物理海洋学复习提纲
物理海洋--整理

....... 第四章 水团分析
第一节 水团的基本概念和术语 水团:是在一定的时期中形成于同一源地的、一定体积的水体,在同一水团内,主要海 洋学特征(温度、盐度等)在空间上具有相对的均一性,在时间上具有大体一致的变化 趋势,与其周围海水的物理、化学性质及其变化规律存在明显差异。 核心,边界,强度,形成和变性,运动和海流
可从纬向,经向,区域,垂向各个方面讨论。 大洋密度的时间变化 密度跃层(温度跃层):春季形成,夏季强盛,秋冬衰亡。
第六节 海洋温度、盐度、密度的细微结构 双扩散对流:当高温高盐水和低温低盐水重叠且呈稳定层结时,若上下密度差异小,由 于分子热传导效应比盐度扩散效应强得多,则上层海水因失热较快而冷却下沉,下层则 因受热较快而增温上升,于是形成双扩散对流。 盐指:由于双扩散对流,而在界面上出现的簇状小长柱结构。 多层阶梯状结构:界面上下的水层,因升降盐指的搅拌而趋于均匀,逐渐形成多层阶梯 状结构。
小。 渗透压:渗透作用达到平衡状态时,膜两侧的压力之差。 粘度:相邻水层之间存在相对运动,由于分子不规则运动,产生动量传递,从而形成切 应力。
第一节 海洋热平衡分量
第三章 海洋表面热平衡和水平衡
穿过海表面热交换的四个过程:
来自太阳的短波辐射 ——太阳辐射能
大气与海洋之间的长波(红外光部分)辐射热交换 ——有效回辐射
混合层(从海面向下到几十米水层), 风使该层海水充分混合,维持同温度
温跃层(混合层下温度骤变区),因季节 而异
位温:海水微团从海洋某一深处(压强为 p)绝热上升到海面(压强为一个标准大气压) 时所具有的温度。(为了便于大洋环流研究,需用某些保守量来标记水块,即其特性不 涉及能量交换,因此引入位温。) 第四节 盐度 绝对盐度:海水中溶解物质质量与海水质量的比值。 1978 年实用盐标:在 1 标准大气压下,15℃的环境温度下,海水样品与标准 KCL 溶液
物理海洋学期末复习资料

代替。
第五章
1.梯度流、倾斜流的表达式(������������������������)
A.海流是海洋中发生的一种有相对稳定速度的大规模的非周期性流动。 其发生的原因有两种:a.受海面风力的作用(动力学);b.海面受热冷却不均匀、蒸发降水不均匀所产生的温 度、盐度从而引起密度分布不均匀(热力学)。
M:融冰 ������������:海流及混合使海域失去的水量
第四章
1.运动方程:
���������⃗��� ������������
=
������
+
������������
−
1 ������
∇������
+
������
−
2������
×
���⃗ ���
−
������
×
(������
×
������)
A.建立了一个考虑海底摩擦效应,封闭的矩形大洋中的漂流模式,即考虑西边界区域;
B.结果指出 f 随维度变化,即β效应是产生海流西向强化的基本原因。
(4)Munk 理论
A.整个大洋环流呈现西部强化现象
①以纬度向为主
②都随着 x 增大而衰减
B.大洋西边界质量输运特点:
③在西边界区域有一强烈的北向流动,近岸处质量运输很大,随着离岸距
3.风生大洋环流的几个理论成果(������������������������)
(1)边界层技术:作为整个大洋,其中的运动应该有个统一解。这个统一解是一个衔接方法,它将边界层内的 解与大洋内部区域的解,适当衔接起来,组成一个大洋环流解。重要的问题是选择合适的、具有边界层厚度的长 度尺度。按这个尺度去简化边界层内的方程,使解相对容易求得并满足边界条件。而当把边界层坐标系延长时,
物理海洋学复习提纲

物理海洋学复习提纲物理海洋学复习提纲1、海洋学的学科体系是怎样的?什么是物理海洋学,它的研究对象与⽅法是什么?●海洋学:是研究海洋的⾃然现象、性质及其变化规律,以及开发利⽤海洋的知识体系。
是地球科学和地理学中的⾃然地理学的组成部分。
【基础学科】物理海洋学、海洋化学、海洋地质学、海洋⽣物学【边缘学科】海洋环境学、海洋⽓象学、航海海洋学、渔场海洋学、军事海洋学、区域海洋学、海洋⼯程、海岸⼯程、海港⼯程、围海⼯程、深海采矿⼯程、海⽔养殖、海⽔淡化⼯程、海⽔综合利⽤⼯程、海洋能开发⼯程、海洋⽔下⼯程、海洋空间开发⼯程、海洋⽯油和天然⽓开采⼯程●物理海洋学:运⽤物理学的观点和⽅法,研究海洋中的⼒场、热盐结构、以及相关的各种机械运动的时空变化,并研究海洋中的物质、动量和能量的交换和转换的学科。
