海洋的结构与海水的运动学习教案.pptx

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1、会计学1海洋海洋(hiyng)的结构与海水的运动的结构与海水的运动第一页，共90页。水文学第一节第一节 海洋的组成与结构海洋的组成与结构(jigu)(jigu)第二节第二节 海水的运动海水的运动-波浪波浪第三节海水的运动第三节海水的运动-潮汐潮汐第四节海水的运动第四节海水的运动-洋流洋流第五节第五节 海洋效应海洋效应第1页/共89页第二页，共90页。水文学第一节海洋第一节海洋(hiyng)(hiyng)的组成与结构的组成与结构一、海洋的组成一、海洋的组成二、海洋运动二、海洋运动(yndng)(yndng)的结的结构构第2页/共89页第三页，共90页。水文学一、海洋的组成一、海洋的组成 由于海水

2、所出的地理位置由于海水所出的地理位置(d l wi zh)(d l wi zh)及其水文特及其水文特征的不同，从区域范围上可分为洋、海、海湾、海征的不同，从区域范围上可分为洋、海、海湾、海峡等，他们共同组成了海洋。峡等，他们共同组成了海洋。海洋：地球上广大连续的咸水水体的总称。面积海洋：地球上广大连续的咸水水体的总称。面积3.613.61亿亿km2,km2,占地表的占地表的70.870.8。调节气候，蕴藏丰富的动力资源、。调节气候，蕴藏丰富的动力资源、矿产资源、生物资源矿产资源、生物资源(shn w z yun)(shn w z yun)、化学资源和水资源，、化学资源和水资源，交通交通“大道大

3、道”，认识宇宙、发展自然科学的理想试验场。，认识宇宙、发展自然科学的理想试验场。第3页/共89页第四页，共90页。水文学 1.1.洋，洋是世界大洋的中心部分和主体部分，它远洋，洋是世界大洋的中心部分和主体部分，它远离大陆，深度大，面积广，不受大陆影响，具有较离大陆，深度大，面积广，不受大陆影响，具有较稳定的理化性质和独立的潮汐系统以及强大洋流稳定的理化性质和独立的潮汐系统以及强大洋流(yngli)(yngli)系统的水域。系统的水域。位于大洋位于大洋(dyng)(dyng)边缘，被大陆、半岛或岛屿所分边缘，被大陆、半岛或岛屿所分割的具有一定形态特征的小水域，称为海、湾和海割的具有一定形态特征的

4、小水域，称为海、湾和海峡。峡。第4页/共89页第五页，共90页。水文学 2.2.海海 海是靠近大陆，深度浅（海是靠近大陆，深度浅（2-3km2-3km）,面积小，兼面积小，兼受洋、陆影响，具有不稳定的理化性质，潮汐现象受洋、陆影响，具有不稳定的理化性质，潮汐现象明显，并有独立海流系统的水域。包括地中海和边明显，并有独立海流系统的水域。包括地中海和边缘海，地中海分陆间海和内陆海。缘海，地中海分陆间海和内陆海。陆间海是于介两个以上大陆之间，并有海峡与陆间海是于介两个以上大陆之间，并有海峡与相邻海洋相连通的水域，一般深度较大，如亚、欧、相邻海洋相连通的水域，一般深度较大，如亚、欧、非大陆之间的地中海

5、；内陆海是入大陆内部非大陆之间的地中海；内陆海是入大陆内部(nib)(nib)，海洋状况受大陆影响显著，海的个性很强，如黑，海洋状况受大陆影响显著，海的个性很强，如黑海、红海等。海、红海等。第5页/共89页第六页，共90页。水文学第6页/共89页第七页，共90页。水文学 边缘海是位于大陆边缘的水域，一部分以大陆边缘海是位于大陆边缘的水域，一部分以大陆为界，另一部分以岛屿、半岛、群岛与大洋分开。为界，另一部分以岛屿、半岛、群岛与大洋分开。与大洋的水分交换比较自由与大洋的水分交换比较自由(zyu)(zyu)。靠近大陆一边。靠近大陆一边受大陆影响大，水文状况季节变化显著；靠大洋一受大陆影响大，水文状

6、况季节变化显著；靠大洋一边受大洋影响大，水文状况比较稳定。边受大洋影响大，水文状况比较稳定。3.3.海湾：海湾是海洋伸入大陆的部分，其深度和宽海湾：海湾是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。海湾中的海水因其度向大陆方向逐渐减小的水域。海湾中的海水因其与邻近海或洋相通，故海水性质与相邻海洋的性质与邻近海或洋相通，故海水性质与相邻海洋的性质相似。海湾中的最大水文特点是潮差很大，原因是相似。海湾中的最大水文特点是潮差很大，原因是深度和宽度向大陆方向不断减小。如杭州湾的钱塘深度和宽度向大陆方向不断减小。如杭州湾的钱塘江怒潮，潮差一般为江怒潮，潮差一般为6 68m8m。北美芬地湾潮

