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1、第四章 海洋和陆地水第一节第一节 地球水循环与水量循环地球水循环与水量循环l一、地球上水的分布一、地球上水的分布二、水循环与水量平衡二、水循环与水量平衡l（一）水循环海陆表面水分海陆表面水分大阳辐射、蒸发大阳辐射、蒸发大气大气（水汽）（水汽）凝结凝结降水海洋海洋水分海洋水分大气间大气间的的内循环内循环地面蒸发蒸腾蒸发蒸腾大气大气渗入地下渗入地下土壤水、土壤水、潜水潜水大气圈大气圈径流未进入海洋径流未进入海洋通过河面和内陆尾闾湖面蒸发通过河面和内陆尾闾湖面蒸发地表径流，最终入海，为水分的海陆循环水循环更新周期水循环更新周期l多年冻土带的地下冰、极地冰盖多年冻土带的地下冰、极地冰盖1 1万年左右万
2、年左右l海水海水25002500年年l山岳冰川山岳冰川数十年至数十年至16001600年年l深层地下水深层地下水14001400年年l较大的内陆海较大的内陆海10001000年年l湖泊湖泊数年到数十年数年到数十年l沼泽沼泽11到到5 5年年l土壤水土壤水280280天到天到1 1年年l河川水河川水10102020天天l大气水大气水889 9天天l生物水生物水数小时数小时（二）水量平衡（二）水量平衡l水量平衡是水循环的数量表示。水量平衡是水循环的数量表示。l依据质量守恒定律，全球或人一区域水量都应依据质量守恒定律，全球或人一区域水量都应保持收支平衡。全球降水量全球蒸发量。保持收支平衡。全球降水量
3、全球蒸发量。l年均大洋淡水平衡方程式：年均大洋淡水平衡方程式：PRE大洋降水量入海径流量大洋年蒸发量上式表明人为地大规模减少入海径流量，可能破坏淡水平衡。第二节第二节 海洋起源与海水理化性质海洋起源与海水理化性质l一、海洋的起源一、海洋的起源多种假说多种假说1.洋壳原生说：认为地球形成初期大洋就存在洋壳原生说：认为地球形成初期大洋就存在2.大陆漂移说：认为泛大陆分离是海底扩张形成大陆漂移说：认为泛大陆分离是海底扩张形成 了洋壳了洋壳3.认为熔融岩浆侵入地壳并溢出地表冷凝，因其认为熔融岩浆侵入地壳并溢出地表冷凝，因其 密度大，导致其下伏地壳沉入上地幔，最终形密度大，导致其下伏地壳沉入上地幔，最终
4、形 成洋壳成洋壳二、世界大洋及其区分二、世界大洋及其区分l地球表面连续广阔的水体成为世界大洋。是指地球表面连续广阔的水体成为世界大洋。是指远离大陆，面积广阔，水深大，较少受大陆影远离大陆，面积广阔，水深大，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。学性质比较稳定的水域。大洋大洋太平洋太平洋大西洋大西洋印度洋印度洋北冰洋北冰洋三、海及其分类三、海及其分类海海内海内海边缘海边缘海外海岛间海也叫地中海。四周几乎完全被陆地包围，只有一个或也叫地中海。四周几乎完全被陆地包围，只有一个或多个海峡与洋或临海相同。位于一个大陆内部或两个多
5、个海峡与洋或临海相同。位于一个大陆内部或两个大陆之间。地中海、红海、黑海、波罗的海、渤海大陆之间。地中海、红海、黑海、波罗的海、渤海位于大陆边缘，以半岛或岛屿与大洋或邻海相分隔，位于大陆边缘，以半岛或岛屿与大洋或邻海相分隔，但只接受外海洋流和潮汐的影响。白令海、鄂霍次克但只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、南海海、日本海、黄海、东海、南海位于大陆边缘，但与洋有广阔联系的海。阿拉伯海、位于大陆边缘，但与洋有广阔联系的海。阿拉伯海、巴伦支海巴伦支海大洋中由一系列岛屿所环绕形成的水域。爪哇海、苏拉大洋中由一系列岛屿所环绕形成的水域。爪哇海、苏拉威西海威西海四、海水的组