●物理海洋学所研究的对象,是⼈类和其他⽣物赖以⽣存和⽣活的海洋中的物理环境。
这种环境中的物理过程,与地球上的⽓候和天⽓的形成和变化、海洋⽣物的⽣存和⽣活、海洋中物质和热量的输送、海岸和海底的侵蚀和变化,以及海洋的交通运输和军事活动等,都有密切的关系。
●研究⽅法:观测与调查(现场和室内试验): 卫星遥感、航拍,海洋调查船, 锚系、浮标,采样,样品分析,⽔槽试验,数值实验理论化知识体系的建⽴: 从铅笔/纸张到超级计算机;从数据分析到理论; 从理论到模型2、海⾥相当于多少公⾥?纬度中1分相当于多少海⾥?表⽰航⾏速度经常有单位“节”,⼀节相当于多少m/s?地球的⾃转⾓速度是多少?●1海⾥=1.852km;纬度中1分相当于1海⾥、纬度中1度相当于60海⾥,约111km;●1节(kt)=1海⾥/⼩时=1.852km/h(约等于0.5m/s);●地球⾃转的⾓速度ω=2π/(24x3600s)=7.27x10^-5 rad/s3、世界海洋中根据其空间尺⼨如何分类?什么是边缘海?什么是陆架浅海?●洋(Ocean)、海(Sea):边缘海,陆架浅海、海湾(Bay,Gulf,Embayment)、海峡(Strait, Gullet)、峡湾(Fjord)、潮汐汊道(Tidal inlet)、河⼝(Estury)、潮滩(Tidal flat)、沙滩(Sand beach)●位于⼤陆边缘,以岛屿、群岛或半岛与⼤洋分隔,仅以海峡或⽔道与⼤洋相连的海域。
物理海洋复习提纲

《物理海洋学》复习提纲 (2012年12月)第四章 基本方程1、作用于海水微团的真实力有哪些?答: 地球引力g*=02()M r a r μ-,压强梯度力1pρ∇-,摩擦力F V μρ=∆,天体引力(包括月球引力()02M LX LLK μ=-和太阳引力()02S LX LLK μ=-)2、基本方程由哪几个守恒定律推导而来?有几种方程组成?答:()()()()120(,,)T D dV g p V F F dt V sV s k s t V t s p θρθθκθρρθ⎧=-∇-Ω⨯++⎪⎪⎪∇⋅=⎪∂⎪+⋅∇=∆⎨∂⎪∂⎪+⋅∇=∆⎪∂⎪=⎪⎩——运动方程动量守恒——连续方程质量守恒——盐量扩散方程盐量守恒——热传导方程热量守恒——海水状态方程3 边界条件出现的物理原因?答:海洋是有边界的,它与大气、海底和海岸线之间存在着不连续界面。
而这种不连续界面基于连续性的海水运动基本方程组不能应用,必须用边界条件来代替。
4、基本方程及边界条件为什么要进行时间平均?答:通常情况下,海水运动处于湍流状态。
处于湍流运动状态的流体质点其运动轨道是无序的、随机的。
各质点之间存在着不连续的相对运动,这种运动被称为脉冲运动。
这种运动分析起来很困难,通过时间平均,可以将海水运动中的脉动特征分离掉,从而更利于体现海水运动的整体规律。
5、准静力近似、f 平面近似、β平面近似和Boussinesq 近似的概念。
答:准静力近似:静力方程10pg zρ∂--=∂0z p p gdz ζρ⇒=+⎰,其中0p 为海面气压,z gdz ζρ⎰为z 点以上单位底面积水柱的重量。
任意点压强等于海面大气压强与该点以上水柱重量之和,这就是准静力近似又叫静压假设。
f -平面近似:在大尺度运动中,为了理论上研究方便,在不影响海水运动主要特征的情况下,常常取02sin f f ωϕ==,即认为海水运动发生在科氏力参量为常数0f 的平面上,该平面叫做f -平面,在该平面上研究海水运动称为f -平面近似。
物理探索海洋知识点总结

物理探索海洋知识点总结1. 海洋的形成海洋占据了地球表面70%以上的面积,但其形成却是一个漫长而复杂的过程。
据研究,地球的海洋是在地球形成后不久就开始形成的,当地球表面冷却后,水蒸气凝结成液态水,最终形成了海洋。
但是,海洋的形成并不仅仅是由水的凝结所形成的,它还受到地球内部运动、板块漂移以及其他自然因素的影响。
2. 海洋的运动海洋是一个充满活力的系统,其运动包括了海浪、洋流、海潮以及海洋的环流。
其中,海浪是由风和地球自转引起的海水波动,其特点是波峰与波谷之间的距离不定,高度也不定。
洋流是海水在海洋中的定向运动,其产生原因有多种,主要包括风力和地球自转。
海潮则是由海水因月球和太阳的引力而产生的周期性波动。
海洋环流是由风和地球自转引起的海水水平方向的运动,能够对海洋环境产生深远的影响。