7、差更达。北美芬地湾潮差更达18m18m之最。之最。第7页/共89页第八页，共90页。水文学第8页/共89页第九页，共90页。水文学4.4.海峡海峡(hixi)(hixi)海峡海峡(hixi)(hixi)是是连通海洋与海洋连通海洋与海洋之间狭窄的天然之间狭窄的天然通道。其水文特通道。其水文特征是水流急，潮征是水流急，潮速大，上下层或速大，上下层或左右两侧海水理左右两侧海水理化性质不同，流化性质不同，流向不同。向不同。第9页/共89页第十页，共90页。水文学二、海洋二、海洋(hiyng)(hiyng)运动的运动的结构结构1.1.海洋形态海洋形态(xngti)(xngti)结构结构(1)(1)大陆大

8、陆(dl)(dl)边缘边缘大陆架大陆架大陆坡大陆坡大陆基（大陆隆）大陆基（大陆隆）(2)(2)大洋盆地：世界海洋中面积最大的地貌单元。大洋盆地：世界海洋中面积最大的地貌单元。(3)(3)大洋中脊：洋中脊或中央海岭的是世界大洋中最宏伟的大洋中脊：洋中脊或中央海岭的是世界大洋中最宏伟的地貌单元。地貌单元。(4)(4)海沟：海洋中最深区域海沟：海洋中最深区域。第10页/共89页第十一页，共90页。水文学第11页/共89页第十二页，共90页。水文学第12页/共89页第十三页，共90页。水文学第13页/共89页第十四页，共90页。水文学第14页/共89页第十五页，共90页。水文学2.2.海水运动海水运动

9、(yndng)(yndng)结构结构洋流系统；洋流系统；潮汐潮汐(chox)(chox)系统；系统；波浪系统；波浪系统；混合系统。混合系统。第15页/共89页第十六页，共90页。水文学第二节第二节 波波 浪浪n n波浪概述波浪概述(i sh)(i sh)n n小振幅波和有限振幅波小振幅波和有限振幅波n n风浪和涌浪风浪和涌浪n n地震、海啸与风暴潮地震、海啸与风暴潮n n近岸波近岸波第16页/共89页第十七页，共90页。水文学一、波浪概述一、波浪概述1.1.波浪要素波浪要素 波浪是宽敞水面的水体运动，水质点周期振动引波浪是宽敞水面的水体运动，水质点周期振动引起的水面起伏现象。起的水面起伏现象。

10、波峰、波谷波峰、波谷(bg)(bg)、波顶、波底、波高、波长、波、波顶、波底、波高、波长、波陡周期、波速等等。陡周期、波速等等。第17页/共89页第十八页，共90页。水文学2.2.海洋海洋(hiyng)(hiyng)中波的分类中波的分类 (1)(1)按波的周期（频率）分类：表面张力波、短周期重按波的周期（频率）分类：表面张力波、短周期重力波、长周期重力波、长周期波和长周期潮波。力波、长周期重力波、长周期波和长周期潮波。(2)(2)按成因分类：风浪和涌浪、内波、潮汐按成因分类：风浪和涌浪、内波、潮汐(chox)(chox)波和波和海啸。海啸。(3)(3)按水深分类：深水波和浅水波。按水深分类：深

11、水波和浅水波。(4)(4)按波形的传播性质分类：前进波（进行波）和驻波。按波形的传播性质分类：前进波（进行波）和驻波。第18页/共89页第十九页，共90页。水文学二、小振幅二、小振幅(zhnf)(zhnf)波和有限振幅波和有限振幅(zhnf)(zhnf)波波1.小振幅(zhnf)波动（线性波动）小振幅波动小振幅波动(bdng)是只波高远小于波长的简单波动是只波高远小于波长的简单波动(bdng)。(1)(1)短波（深水波）短波（深水波）小振幅前进波小振幅前进波小振幅驻波（立波）小振幅驻波（立波）(2)(2)长波（浅水波）长波（浅水波）波长很长的波浪波长很长的波浪 第19页/共89页第二十页，共9

