湾暖流、台湾暖流、对马暖流、黄海暖流。黄对马暖流、黄海暖流。黄海暖流冬强夏弱，北进南海暖流冬强夏弱，北进南出，从渤海海峡北部流入出，从渤海海峡北部流入渤海，南岸流出。渤海，南岸流出。沿岸冷流：沿岸冷流：辽南沿岸流、辽南沿岸流、辽东沿岸流、渤海沿岸流、辽东沿岸流、渤海沿岸流、苏北沿岸流和闽浙沿岸流苏北沿岸流和闽浙沿岸流等组成。自北向南流动。等组成。自北向南流动。中国近海海流中国近海海流南海海流：南海海流： 主要受季风影响，主要受

44、季风影响，在东北季风期间在东北季风期间大部分地区为西大部分地区为西南流。南流。 在西南季风期间在西南季风期间大部分地区为东大部分地区为东北流。北流。第三节第三节 海海 冰冰（Sea Ice）海冰海冰: : 广义的海冰是指海洋中各种冰的总称，它包括海水本广义的海冰是指海洋中各种冰的总称，它包括海水本身结冰和由大陆冰川，江河流入海洋中的陆源冰。主要是浮身结冰和由大陆冰川，江河流入海洋中的陆源冰。主要是浮冰、岸冰和冰山三大类。海冰能破坏港口设施，造成港口封冰、岸冰和冰山三大类。海冰能破坏港口设施，造成港口封冻，航道阻塞。流冰，特别是冰山冻，航道阻塞。流冰，特别是冰山(Iceberg)(Iceberg

45、)严重威胁船舶的严重威胁船舶的航行安全。航行安全。冰源：冰源：1. 1. 由海水直接冻结而成的冰，称咸水冰。由海水直接冻结而成的冰，称咸水冰。2. 2. 从陆地从陆地江河的流冰和大陆冰川的崩裂流入海洋的冰，称淡水冰。江河的流冰和大陆冰川的崩裂流入海洋的冰，称淡水冰。影响海冰形成的主要因子：影响海冰形成的主要因子：1. 1. 长期冰点下的温度。长期冰点下的温度。 2. 2. 海水海水的表层盐度。的表层盐度。 3. 3. 垂直盐度的分布。垂直盐度的分布。 4. 4. 海水的深度海水的深度 。海冰的形成海冰的形成纯水最大密度时的温度为纯水最大密度时的温度为44，冰点为，冰点为00。海水无论是冰点还是

46、最大密度温度。海水无论是冰点还是最大密度温度都随盐度而变化。盐度越高，冰点越低，都随盐度而变化。盐度越高，冰点越低，海水的平均盐度为海水的平均盐度为3535，对应的冰点为，对应的冰点为- -1.91.9。海水结冰过程、结冰速度和物理。海水结冰过程、结冰速度和物理性质都与纯水冰不同。海水结冰除与海性质都与纯水冰不同。海水结冰除与海水盐度和长期冰点下的温度有关外，还水盐度和长期冰点下的温度有关外，还与盐度的垂直分布和海深有关。与盐度的垂直分布和海深有关。海冰的分类海冰的分类初生冰：由松散冰晶最初形成的冰。包括冰针，油脂状冰，粘初生冰：由松散冰晶最初形成的冰。包括冰针，油脂状冰，粘冰和海绵状冰。冰和

47、海绵状冰。尼罗冰：由初生冰继续增长，结成厚度为尼罗冰：由初生冰继续增长，结成厚度为1010厘米以内的薄冰层。厘米以内的薄冰层。饼状饼状冰：直径为冰：直径为30-30030-300厘米的，厚度为厘米的，厚度为1010厘米以内的圆形冰盘。厘米以内的圆形冰盘。初期冰：由尼罗冰或莲叶冰初期冰：由尼罗冰或莲叶冰和和冰块冻结在一起形成厚度为冰块冻结在一起形成厚度为10-10-3030来厘米的冰层。来厘米的冰层。一年冰：由初期冰发展而成，时间不超过一个冬季的冰。厚度一年冰：由初期冰发展而成，时间不超过一个冬季的冰。厚度在在30-30030-300厘米。厘米。老老年年冰冰：至至少少经经过过一一个个夏夏季季而而