3. 海洋的生物海洋是地球上最神秘的环境之一,同时也是生命的摇篮。
海洋中生活着各种形态各异的生物,包括海藻、浮游生物、鱼类、贝类、脊椎动物等。
这些生物对海洋的生态系统有着重要的作用,它们之间相互依存,构成了复杂的海洋生物链。
随着人类的发展,海洋的生物资源得到了充分的利用,但同时也面临了严峻的挑战,包括过度捕捞、环境污染等问题。
4. 海洋环境海洋环境是指海洋中的各种自然环境要素,包括海水的化学成分、海水的温度、海水的盐度、海水中的悬浮颗粒物、海水的透明度、海水的压强等。
这些环境要素对海洋生物和海洋经济活动有着重要的影响。
随着人类的工业化和城市化进程的加快,海洋环境受到了越来越严重的破坏,包括海水的污染、海洋酸化、海洋温度上升等问题。
总之,海洋是地球上重要的自然资源,对地球的生态平衡和人类的生存都有着极其重要的影响。
探索海洋,了解海洋,保护海洋,将会成为人类永恒的使命。
物理学的方法可以帮助我们更好地了解海洋,保护海洋,实现海洋资源的可持续利用。
希望本文介绍的海洋知识点,可以帮助读者更深入地了解海洋,关心海洋,保护海洋。
海洋科学导论复习提纲汇总

海洋科学导论复习提纲第一章绪论第一节、海洋科学研究内容全球海洋总面积约3.6亿平方公里,平均深度约3800米,最大深度11034米。
全球海洋的容积约为13.7亿立方公里,占地球总水量的97%以上。
如果地球的地壳是一个平坦光滑的球面,那么就会是一个表面被2600多米深的海水所覆盖的“水球”。
地球科学体系是一个独特的、复杂的、交叉科学体系。
它包括地理学、地质学、大气科学、海洋科学、水文科学、固体地球物理学。
其相关学科有环境科学和测绘科学。
海洋科学是地球科学的重要分支之一。
人们根据研究对象不同,通常把它分为:物理海洋学、海洋化学、海洋生物、海洋地质等四大学科。
(一)、研究内容海洋科学的研究对象是地球表面的海洋,以及溶解或悬浮于海水中的物质,生存于海洋中的生物、海洋底边界、侧边界和上边界。
是研究发生在海洋中各种的物理、化学、生物、地质地貌等各种现象和过程的发生,发展和演变规律及它们与环境相互作用、相互影响的规律的一门综合性科学。
特点:1、特殊性与复杂性;2、作为一个物理系统,海洋中的三态变化无时不刻不在进行,是其他星球上未发现的。
3、海洋作为一个自然系统,具有多层耦合的特点。
研究特点:1、明显依赖于直接观测;2、信息论控制论系统论等方法在研究中越来越显示其作用;3、学科分支细化与相互交叉渗透并重,而综合与整体化研究的趋势日益明显。
物理海洋学:以物理学的理论、技术和方法研究发生于海洋中的各种物理现象及其变化规律的学科。
主要包括物理海洋学、海洋气象学、海洋声学、海洋光学、海洋电磁学、河口海岸带动力学等。
主要研究海水的各类运动(如海流、潮汐、波浪、紊流和海水层的微结构等),海洋中温、盐、密和声、光、电的现象和过程,以及有关海洋观测的各种物理学方法。
海洋化学:研究海洋各部分的化学组成、物质分布,化学性质和化学过程的学科。
海洋生物学:研究海洋中一切生命现象和过程及其规律的学科海洋地质学:研究海洋的形成和演变,海底地壳构造和形态特征,海底沉积物的形成过程和有关海洋的起源及演化以及海洋地热、地磁场和重力场等。
物理海洋学期末复习资料完.docx

1.inertial period (惯性周期P135):It is one half the time required for the rotation of a local plane on Earth's surface2.geostrophic balance (地转平衡P151):Within the ocean5 s interior away from the top and bottom Ekman layers, for horizontal distances exceeding a few tens of kilometers, and for times exceeding a few days, horizontal pressure gradients in the ocean almost exactly balance the Coriolis force resulting from horizontal currents. This balance is known