12、0页。水文学2.2.有限有限(yuxin)(yuxin)振幅波动振幅波动(1)(1)斯托克斯波斯托克斯波:(2)(2)正弦波（摆线正弦波（摆线(bi xin)(bi xin)波）波）水深为无限时的摆线波水深为无限时的摆线波水深为有限时的摆线波水深为有限时的摆线波(3)(3)孤立孤立(gl)(gl)波波:(4)(4)椭圆余弦波椭圆余弦波:无旋转的、表面呈周期性起伏的波动无旋转的、表面呈周期性起伏的波动.只有一个波峰或波谷，而且只出现于浅水水域中只有一个波峰或波谷，而且只出现于浅水水域中.用椭圆函数来描述波面的形状用椭圆函数来描述波面的形状.第20页/共89页第二十一页，共90页。水文学三、风浪和

13、涌浪三、风浪和涌浪1.1.风浪生成和成长理论风浪生成和成长理论:风浪是在风的作用下所产生的波风浪是在风的作用下所产生的波浪。力学机理：共振、平流的不稳定性。浪。力学机理：共振、平流的不稳定性。2.2.涌浪：当风开始平息涌浪：当风开始平息(pngx)(pngx)，或波速超过风速时，风，或波速超过风速时，风浪就要离开风区传到远处去，这种波浪称为涌浪。浪就要离开风区传到远处去，这种波浪称为涌浪。四、地震、海啸与风暴潮四、地震、海啸与风暴潮1.1.地震海啸地震海啸:由火山爆发、海底地震引起海底大面积由火山爆发、海底地震引起海底大面积升降升降,以及沿海地带山崩和滑坡以及沿海地带山崩和滑坡(hup)(hu

14、p)等造成的巨浪等造成的巨浪,称为地震海啸。称为地震海啸。第21页/共89页第二十二页，共90页。水文学2.2.风暴潮：由台风、温带气旋、冷锋的强风作用和气压风暴潮：由台风、温带气旋、冷锋的强风作用和气压骤变骤变(zhu bin)(zhu bin)等强烈的天气系统引起的海面异常升降等强烈的天气系统引起的海面异常升降现象，叫风暴潮，又称风暴增水或气象海啸。现象，叫风暴潮，又称风暴增水或气象海啸。(1)(1)温带风暴潮：多发温带风暴潮：多发生在春秋季节，中纬生在春秋季节，中纬度沿海度沿海(ynhi)(ynhi)各地各地都可以见到。都可以见到。(2)(2)热带风暴潮：热带热带风暴潮：热带风暴潮常见于

15、夏秋季风暴潮常见于夏秋季节，总伴有急剧的水节，总伴有急剧的水位变化。位变化。第22页/共89页第二十三页，共90页。水文学五、近岸波五、近岸波1.1.波浪的绕射：当波浪传入近岸时，如果受到沙嘴、波浪的绕射：当波浪传入近岸时，如果受到沙嘴、岬角等的阻挡时，波浪将从其旁边绕过、进入波影岬角等的阻挡时，波浪将从其旁边绕过、进入波影区，波峰线变形，波高递减，波浪能量大为减小，区，波峰线变形，波高递减，波浪能量大为减小，故波影区一般为比较平静的水域。故波影区一般为比较平静的水域。2.2.波浪的折射：由于波浪受海底摩擦阻力影响大小波浪的折射：由于波浪受海底摩擦阻力影响大小不一，使波向发生转折，最终波峰线基

16、本与海岸线不一，使波向发生转折，最终波峰线基本与海岸线平行；当入射波浪不垂直于海岸时，便可造成水体平行；当入射波浪不垂直于海岸时，便可造成水体沿海岸流动，形成沿海岸流动，形成(xngchng)(xngchng)沿岸流。沿岸流。第23页/共89页第二十四页，共90页。水文学第三节第三节 潮潮 汐汐一、潮汐及其类型一、潮汐及其类型二、潮汐的成因二、潮汐的成因三、潮汐的变化三、潮汐的变化(binhu)(binhu)四、潮流四、潮流第24页/共89页第二十五页，共90页。水文学第25页/共89页第二十六页，共90页。水文学我国古代把白天出现的海水涨落我国古代把白天出现的海水涨落(zhn lu)(zhn

17、 lu)称为称为“潮潮”，晚上出现的海水涨落，晚上出现的海水涨落(zhn lu)(zhn lu)称为称为“汐汐”，合称，合称“潮汐潮汐”。第26页/共89页第二十七页，共90页。水文学一、潮汐一、潮汐(chox)(chox)及其类及其类型型 1 1、潮汐基本要素、潮汐基本要素 潮汐指海水位周期性涨落的现象潮汐指海水位周期性涨落的现象.潮汐要素潮汐要素:高潮高潮或满潮或满潮(mn cho)(mn cho)、低潮或干潮、低潮或干潮,涨潮、落潮涨潮、落潮,平潮、平潮、停潮停潮,高潮时、低潮时，潮差，高潮间隙和低潮间高潮时、低潮时，潮差，高潮间隙和低潮间隙，两者合称为月潮间隙。隙，两者合称为月潮间隙。