48、未未融融尽尽的的冰冰。厚厚度度大大于于300300厘厘米米 。冰山冰山冰山冰山: :从冰川分离下的，高出海面从冰川分离下的，高出海面5m5m以上的各种形状的巨以上的各种形状的巨大冰块称为冰山大冰块称为冰山( (IcedergIcederg）（陆源冰）（陆源冰 ）形成：形成：极地地区不断降雪，在重力作用下低温凝固变成极地地区不断降雪，在重力作用下低温凝固变成冰，形成了两极的冰帽冰，形成了两极的冰帽，厚度达几千米。冰在高压下向厚度达几千米。冰在高压下向四周流动称为冰川，移动速度约为四周流动称为冰川，移动速度约为30m/30m/天，当巨大的冰天，当巨大的冰川流到海洋沿岸断裂成巨大的冰块，并随海流和风

49、漂流川流到海洋沿岸断裂成巨大的冰块，并随海流和风漂流称为冰山。称为冰山。冰山的水上部分与水下部分比较：冰山的水上部分与水下部分比较：海冰的密度一般为海冰的密度一般为0.860.860.92g0.92gcm-cm-3 3, , ，海水的密度为，海水的密度为1.028g1.028gcm-cm-3 3。因。因此，冰山体积的水上部分只占冰山整个体积的此，冰山体积的水上部分只占冰山整个体积的1/101/10。冰。冰山露出海面的高度为总高度的山露出海面的高度为总高度的1/71/71/51/5。冰山和浮冰的漂移规律冰山和浮冰的漂移规律影响海冰漂流的主要因素是风和海流影响海冰漂流的主要因素是风和海流在无风海域

50、在无风海域: : 冰山和浮冰随流漂移，其漂移冰山和浮冰随流漂移，其漂移的速度和方向与海流一致。的速度和方向与海流一致。在无流海域在无流海域: : 冰山和浮冰随风漂移，其漂移冰山和浮冰随风漂移，其漂移的方向在北半球偏离风的去向之右约的方向在北半球偏离风的去向之右约2828 ，在在南半球偏离风的去向之左约南半球偏离风的去向之左约2828 ，漂移速度大，漂移速度大约为风速的约为风速的1/501/50。船舶临近冰区的征兆船舶临近冰区的征兆t海水温度急剧降低时，表明前方可能有海冰存在。海水温度急剧降低时，表明前方可能有海冰存在。t出现小块浮冰，可能听到冰块相互撞击的响声。出现小块浮冰，可能听到冰块相互撞

51、击的响声。t在流冰边缘处经常出现浓雾屏带。在流冰边缘处经常出现浓雾屏带。t望见远处海面反射出的光芒。望见远处海面反射出的光芒。t在大风浪区航行，突然波浪减弱，或突然海面变在大风浪区航行，突然波浪减弱，或突然海面变的平静，表明其上风有冰域存在，这是因为海冰的平静，表明其上风有冰域存在，这是因为海冰阻碍了波浪的运动。阻碍了波浪的运动。t听到海浪在冰中的冲击声或海冰因风浪的压挤而听到海浪在冰中的冲击声或海冰因风浪的压挤而发出碎裂的声音，或冰山的融碎声、倒塌声。发出碎裂的声音，或冰山的融碎声、倒塌声。t在空阔的海面上听到本船汽笛的回声。在空阔的海面上听到本船汽笛的回声。船体积冰船体积冰冬季高纬度航行，