as the geostrophic balance.3.pressure gradient (压力梯度):In atmospheric sciences (meteorology, climatology and related fields), the pressure gradient (typically of air, more generally of any fluid) is a physical quantity that describes which direction and at what rate the pressure changes the most rapidly around a particular location. The pressure gradient is a dimensional quantity expressed in units of pressure per unit length. The SI unit is pascal per metre (Pa/m).4.mixed layer (混合层P81):Wind blowing on the ocean stirs the upper layers leading to a thin mixed layer at the sea surface having constant temperature and salinity from the surface down to a depth where the values differ from those at the surface. The magnitude of the difference is arbitrary, but typically the temperature at the bottom of the layer must be no more than 0.02-0.1° colder than at the surface./ The oceanic or limnological mixed layer is a layer in which active turbulence has homogenized some range of depth5.Physical Oceanography(物理海洋学P8):Physical Oceanography is the study of physical properties and dynamics of the ocean. The primary interests are the interaction of the ocean with the atmosphere, the oceanic heat budget, water mass formation, currents, and coastal dynamics. Physical Oceanography is considered by many to be a subdiscipline of geophysics.6.The Ekman numbeT(埃克曼数P139)is a dimensionless number used in describing geophysical phenomena in the oceans and atmosphere. It characterises the ratio of viscous forces in a fluid to the fictitious forces arising from planetary rotation. It is named after the Swedish oceanographer Vagn Walfrid Ekman.7.thermocline (温跃层P82):Below the mixed layer, water temperature decreases rapidly with depth except at high latitudes. The range of depths where the rate of change, the gradient of temperature, is large is called