18、第27页/共89页第二十八页，共90页。水文学l在潮汐涨落过程中，当海面上涨到最高位置时，称为在潮汐涨落过程中，当海面上涨到最高位置时，称为高潮（高潮（high tide)或满潮；当海面下降到最低位置时，叫或满潮；当海面下降到最低位置时，叫做低潮（做低潮（low tide)或干潮。从低潮到高潮，海面不断上或干潮。从低潮到高潮，海面不断上涨，海水涌向海岸的过程叫涨潮（涨，海水涌向海岸的过程叫涨潮（flood tide)；从高潮；从高潮到低潮，海面不断退落的过程叫落潮（到低潮，海面不断退落的过程叫落潮（ebb tide)。l当潮汐达到高潮或低潮时，海面在一段时间内既不上当潮汐达到高潮或低潮时，海面

19、在一段时间内既不上升，也不下降，把这种状态分别称为平潮和停潮。平潮升，也不下降，把这种状态分别称为平潮和停潮。平潮的中间的中间(zhngjin)时刻，叫高潮时；停潮的中间时刻，叫高潮时；停潮的中间(zhngjin)时刻，称为低潮时。相邻二次高潮时或低时刻，称为低潮时。相邻二次高潮时或低潮时的时间间隔，称为潮期（潮周期）。相邻高潮与低潮时的时间间隔，称为潮期（潮周期）。相邻高潮与低潮的水位差，叫潮差。潮的水位差，叫潮差。第28页/共89页第二十九页，共90页。水文学一、潮汐一、潮汐(chox)(chox)及其类型及其类型 2.2.潮汐类型潮汐类型(lixng)(lixng)潮汐的涨退现象是因时因

20、地而异的，但从涨退周潮汐的涨退现象是因时因地而异的，但从涨退周期来说，可分为期来说，可分为4 4种类型种类型(lixng)(lixng)：半日潮、全日潮、：半日潮、全日潮、不正规半日潮、不正规全日潮。不正规半日潮、不正规全日潮。第29页/共89页第三十页，共90页。水文学n n1 1、半日潮：指在一个太阴日内，有两次高潮和两次低、半日潮：指在一个太阴日内，有两次高潮和两次低潮，而且相邻两次高潮或低潮的潮位相等，涨潮时间潮，而且相邻两次高潮或低潮的潮位相等，涨潮时间和落潮时间也很接近，潮汐和落潮时间也很接近，潮汐(chox)(chox)周期为半日。周期为半日。n n2 2、全日潮：在一个月内，多

21、数日子一天有一次高潮和、全日潮：在一个月内，多数日子一天有一次高潮和低潮，少数日子为一日有两次涨落。低潮，少数日子为一日有两次涨落。n n3 3、不正规半日潮：指一日内虽然有两次高潮和低潮，、不正规半日潮：指一日内虽然有两次高潮和低潮，但潮位和涨、落时间有很大差异。但潮位和涨、落时间有很大差异。n n4 4、不正规全日潮：在半个月内，较多天数为不规则半、不正规全日潮：在半个月内，较多天数为不规则半日潮，但有时一天里也发生一次高潮、一次低潮的现日潮，但有时一天里也发生一次高潮、一次低潮的现象，但全日潮不过象，但全日潮不过7 7天。天。第30页/共89页第三十一页，共90页。水文学二、潮汐的成因二

22、、潮汐的成因 海洋潮汐是由月球和太阳的引潮力引起的。作海洋潮汐是由月球和太阳的引潮力引起的。作用力有两个：吸引力和惯性用力有两个：吸引力和惯性(gunxng)(gunxng)离心力。离心力。1.1.引潮力引潮力 引力的性质、惯性引力的性质、惯性(gunxng)(gunxng)离心力的性质离心力的性质 、引、引潮力的性质。潮力的性质。2.2.平衡潮理论（静力学理论）平衡潮理论（静力学理论）平衡潮理论系由牛顿平衡潮理论系由牛顿16871687年首创。年首创。3.3.潮汐的动力理论潮汐的动力理论 拉普拉斯于拉普拉斯于17751775年提出了动力理论年提出了动力理论.第31页/共89页第三十二页，共9