52、当气温很低，海上风浪较强时，波浪飞沫冬季高纬度航行，当气温很低，海上风浪较强时，波浪飞沫在空气中变成过冷水滴，一碰到船体时便发生冻结，形成船在空气中变成过冷水滴，一碰到船体时便发生冻结，形成船体积冰（又称重冰集结或甲板冰）。易发生在海水温度为体积冰（又称重冰集结或甲板冰）。易发生在海水温度为5 5 以下海域以下海域船体积冰主要发生在船体、甲板、上层建筑或天线上。它可船体积冰主要发生在船体、甲板、上层建筑或天线上。它可折断天线，阻隔通信，使雷达失效，严重时能使船舶重心上折断天线，阻隔通信，使雷达失效，严重时能使船舶重心上升或偏移，稳性破坏，使船舶失去平衡而发生突然倾覆。冬升或偏移，稳性破坏，使船

53、舶失去平衡而发生突然倾覆。冬季在黑海、亚得利亚海里的季在黑海、亚得利亚海里的“布拉风布拉风”既典型的代表。既典型的代表。船舶在发生船体积冰的海域航行时，应经常改变航向或航速。船舶在发生船体积冰的海域航行时，应经常改变航向或航速。积冰严重时，应将船舶驶往开阔海域或较暖海域。积冰严重时，应将船舶驶往开阔海域或较暖海域。世界海洋冰况世界海洋冰况北太平洋北太平洋 白令海、鄂霍茨克海、日本海、勘察加半岛以东白令海、鄂霍茨克海、日本海、勘察加半岛以东海湾、北海道、阿拉斯加和渤海、黄海北部，都有海湾、北海道、阿拉斯加和渤海、黄海北部，都有不同程度的结冰，小冰山活动范围仅限于阿拉斯加不同程度的结冰，小冰山活动

54、范围仅限于阿拉斯加湾沿岸较近海域。日本海和鄂海的浮冰，湾沿岸较近海域。日本海和鄂海的浮冰，2 2月末月末-3-3月最盛，月最盛，4 4月完全消失。月完全消失。黄海北部和渤海冬季会出现不同程度的海冰，冰情黄海北部和渤海冬季会出现不同程度的海冰，冰情不严重，不严重，1 1月下旬月下旬-2-2月中旬为盛冰期，月中旬为盛冰期，3 3月后逐渐消月后逐渐消失，冰期为失，冰期为3-43-4个月。其中辽东湾最重，渤海湾次个月。其中辽东湾最重，渤海湾次之，莱州湾最轻。之，莱州湾最轻。浮冰浮冰固定冰固定冰北大西洋北大西洋： 北大西洋的浮冰和冰山，在格陵兰东南海域和纽芬兰东南海北大西洋的浮冰和冰山，在格陵兰东南海域

55、和纽芬兰东南海域最多。波罗的海和哈德逊湾，常年有固定岸冰。从巴芬湾域最多。波罗的海和哈德逊湾，常年有固定岸冰。从巴芬湾平均每年有平均每年有388388座冰山流入大西洋。冰山的活动仅限于大洋座冰山流入大西洋。冰山的活动仅限于大洋的西部，在格陵兰东南海域和纽芬兰东南海域最多。的西部，在格陵兰东南海域和纽芬兰东南海域最多。4-64-6月月为冰山盛行期，冰界限有时可达为冰山盛行期，冰界限有时可达3131 N N或以南。或以南。南大洋：南大洋： 南极大陆是世界上最大的冰山发源地。在其周围的洋面上，南极大陆是世界上最大的冰山发源地。在其周围的洋面上，经常有经常有2222万座冰山在游动。最盛期在万座冰山在游

56、动。最盛期在8 89 9月份，覆盖面积的月份，覆盖面积的季节变化和年际变化比较大，其冰界限最低可达季节变化和年际变化比较大，其冰界限最低可达40S40S或以北。或以北。南极海冰的平均最大和最小范围南极海冰的平均最大和最小范围北极海冰的平均最大和最小范围北极海冰的平均最大和最小范围世界大洋上的狂风恶浪海域世界大洋上的狂风恶浪海域冬季，北太平洋中高纬冬季，北太平洋中高纬 （30-60 30-60 N N ）冬季，北大西洋中高纬冬季，北大西洋中高纬 （30-60 30-60 N N ）夏季，北印度洋夏季，北印度洋南半球整个咆哮西风带南半球整个咆哮西风带比斯开湾比斯开湾 （北大西洋）（北大西洋）好望角