the8.double diffusion (双扩散P130-131):Here's what happens. Heat diffuses across the interface faster than salt, leading to a thin, cold, salty layer between the two initial layers. The cold salty layer is more dense than the cold, less-salty layer below, and the water in the layer sinks. Because the layer is thin, the fluid sinks in fingers l-5cm in diameter and 10s of centimeters long, not much different in size and shape from our fingers. This is salt fingering. Because two constituents diffuse across the interface, the process is called double diffusion.pl319.salinity(盐度):(P73-75)At the simplest level, salinity is the total amount of dissolved material ingrams in one kilogram of sea water. Thus salinity is a dimensionless quantity. It has no units.10.Reynolds number (雷诺数P116):In fluid mechanics, the Reynolds number (Re) is a dimensionless number that gives a measure of the ratio of inertial forces to viscous forces and consequently quantifies the relative importance of these two types of forces for given flow conditions.11.Coriolis Force (科氏力P133-134)Is the dominant pseudo-force influencing motion in a coor-dinate system fixed to the earth.12.Potential Temperature(位温P85)Potential temperature 0 is defined as the temperature of a parcel of water at the sea surface after it has been raised adiabatically from some depth in the ocean.13.青藏高原对气候的意义及附近海洋的影响(P42-43)Maps of surface winds change somewhat with the seasons. The largest changes are in the Indian Ocean and the western Pacific Ocean.Both regions are strongly influenced by the Asian monsoon. In winter, the cold air mass over Siberia creates a region of high pressure at the surface, and cold air blows southeastward across Japan and on across the hot Kuroshio, extracting heat from the ocean. In summer, the thermal low over Tibet draws warm, moist air from the Indian Ocean leading to the rainy season over India.14.科氏力推导泄宪绿佩向力媛?绝对速度V.和加速度(花/次),附录地转偏向力推导牛顿第二定律——+ 2QxP + QxQx^ =dt.I ^=-2QxF-QxQx J R + (^F )/w其中,-20xU称为地转偏向力-Q X Q X A 为离心力,与地心引力合成有效重力。