6、成四、海水的组成l（一）海水的化学成分一）海水的化学成分l海水中水占海水中水占96.596.5，其他物质占，其他物质占3.53.5l氢氧是海水的主要化学成份。含有氢氧是海水的主要化学成份。含有8080种天然元素，种天然元素，其中微量元素为其中微量元素为4040种。（通常把每升海水中含种。（通常把每升海水中含100mg100mg以上的元素，叫常量元素，不足以上的元素，叫常量元素，不足100mg100mg的叫的叫微量元素。微量元素。l（二）海水的盐度和氯度（二）海水的盐度和氯度l1.1.海水盐度海水盐度是指海水中全部溶解固体与海水重量是指海水中全部溶解固体与海水重量之比。通常以每千克海水中所含的克
7、数表示。之比。通常以每千克海水中所含的克数表示。l2.2.每千克海水中所含氯的克数，称为每千克海水中所含氯的克数，称为海水的氯度海水的氯度。l3.3.克努森式：盐度克努森式：盐度0.030.031.8051.805氯度。氯度。l近年来多用盐度近年来多用盐度SS1.806Cl1.806Cll大洋盐度一般在大洋盐度一般在33 33 3737之间，受降水、之间，受降水、蒸发和入海径流的影响而发生区域变化。蒸发和入海径流的影响而发生区域变化。盐度34.60.0175（EP）蒸发量蒸发量降水量降水量五、海水的温度、密度和透明度五、海水的温度、密度和透明度l（一）海水的温度（一）海水的温度决定于其热量收支
8、状况决定于其热量收支状况l热量来源热量来源太阳辐射以及大气对海面的长波太阳辐射以及大气对海面的长波辐射，海面水汽凝结，暖于海水的降水和大陆辐射，海面水汽凝结，暖于海水的降水和大陆径流，地球内部向海水放出的热能径流，地球内部向海水放出的热能l热量消耗热量消耗海面蒸发、海面向空气的长波辐海面蒸发、海面向空气的长波辐射、海面与冷空气的对流热交换。射、海面与冷空气的对流热交换。l（二）密度（二）密度l为单位面积上海水的质量，单位为单位面积上海水的质量，单位g/cm3。1.0221.028。是温度（成正比）和盐度（反比）的。是温度（成正比）和盐度（反比）的函数。函数。五、海水的温度、密度和透明度五、海水
9、的温度、密度和透明度l（三）颜色与透明度（三）颜色与透明度l海水颜色决定于海水对阳光的吸收和发射状况。海水颜色决定于海水对阳光的吸收和发射状况。太阳光中的红光、橙光和紫光进入海水后，在太阳光中的红光、橙光和紫光进入海水后，在水深水深20米以内被吸收。绿光、黄光深入略深，米以内被吸收。绿光、黄光深入略深，少量蓝光甚至可伸进少量蓝光甚至可伸进1000米以上。射入海水米以上。射入海水的光线除被吸收外，还要受到悬浮微粒和水分的光线除被吸收外，还要受到悬浮微粒和水分子的散射，最后剩下蓝光，故海水呈现蓝色。子的散射，最后剩下蓝光，故海水呈现蓝色。l透明度以直径透明度以直径30cm的白圆盘投入水中的可见的白
10、圆盘投入水中的可见深度来表示。海水颜色、悬浮物质、浮游生物、深度来表示。海水颜色、悬浮物质、浮游生物、海水涡动、入海径流对透明度有影响。海水涡动、入海径流对透明度有影响。第三节第三节 海水的运动海水的运动l一、潮汐与潮流一、潮汐与潮流l（一）潮汐现象与引潮力（一）潮汐现象与引潮力l由月球和太阳的引力引起的海面周期性升降现由月球和太阳的引力引起的海面周期性升降现象，称为象，称为潮汐潮汐。海面升高，海水涌向海岸，叫。海面升高，海水涌向海岸，叫涨潮涨潮、海面下降、海水从岸上后退，叫、海面下降、海水从岸上后退，叫落潮落潮。涨潮时海水面最高处称为涨潮时海水面最高处称为高潮高潮，落潮时海水面，落潮时海水面