23、0页。潮汐潮汐(chox)(chox)的成因的成因顺潮顺潮顺潮顺潮对潮对潮 内因内因内因内因(niyn)(niyn)：海洋水体；：海洋水体；：海洋水体；：海洋水体；外因：天体引潮力。月球引潮力是太阳的外因：天体引潮力。月球引潮力是太阳的外因：天体引潮力。月球引潮力是太阳的外因：天体引潮力。月球引潮力是太阳的2.172.17倍。倍。倍。倍。第32页/共89页第三十三页，共90页。水文学三、潮汐三、潮汐(chox)(chox)的变的变化化1.1.潮汐周期现象潮汐周期现象 根据根据(gnj)(gnj)平衡潮理论，在引潮力作用下，海面平衡潮理论，在引潮力作用下，海面呈椭圆球状，形成潮汐椭球。通常将月球

24、引潮力引呈椭圆球状，形成潮汐椭球。通常将月球引潮力引起的潮汐叫太阴潮，太阳引潮力引起的潮汐叫太阳起的潮汐叫太阴潮，太阳引潮力引起的潮汐叫太阳潮。由潮汐椭球的概念，解释几种潮汐的周期现象。潮。由潮汐椭球的概念，解释几种潮汐的周期现象。(1)(1)潮汐的日变潮汐的日变:半日周期潮和日周期潮；半日周期潮和日周期潮；(2)(2)潮汐的月变潮汐的月变:半月周期潮和月周期潮；半月周期潮和月周期潮；(3)(3)潮汐的年变和多年变化潮汐的年变和多年变化:年周期潮多年周期潮。年周期潮多年周期潮。第33页/共89页第三十四页，共90页。水文学(1)(1)(1)(1)潮汐的日变潮汐的日变潮汐的日变潮汐的日变 由于地

25、球的自转，同一地点向着月球和太阳与背着由于地球的自转，同一地点向着月球和太阳与背着由于地球的自转，同一地点向着月球和太阳与背着由于地球的自转，同一地点向着月球和太阳与背着月球和太阳各一次，所以一日之内将发生两次涨潮和落月球和太阳各一次，所以一日之内将发生两次涨潮和落月球和太阳各一次，所以一日之内将发生两次涨潮和落月球和太阳各一次，所以一日之内将发生两次涨潮和落潮潮潮潮(lu cho)(lu cho)(lu cho)(lu cho)，又由于海洋潮汐的主体是太阴潮，所以高，又由于海洋潮汐的主体是太阴潮，所以高，又由于海洋潮汐的主体是太阴潮，所以高，又由于海洋潮汐的主体是太阴潮，所以高潮与低潮相隔时

26、间为潮与低潮相隔时间为潮与低潮相隔时间为潮与低潮相隔时间为1/41/41/41/4太阴日，即太阴日，即太阴日，即太阴日，即6 6 6 6小时小时小时小时13131313分。可见，分。可见，分。可见，分。可见，每太阴日内发生两次高潮和低潮是海洋潮汐的一个基本每太阴日内发生两次高潮和低潮是海洋潮汐的一个基本每太阴日内发生两次高潮和低潮是海洋潮汐的一个基本每太阴日内发生两次高潮和低潮是海洋潮汐的一个基本周期。周期。周期。周期。第34页/共89页第三十五页，共90页。水文学潮汐潮汐(chox)(chox)的日变：可分为半日周期潮和日周期潮。的日变：可分为半日周期潮和日周期潮。半日周期潮：当月球赤纬为零

27、时，即月球在赤道上空，海半日周期潮：当月球赤纬为零时，即月球在赤道上空，海面任一点都为半日潮（如图）。潮汐面任一点都为半日潮（如图）。潮汐(chox)(chox)高度从赤道向两高度从赤道向两极递减，并以赤道为对称，故称为赤道潮（或分点潮）。极递减，并以赤道为对称，故称为赤道潮（或分点潮）。第35页/共89页第三十六页，共90页。水文学日周期潮：当月球赤纬不为零时，不同纬度的潮型不同：在赤道日周期潮：当月球赤纬不为零时，不同纬度的潮型不同：在赤道(chdo)(chdo)为半日潮；在赤道为半日潮；在赤道(chdo)(chdo)至中纬地区为混合潮；在高纬地至中纬地区为混合潮；在高纬地区为全日潮。当月