海洋科学导论全解

海洋科学导论复习提纲第一章绪论海洋科学研究内容:全球海洋总面积约3.6亿平方公里,平均深度约3800米,最大深度11034米。
全球海洋的容积约为13.7亿立方公里,占地球总水量的97%以上。
海洋科学特点:1、特殊性与复杂性;2、作为一个物理系统,海洋中的三态变化无时不刻不在进行,是其他星球上未发现的。
3、海洋作为一个自然系统,具有多层耦合的特点。
研究特点:1、明显依赖于直接观测;2、信息论控制论系统论等方法在研究中越来越显示其作用;3、学科分支细化与相互交叉渗透并重,而综合与整体化研究的趋势日益明显。
海洋学研究意义:1海洋与人类生存环境关系密切;2.海洋蕴藏着丰富的资源(矿产、化学、生物、动力)3.军事、航运、港工、油气开发;第二章地球系统与海底科学1、地球外部圈层(1)按自然地理学观点,地球外部分为五大圈层,从外到内:a、大气圈b、水圈——97%集中于海洋 2%以固态水存在c、生物圈——渗透在另三大圈层内部d、岩石圈——属于地球内部圈层部分e、人类圈(智能圈)(2)按环境学观点第五圈层为土壤层(3)按大气科学的观点,第五层为冰雪圈,冰雪圈可包含在广义水圈中2、地球内部圈层海洋的划分1、洋:辽阔连续巨大的咸水体;全球共4个,远离大陆;占海洋总面积的90.3%;水深>2000m,平均3000m;底质为红粘土和软泥;有独立的潮汐与洋流系统;温、盐要素不受大陆影响;平均盐度35,年变化小。
2、海:陆地边缘的咸水小水体;全球共54个,靠近陆地;占海洋总面积的9.7%;水深<2000m;底质:陆沉积;无独立潮汐和洋流系统,潮波是大洋传入;温、盐要素受大陆影响很大。
3、海湾——外宽内窄,洋或海伸进大陆的一部分。
海湾中常出现最大潮差,如杭州湾大潮,最大潮差可达8.9m。
4、海峡——两块陆地之间形成的两端连接海洋的狭窄水道。
海的分类1、陆间海:大陆之间的,面积深度较大。
例如—地中海、加勒比海。
2、内海:伸入大陆内部的海,面积较小,其水文特征受周围大陆的强烈影响。
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物理海洋学复习提纲1、海洋学的学科体系是怎样的?什么是物理海洋学,它的研究对象与方法是什么?●海洋学:是研究海洋的自然现象、性质及其变化规律,以及开发利用海洋的知识体系。
是地球科学和地理学中的自然地理学的组成局部。
【根底学科】物理海洋学、海洋化学、海洋地质学、海洋生物学【边缘学科】海洋环境学、海洋气象学、航海海洋学、渔场海洋学、军事海洋学、区域海洋学、海洋工程、海岸工程、海港工程、围海工程、深海采矿工程、海水养殖、海水淡化工程、海水综合利用工程、海洋能开发工程、海洋水下工程、海洋空间开发工程、海洋石油和天然气开采工程●物理海洋学:运用物理学的观点和方法,研究海洋中的力场、热盐构造、以及相关的各种机械运动的时空变化,并研究海洋中的物质、动量和能量的交换和转换的学科。
●物理海洋学所研究的对象,是人类和其他生物赖以生存和生活的海洋中的物理环境。
这种环境中的物理过程,与地球上的气候和天气的形成和变化、海洋生物的生存和生活、海洋中物质和热量的输送、海岸和海底的侵蚀和变化,以及海洋的交通运输和军事活动等,都有密切的关系。
●研究方法:➢观测与调查〔现场和室试验〕: 卫星遥感、航拍,海洋调查船, 锚系、浮标,采样,样品分析,水槽试验,数值实验➢理论化知识体系的建立: 从铅笔/纸到超级计算机;从数据分析到理论; 从理论到模型2、海里相当于多少公里?纬度中1分相当于多少海里?表示航行速度经常有单位“节〞,一节相当于多少m/s?地球的自转角速度是多少?●1海里=1.852km;纬度中1分相当于1海里、纬度中1度相当于60海里,约111km;●1节〔kt〕=1海里/小时=1.852km/h〔约等于0.5m/s〕;●地球自转的角速度ω=2π/(24x3600s)=7.27x10^-5 rad/s3、世界海洋中根据其空间尺寸如何分类?什么是边缘海?什么是陆架浅海?●洋(Ocean)、海(Sea):边缘海,陆架浅海、海湾(Bay,Gulf,Embayment)、海峡(Strait, Gullet)、峡湾(Fjord)、潮汐汊道(Tidal inlet)、河口(Estury)、潮滩(Tidal flat)、沙滩(Sand beach)●位于大陆边缘,以岛屿、群岛或半岛与大洋分隔,仅以海峡或水道与大洋相连的海域。