11、最低处称为最低处称为低潮低潮。高潮与低潮的高差，即是。高潮与低潮的高差，即是潮潮差差：潮差是以朔望月为周期变化的。潮差最大：潮差是以朔望月为周期变化的。潮差最大时，叫时，叫大潮大潮，潮差最小时，叫，潮差最小时，叫小潮小潮。根据万有引力定律，两物体相互吸引的力与其根据万有引力定律，两物体相互吸引的力与其质量成正比而与其距离的平方成反比。月球质质量成正比而与其距离的平方成反比。月球质量虽小但距地球很近，太阳质量虽大但距地球量虽小但距地球很近，太阳质量虽大但距地球太远，所以月球对地球的引力要比太阳的引力太远，所以月球对地球的引力要比太阳的引力大一倍多。地球中心所受的引力是这两种引力大一倍多。地球中心
12、所受的引力是这两种引力的平均值而地球上任何地点所受到的月球和的平均值而地球上任何地点所受到的月球和太阳的引力，同这一平均值比较，大小有差别，太阳的引力，同这一平均值比较，大小有差别，方向也不同。正是这一引力差使海面发生升降，方向也不同。正是这一引力差使海面发生升降，所以称为所以称为引潮力引潮力。引潮力是在地球朝向月球和。引潮力是在地球朝向月球和太阳的一面和背向的太阳的一面和背向的面同时发生的，朝向月面同时发生的，朝向月球和太阳球和太阳面形成的潮汐，称面形成的潮汐，称顺潮顺潮，背向月球，背向月球和太阳一面的潮汐，称和太阳一面的潮汐，称对潮对潮。由于地球的自转海岸上同一地点一日内向着月球和由于地球
13、的自转海岸上同一地点一日内向着月球和太阳与背着月球和太阳各一次所以，一日之内应发太阳与背着月球和太阳各一次所以，一日之内应发生两次涨落潮，高低潮相隔的时间应为生两次涨落潮，高低潮相隔的时间应为6 6小时。但因月小时。但因月球引潮力比太阳引潮力大，而地球上的一个太阴日，球引潮力比太阳引潮力大，而地球上的一个太阴日，即月球随着地球绕太阳公转的一日是即月球随着地球绕太阳公转的一日是2424时时5050分，分，所以所以实际上高低潮的间隔约为实际上高低潮的间隔约为6 6小时小时1313分分由于月球绕地球由于月球绕地球转动，在一个朔望月转动，在一个朔望月(29(295 5日日)内太阳、地球、月球内太阳、地
14、球、月球相互位置的变化相应地引起潮汐的周期变化。顺潮和相互位置的变化相应地引起潮汐的周期变化。顺潮和对潮使海岸上同一地点产生两次大潮和两次小潮。朔对潮使海岸上同一地点产生两次大潮和两次小潮。朔日日(农历初一农历初一)和望日和望日(农历十五农历十五)，太阳、月球和地球，太阳、月球和地球的中心几乎在一条直线，地球受到的引潮力相当于月的中心几乎在一条直线，地球受到的引潮力相当于月球与太阳引潮力之和，潮水位特别高，成为大潮。上球与太阳引潮力之和，潮水位特别高，成为大潮。上弦弦(农历初八农历初八)和下弦和下弦(农历二十三农历二十三)日，三个星体的中日，三个星体的中心几乎成一直角位置，地球受到的引潮力相当
15、于月球心几乎成一直角位置，地球受到的引潮力相当于月球和太阳引潮力之差潮水位不高，成为小潮。实际观和太阳引潮力之差潮水位不高，成为小潮。实际观察到的大小潮并不一定在朔望和上下弦日，而多少有察到的大小潮并不一定在朔望和上下弦日，而多少有所滞后，例如我国沿海的大潮多发生十农历初三和十所滞后，例如我国沿海的大潮多发生十农历初三和十八。八。因为月球轨道面与黄道面成因为月球轨道面与黄道面成509509的夹角，而地的夹角，而地球赤道和黄道面成球赤道和黄道面成2302723027的夹角所以月球轨的夹角所以月球轨道不会超过地球道不会超过地球28036N28036N和和S S，潮汐从低纬向高，潮汐从低纬向高纬减小