28、球赤纬增大到回归线附近时，潮汐周日不等现区为全日潮。当月球赤纬增大到回归线附近时，潮汐周日不等现象最显著，这时的潮汐称为回归潮（如图）。象最显著，这时的潮汐称为回归潮（如图）。第36页/共89页第三十七页，共90页。水文学（2 2）潮汐的月变）潮汐的月变又由于太阳、月球和地球的会合运动，在一个朔望月又由于太阳、月球和地球的会合运动，在一个朔望月（29.530629.5306日）内，日、月、地三者的相对位置发生变化日）内，日、月、地三者的相对位置发生变化(binhu)(binhu)，使得海洋潮汐以朔望月为周期的变化，使得海洋潮汐以朔望月为周期的变化(binhu)(binhu)（图）。在朔日（图）

29、。在朔日（农历初一、新月、日月合朔）和望日（农历十五、满月），（农历初一、新月、日月合朔）和望日（农历十五、满月），太阳、月球和地球的中心几乎在一条直线上太阳引潮力和月球太阳、月球和地球的中心几乎在一条直线上太阳引潮力和月球引潮力最大程度地叠加，地球受到的引潮力相当于月球引潮力引潮力最大程度地叠加，地球受到的引潮力相当于月球引潮力和太阳引潮力之和，形成高潮特高、低潮又特低，潮差最大，和太阳引潮力之和，形成高潮特高、低潮又特低，潮差最大，故称大潮。而在上弦（农历初八）和下弦（农历二十三）时，故称大潮。而在上弦（农历初八）和下弦（农历二十三）时，日、月、地三个天体的中心几乎成一直角位置，地球受到的

30、引日、月、地三个天体的中心几乎成一直角位置，地球受到的引潮力相当于月球引潮力与太阳引潮力之差，合引潮力最小，形潮力相当于月球引潮力与太阳引潮力之差，合引潮力最小，形成高潮不高、低潮不低，潮差最小，所以称为小潮。成高潮不高、低潮不低，潮差最小，所以称为小潮。可见，每朔望月内发生两次大潮和小潮也是潮汐的基本周可见，每朔望月内发生两次大潮和小潮也是潮汐的基本周期。期。第37页/共89页第三十八页，共90页。水文学第38页/共89页第三十九页，共90页。水文学第39页/共89页第四十页，共90页。水文学第40页/共89页第四十一页，共90页。水文学月周期潮：它是由于月球绕地球旋转而产生的。当月球运月周

31、期潮：它是由于月球绕地球旋转而产生的。当月球运行到近地点时，所涨的近地潮大，而当月球运行到远地点行到近地点时，所涨的近地潮大，而当月球运行到远地点时，所涨的远地潮小。近地潮较远地潮约大时，所涨的远地潮小。近地潮较远地潮约大4040。月球绕。月球绕地球转一因为一个月，故一个月内有一大潮地球转一因为一个月，故一个月内有一大潮(dcho)(dcho)和一小和一小潮，故称月周期潮。潮，故称月周期潮。第41页/共89页第四十二页，共90页。水文学（3 3）潮汐）潮汐(chox)(chox)的年变和多年变；可分为年周期潮和多年周期的年变和多年变；可分为年周期潮和多年周期潮。潮。年周期潮：地球绕太阳转时，当

32、地球运行到近日点时所涨的近日年周期潮：地球绕太阳转时，当地球运行到近日点时所涨的近日潮为大潮；而当地球运行到远日点时所涨的远日潮为小潮。近日潮为大潮；而当地球运行到远日点时所涨的远日潮为小潮。近日潮比远日潮大潮比远日潮大1010。地球绕太阳转一周为一年，故形成年周期潮。地球绕太阳转一周为一年，故形成年周期潮。多年周期潮：月球的轨道长轴方向上不断变化，其近地点的变化多年周期潮：月球的轨道长轴方向上不断变化，其近地点的变化周期为周期为8.858.85年，故潮汐年，故潮汐(chox)(chox)有有8.858.85年长周期变化。又由于黄道与年长周期变化。又由于黄道与白道交点的移动周期为白道交点的移动

33、周期为18186161年，故潮汐年，故潮汐(chox)(chox)也有也有18.6118.61年的周年的周期变化。期变化。第42页/共89页第四十三页，共90页。水文学2 2 2 2、地形对潮汐、地形对潮汐、地形对潮汐、地形对潮汐(chox)(chox)(chox)(chox)的影响的影响的影响的影响n n以上只考虑天文因素对潮汐的影响，实际上潮汐还要受当地自然地理条件以上只考虑天文因素对潮汐的影响，实际上潮汐还要受当地自然地理条件以上只考虑天文因素对潮汐的影响，实际上潮汐还要受当地自然地理条件以上只考虑天文因素对潮汐的影响，实际上潮汐还要受当地自然地理条件的影响。各地海水对天体引潮力的反应，