57、（南半球咆哮西风带）好望角（南半球咆哮西风带）冬季，北太平洋和北大西洋中高纬冬季，北太平洋和北大西洋中高纬（303060600 0N N）狂风恶浪成因狂风恶浪成因此纬度为西风带，锋面气旋活动频繁，往往形此纬度为西风带，锋面气旋活动频繁，往往形成风暴，是风暴的发源地。成风暴，是风暴的发源地。此纬度是世界上最强大的海流此纬度是世界上最强大的海流墨西哥湾流与墨西哥湾流与拉布拉多冷流、黑潮与亲潮的交汇处，该上空拉布拉多冷流、黑潮与亲潮的交汇处，该上空有利于气旋形成，并可得到强烈发展。有利于气旋形成，并可得到强烈发展。此纬度正是两个永久性大气活动中心此纬度正是两个永久性大气活动中心冰岛低冰岛低压和阿留申

58、低压的所在地，尤其冬季这两个低压和阿留申低压的所在地，尤其冬季这两个低压十分强大。压十分强大。夏季，北印度洋狂风恶浪成因夏季，北印度洋狂风恶浪成因: :t由强劲的由强劲的SWSW季风引起，尤其以索科托拉岛附近海域为最甚，季风引起，尤其以索科托拉岛附近海域为最甚，大浪频率可达大浪频率可达74%74%。比斯开湾狂风恶浪成因比斯开湾狂风恶浪成因: :t主要是地形作用，因为比斯开湾地处主要是地形作用，因为比斯开湾地处45450 0N N西风带中，湾口对西风带中，湾口对着大西洋，强劲的西风灌入使波浪增大，又因水深变浅着大西洋，强劲的西风灌入使波浪增大，又因水深变浅, ,波波高进一步增大。此外，北大西洋海

59、流从湾的北岸流入顺南岸高进一步增大。此外，北大西洋海流从湾的北岸流入顺南岸流出，由于流波效应流出，由于流波效应, ,波高增大可达波高增大可达10m10m以上。以上。好望角狂风恶浪成因好望角狂风恶浪成因: :t好望角地处好望角地处40400 0S S咆哮西风带上，无陆地阻挡，一年四季都盛咆哮西风带上，无陆地阻挡，一年四季都盛行强劲的西风，风力常达行强劲的西风，风力常达1111级，海面狂浪怒涛，加之岬角效级，海面狂浪怒涛，加之岬角效应和流波效应，一年中有应和流波效应，一年中有1/31/3时间波高达时间波高达6m6m以上。以上。南半球整个西风带上狂风恶浪成因南半球整个西风带上狂风恶浪成因: : t因

60、陆地少因陆地少, ,无阻挡无阻挡, ,故常年吹送强劲的西风，称咆哮西风带。故常年吹送强劲的西风，称咆哮西风带。课课 程程 全全 部部 结结 束束谢谢大家合作谢谢大家合作考试注意事项考试注意事项遵守考场纪律和规定。遵守考场纪律和规定。国家海事局考试中心按国家海事局考试中心按适任考试大纲适任考试大纲随机组合一套随机组合一套试卷。试卷。试卷为试卷为100100道单项选题，每题道单项选题，每题1 1分，共分，共100100分。分。试卷上可随意涂画，答案涂入答题卡，答题卡必须使用试卷上可随意涂画，答案涂入答题卡，答题卡必须使用2B2B铅笔涂划，涂卡时应十分小心、谨慎，千万不要涂串铅笔涂划，涂卡时应十分小心、谨慎，千万不要涂串位置和涂错，否则后果不堪设想。位置和涂错，否则后果不堪设想。审题要慎重，注意南、北半球，东、西经度，甚至题中审题要慎重，注意南、北半球，东、西经度，甚至题中的每一个字。的每一个字。不要急于交卷，经复查、校准，确信无误后方可行事。不要急于交卷，经复查、校准，确信无误后方可行事。 真诚预祝真诚预祝诸君考试成功！诸君考试成功！