16、，两极地区不再有大潮和小潮的区别。纬减小，两极地区不再有大潮和小潮的区别。根据潮汐的周期变化，基本上可以分为根据潮汐的周期变化，基本上可以分为半日潮半日潮、混合潮混合潮和和全日期全日期三种类型。半日潮一天有两次三种类型。半日潮一天有两次高潮和低潮，相邻两次高潮或低潮的潮位和涨、高潮和低潮，相邻两次高潮或低潮的潮位和涨、落潮的时间相差不多；混合潮一天虽有两次高落潮的时间相差不多；混合潮一天虽有两次高潮和低潮，但潮位和涨、落潮时间有很大差别；潮和低潮，但潮位和涨、落潮时间有很大差别；全日潮是大多数日期一天有一次高潮和低潮。全日潮是大多数日期一天有一次高潮和低潮。（二）潮流（二）潮流海水受月球和太阳
17、的引力而发生潮位升降的同时，海水受月球和太阳的引力而发生潮位升降的同时，还发生周期性的流动，就是潮流。也分为半日潮流、还发生周期性的流动，就是潮流。也分为半日潮流、混合潮流和全日潮流三种。混合潮流和全日潮流三种。潮流在一个周期里出现两次最大流速和最小流速。潮流在一个周期里出现两次最大流速和最小流速。地形愈狭窄，最大与最小流速的差值愈大。地形愈狭窄，最大与最小流速的差值愈大。喇叭形海湾或河口湾可以激起怒潮，我国的钱喇叭形海湾或河口湾可以激起怒潮，我国的钱塘江口潮高著名，潮高可达塘江口潮高著名，潮高可达10 m10 m。潮汐现象对潮汐现象对 一些河流和海港的航运具有重要一些河流和海港的航运具有重要
18、意义。大型船舶可趁涨潮进出河流和港口。潮流也意义。大型船舶可趁涨潮进出河流和港口。潮流也可用以发电可用以发电 。潮汐电站。潮汐电站。二、海洋中的波浪二、海洋中的波浪l（一）波浪及其类型波浪及其类型波浪1.风浪：由风的作用而产生风浪：由风的作用而产生2.海啸：因地震或风暴海啸：因地震或风暴3潮波：引潮力引起潮波：引潮力引起4.气压波：因气压突变气压波：因气压突变5.船行波：船行作用船行波：船行作用（按成因）二、海洋中的波浪二、海洋中的波浪l（二）波浪的折射（二）波浪的折射三、洋面流和水团运动三、洋面流和水团运动l 海水沿着一定方向有规律的水平流动，就是洋流。洋海水沿着一定方向有规律的水平流动，就
19、是洋流。洋流是海水的主要运动形式。风力是洋流的主要动力，流是海水的主要运动形式。风力是洋流的主要动力，地球偏转力、海陆分布和海底起伏等等，也有不同程地球偏转力、海陆分布和海底起伏等等，也有不同程度的影响。例如，地球偏转力使洋流在北半球发生右度的影响。例如，地球偏转力使洋流在北半球发生右偏，在南半球发生左偏；大陆的障碍使任何洋流都不偏，在南半球发生左偏；大陆的障碍使任何洋流都不可能环绕地球流动可能环绕地球流动l岛屿或大陆的突出部分，可使洋流发生分支。洋流对岛屿或大陆的突出部分，可使洋流发生分支。洋流对气候也发生巨大的、虽然并非直接的影响，气候也发生巨大的、虽然并非直接的影响，l许多沿海地区的温度和降水状况都与附近的洋流有许多沿海地区的温度和降水状况都与附近的洋流有关。关。（一）洋流的成因和分类（一）洋流的成因和分类洋流洋流（按成因）磨擦流磨擦流重力气压重力气压梯度流梯度流潮流潮流最重要的是风海流。盛行风对水面摩擦力的作用，以及风在波浪迎风面上所施的压力，迫使海水向前运动。倾斜流：是因风力作用、陆上河水流人或气压分 布不同，使海面因增水或减水形成坡度 从而引起的海水流动；密度流：则是由于海水温度、盐度不同，使得密 度分布个均习海面发生倾斜所造成的 海水流动（二）洋流模式和主要洋流（三）大洋水团及其环流