34、视海区形态而定。的影响。各地海水对天体引潮力的反应，视海区形态而定。的影响。各地海水对天体引潮力的反应，视海区形态而定。的影响。各地海水对天体引潮力的反应，视海区形态而定。n n 物体失去外力作用后还能自行振动，这振动称为自由振动。其振动周物体失去外力作用后还能自行振动，这振动称为自由振动。其振动周物体失去外力作用后还能自行振动，这振动称为自由振动。其振动周物体失去外力作用后还能自行振动，这振动称为自由振动。其振动周期称为自然周期。潮汐是一种受迫振动，当受迫振动周期与海水本身的自期称为自然周期。潮汐是一种受迫振动，当受迫振动周期与海水本身的自期称为自然周期。潮汐是一种受迫振动，当受迫振动周期与

35、海水本身的自期称为自然周期。潮汐是一种受迫振动，当受迫振动周期与海水本身的自然振动周期相接近时，便会产生共振，反应就强烈，振动就特大，否则相然振动周期相接近时，便会产生共振，反应就强烈，振动就特大，否则相然振动周期相接近时，便会产生共振，反应就强烈，振动就特大，否则相然振动周期相接近时，便会产生共振，反应就强烈，振动就特大，否则相反。而海水振动的自然周期与海区形态和深度有密切关系，故各海区对天反。而海水振动的自然周期与海区形态和深度有密切关系，故各海区对天反。而海水振动的自然周期与海区形态和深度有密切关系，故各海区对天反。而海水振动的自然周期与海区形态和深度有密切关系，故各海区对天体的引潮力反

36、应也不同。例如，在雷州半岛西侧的北部湾为全日潮，而东体的引潮力反应也不同。例如，在雷州半岛西侧的北部湾为全日潮，而东体的引潮力反应也不同。例如，在雷州半岛西侧的北部湾为全日潮，而东体的引潮力反应也不同。例如，在雷州半岛西侧的北部湾为全日潮，而东侧的湛江港则为半日潮。又例如钱塘江口，由于呈喇叭形，故常出现涌潮。侧的湛江港则为半日潮。又例如钱塘江口，由于呈喇叭形，故常出现涌潮。侧的湛江港则为半日潮。又例如钱塘江口，由于呈喇叭形，故常出现涌潮。侧的湛江港则为半日潮。又例如钱塘江口，由于呈喇叭形，故常出现涌潮。其特点是潮波来势迅猛，潮端陡立，水花飞溅，潮流上涌，声闻数十里，其特点是潮波来势迅猛，潮端陡

37、立，水花飞溅，潮流上涌，声闻数十里，其特点是潮波来势迅猛，潮端陡立，水花飞溅，潮流上涌，声闻数十里，其特点是潮波来势迅猛，潮端陡立，水花飞溅，潮流上涌，声闻数十里，如万马奔腾如万马奔腾如万马奔腾如万马奔腾(wn m bn tng)(wn m bn tng)(wn m bn tng)(wn m bn tng)，排山倒海，异常壮观。这一奇特景观也叫，排山倒海，异常壮观。这一奇特景观也叫，排山倒海，异常壮观。这一奇特景观也叫，排山倒海，异常壮观。这一奇特景观也叫怒潮怒潮怒潮怒潮,潮高可达潮高可达潮高可达潮高可达6-86-86-86-8米，最大可达米，最大可达米，最大可达米，最大可达12121212米

38、，前进速度米，前进速度米，前进速度米，前进速度6-76-76-76-7米米米米/秒，吼声在几十公秒，吼声在几十公秒，吼声在几十公秒，吼声在几十公里外都可听见。里外都可听见。里外都可听见。里外都可听见。第43页/共89页第四十四页，共90页。水文学3 3 3 3、钱塘潮、钱塘潮、钱塘潮、钱塘潮n n钱塘潮又称为海宁潮，指发生在浙江省海宁县杭州湾钱塘江口的涌潮。每钱塘潮又称为海宁潮，指发生在浙江省海宁县杭州湾钱塘江口的涌潮。每钱塘潮又称为海宁潮，指发生在浙江省海宁县杭州湾钱塘江口的涌潮。每钱塘潮又称为海宁潮，指发生在浙江省海宁县杭州湾钱塘江口的涌潮。每年夏秋年夏秋年夏秋年夏秋(xi qi)(xi