●大陆架:它的围自海岸线〔一般取低潮线〕起,向海洋方面延伸,直到海底坡度显著增加的大陆坡折处为止。
大陆架是大陆的自然延伸,原为海岸平原,后因海面上升之后,才沉溺于水下,成为浅海。
4、海洋中声音传播的速度与什么因素有关?何为海洋声道,其成因与特征分别是什么?●海水的盐度、水深〔压强〕、海面和海底状况、海水的运动、海洋中包含的各种不均匀体如气泡和生物等●从声速最低的地方发射的声波,由于上下层的声速不同而发生折射,造成声波传播途径总是弯向声速最低的地方。
大局部声波在海水中经过这样的往复弯曲折射,而不与海面和海底接触,故能量损失很小,这种现象称为声道现象。
声速最低的地方称为声道轴。
5、海洋中光的传播与什么因素有关?光在水层中的衰减满足什么定律?光的传播对海洋生态系统有何影响?什么是真光层?●〔1〕海水中光的吸收:光能量在水中损失的过程就是吸收。
吸收也存在不同的物理过程:有些光子是在它的能量变为热能时损失了,有些光子被吸收后由一种波长变为了另一种波长的光。
〔2〕海水中光的散射:散射时,光子没有消失,只是光子的前进方向发生了变化。
也导致水中准直光束能量的衰减。
海水中引起光散射的因素很多,主要有水分子和各种粒子,包括悬移质粒子、浮游植物及可溶有机物粒子等。
●●植物是海洋中生命的关键一环。
植物需要光,光能够到达的海洋深度在一定程度了决定了大多数海洋生物的生存深度。
●真光层,又名透光带,英文photic zone,指水层中有光线透过的局部。
为海洋生物生态作用最活泼的水层。
6、风速的垂向分布如何?风应力如何计算?风的大小是如何分级的?●垂向风速剖面:●风应力计算:7、海洋的热平衡是怎样的?什么是位温?世界大洋的水温分布如何?受什么因素控制?●热平衡:太阳短波辐射、海面有效回辐射、潜热〔蒸发和凝结〕、显热〔对流〕●位温:某一深度海水绝热上升到海面时温度,比现场温度低●空间:垂向〔混合层、温跃层、深层海洋〕;外表〔纬向带状分布,北半球大洋西部温度大于东部、南半球相反〕时间:日变化〔变化小,正弦曲线〕;年变化〔热带变化小周期半年、温带变化大周期一年,近岸海域温差大,〕●因素:太阳辐射、大洋流动、风8、什么是上混合层?其季节性变化特征是什么,由何种因素控制?●上混合层:海洋要素〔特别是位温〕随深度分布趋于均匀的海洋边界层。
●夏季:太阳辐射强、外表风弱,所以混合层最浅;冬季:海洋失去热量、外表风强,所以混合层最深。
9、世界大洋的盐度分布规律如何?为什么会形成这样的分布?●空间:就大洋表层盐度的多年平均而言,其经线方向分布与蒸发、降水之差(E—P)有极为相似的变化规律根本上也具有纬线方向的带状分布特征,但从赤道向两极却呈马鞍形的双峰分布。
即赤道海域,盐度较低;至副热带海域,盐度达最高值;从副热带向两极,盐度逐渐降低,这与极地海区结冰、融冰的影响有密切关系。
●时间:由于蒸发、降水、结冰和融冰都有年周期变化,所以海洋表层盐度的年变化也有周期性。
极地海域:春季〔大约4月〕融冰,表层盐度最低,冬季季风强烈并且结冰排出盐分,近表层盐度最高。
中纬度海域:夏季〔7—9月〕降水和径流最大,盐度值最低,冬季蒸发强降水少,盐度值最高。
热带海域:季节变化不明显。
10、什么是海水的状态方程?为什么在河口地区海水的密度主要由盐度变化决定?●海水状态方程是描述海水状态参数〔温盐密〕之间关系的方程式,也称为P-V-T性质。
●河口区域海水盐度变化大,相比拟于温度而言对密度的影响更大。
11、什么是连续方程?Boussinesq假定是什么?要什么条件才能满足?什么是静压假定,需要什么条件才能满足?●连续方程:●Boussinesq假定:流体的密度跟压强和温度有关,在低速流动中,流体压强变化不大,主要是由于温度的变化引起密度变化,因此忽略压强变化引起的密度变化,只考虑温度变化引起的密度变化叫做Boussinesq假设。
➢海洋中的速度要小于声速;➢波浪或者扰动的相速度必须小于声速;➢运动的垂直尺度必须小于C**2/g〔g是常量〕●静压假定:静压近似是指对水平尺度远大于铅直尺度的大尺度运动,垂向动量守恒方程可以简化为静压关系。
〔看书!〕12、海洋中的力有哪些?动量平衡方程〔欧拉方程,Navier-Stokes〕是怎样的?●重力:引潮力、浮力、水平压强梯度力摩擦力:风应力、底部切应力惯性力〔表观力、伪力〕●欧拉方程:13、什么是雷诺数?它表示怎样的物理意义?雷诺应力与湍流摩擦是什么关系?●水体紊动是由于流体运动的非线性作用产生的。
这种非线性作用可以用动量方程中的非线性项来表达,组合成一个无量纲数Re=ρvL/μ,ρ、μ为流体密度和运动粘性系数,v、L为流场的特征速度和特征长度●湍流摩擦与雷诺应力的关系:14、在混和中,静力稳定与动力稳定是如何定义的?什么是双扩散,“盐指〞是怎样形成的? ➢ 静力稳定度:如果密度较大的水体浮于较小水体的上面,上层水体就会下沉,反之那么不会下沉。
动力稳定度:本来处于静态稳定的海表,在风应力等动力作用下发生不稳定现象叫做动力不稳定,其量度叫动力稳定度。
➢ 在海洋中的某些区域,较轻的水位于较重的水之上,但是即使在没有洋流的情况下,水体仍然会发生不稳定。
其中存在四种情况:热高在上、热低在上、冷高在上、冷低在上。
暖的高盐水位于冷的低盐水之上:变化过程称为盐指〔salt fingering 〕,最终使得密度随深度的增加呈阶梯状分布。
15、 Ekman 的根本假设是什么,其解析解如何?具有哪些特征?Ekman 输运如何确定?底Ekman 层的特征又是怎样的?➢ 根本假设:1、没有边界 远离海岸成立2、无限深海 d>>200m 成立3、f 平面近似成立4、定常态 如果风的作用>1天时成立5、Az 只是U 〔10〕**2的函数。
这个假设认为Az 与深度无关。
实际上在混合层底,Az 会有很大的变化,所以更准确的做法是将湍流粘度系数看成是z 的函数。
6、密度分布均匀根本满足,除了考虑稳定度的影响。
➢ 解析解: )4sin()exp()4cos()exp(00az az V v az az V u +=+=ππ➢ 特征:背风而立,表层流的流动方向总是在风向右侧45度角处。
〔埃克曼螺旋构造〕➢ Ekman 运输:Ekman 流的质量输送方向与风向垂直,在北半球指向风的右方。
16、 何为Ekman 抽吸?其对上升流与下降流的形成起着怎样的作用?➢ 海洋外表风场是不均匀的,从而导致的Ekman 质量输送也是空间分布不均匀的,会引起表层海水的辐合辐散,根据质量守恒定律,Ekman层中就出现了海水的上升和下降运动,这个过程称为Ekman抽吸。
17、什么是地转流?什么是Margule方程?密度流中如何根据温盐分布计算地转流的流速?➢地转流:水平尺度超过几十公里,时间尺度超过几天的海流运动,海面风应力和其他摩擦力很小,可以忽略不计,这时海水受到的压力梯度力与柯氏力平衡,形成的海流就是地转流➢Margule方程:111111() n n n n nn n nn n n nf v v fi v vg gρρρρρρρ------⎛⎫⎛⎫-=≈- ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭两层流体的密度、上层流体的速度和交接面的倾角(i),就可以计算下层流体的速度。
➢计算:温盐分布——密度——比容——动力高度〔位势〕——相对速度——绝对速度18、简述Sverdrup, Stommel和Munk的风生环流理论➢Sverdrup:设海面有定常的风应力作用,产生定常的恒速运动。
通常情况下,风应力分布不均匀,存在压力梯度力。
于是,大洋中的流动是压力梯度力、柯氏力和垂直湍流摩擦力三力平衡的产物。
水平边界条件:在海外表,摩擦力等于风应力;在-D深处,摩擦力为0。
1、Sverdrup假设:1〕海洋部流为地转流;2〕海洋部的静止层具有统一深度;3〕Ekman输送是正确的。
第一和第三个假设我们前面证明过,但是对于热带海洋的静止层深度,我们还知之甚少。
2、Sverdrup解满足东边界的边界条件,但是流线在西边界不封闭。
与Ekman漂流理论的解比拟,Sverdrup解不能给出不同深度层的流速,但考虑了大洋东边界。
3、Sverdrup解只能应用于邻近大洋东岸的中部海区。
➢Stommel:为了考虑西边界区域,需要提出比拟复杂的模式。
Stommel考虑海底摩擦效应,建立了封闭大洋中的漂流模式。