39、qi)(xi qi)(xi qi)大潮时，特别是中秋之后农历八月十八日最为显著，势力大潮时，特别是中秋之后农历八月十八日最为显著，势力大潮时，特别是中秋之后农历八月十八日最为显著，势力大潮时，特别是中秋之后农历八月十八日最为显著，势力最为强大。原因：最为强大。原因：最为强大。原因：最为强大。原因：n n杭州湾形态和河底地形：钱塘江河口杭州湾呈典型的巨大喇叭形。杭州杭州湾形态和河底地形：钱塘江河口杭州湾呈典型的巨大喇叭形。杭州杭州湾形态和河底地形：钱塘江河口杭州湾呈典型的巨大喇叭形。杭州杭州湾形态和河底地形：钱塘江河口杭州湾呈典型的巨大喇叭形。杭州湾湾口处宽达湾湾口处宽达湾湾口处宽达湾湾口处宽达

40、102km102km102km102km，平均水深，平均水深，平均水深，平均水深10m10m10m10m，而澉浦附近河口宽度只有，而澉浦附近河口宽度只有，而澉浦附近河口宽度只有，而澉浦附近河口宽度只有20km20km20km20km，水，水，水，水深仅深仅深仅深仅2m2m2m2m左右。因此，由于深度和宽度向大陆方向不断减小，潮波从湾口左右。因此，由于深度和宽度向大陆方向不断减小，潮波从湾口左右。因此，由于深度和宽度向大陆方向不断减小，潮波从湾口左右。因此，由于深度和宽度向大陆方向不断减小，潮波从湾口进入以后能量高度集中，迫使潮波变形，潮水涌积，潮水猛涨；再加上潮进入以后能量高度集中，迫使潮波变

41、形，潮水涌积，潮水猛涨；再加上潮进入以后能量高度集中，迫使潮波变形，潮水涌积，潮水猛涨；再加上潮进入以后能量高度集中，迫使潮波变形，潮水涌积，潮水猛涨；再加上潮峰传播速度大于潮谷，到大尖山附近潮峰追上了潮谷，潮波前坡陡立，甚峰传播速度大于潮谷，到大尖山附近潮峰追上了潮谷，潮波前坡陡立，甚峰传播速度大于潮谷，到大尖山附近潮峰追上了潮谷，潮波前坡陡立，甚峰传播速度大于潮谷，到大尖山附近潮峰追上了潮谷，潮波前坡陡立，甚至倒卷破碎，水花飞溅，来势凶猛，声闻数十里，如万马奔腾，排山倒海至倒卷破碎，水花飞溅，来势凶猛，声闻数十里，如万马奔腾，排山倒海至倒卷破碎，水花飞溅，来势凶猛，声闻数十里，如万马奔腾，

42、排山倒海至倒卷破碎，水花飞溅，来势凶猛，声闻数十里，如万马奔腾，排山倒海之势。之势。之势。之势。n n天文因素：中秋之后农历十八，日、月、地三天体大致处在同一直线上，天文因素：中秋之后农历十八，日、月、地三天体大致处在同一直线上，天文因素：中秋之后农历十八，日、月、地三天体大致处在同一直线上，天文因素：中秋之后农历十八，日、月、地三天体大致处在同一直线上，日、月引潮力相互叠加，钱塘江潮差极大。日、月引潮力相互叠加，钱塘江潮差极大。日、月引潮力相互叠加，钱塘江潮差极大。日、月引潮力相互叠加，钱塘江潮差极大。n n气象因素：受季风影响，钱塘江夏秋气象因素：受季风影响，钱塘江夏秋气象因素：受季风影响

43、，钱塘江夏秋气象因素：受季风影响，钱塘江夏秋(xi qi)(xi qi)(xi qi)(xi qi)水量大，洪水波与潮波相水量大，洪水波与潮波相水量大，洪水波与潮波相水量大，洪水波与潮波相遇，迫使潮水涌积，形成较高的涌墙。遇，迫使潮水涌积，形成较高的涌墙。遇，迫使潮水涌积，形成较高的涌墙。遇，迫使潮水涌积，形成较高的涌墙。第44页/共89页第四十五页，共90页。水文学四、潮四、潮 流流 潮流是海水在天体引潮力作用下所形成的周期性水平潮流是海水在天体引潮力作用下所形成的周期性水平运动，它和潮汐现象是同时产生的。随着涨潮而产生的潮运动，它和潮汐现象是同时产生的。随着涨潮而产生的潮流，称涨潮流；随着

44、落潮而产生的潮流，称落潮流；当高流，称涨潮流；随着落潮而产生的潮流，称落潮流；当高潮或低潮时，各有一段时间潮流速度潮或低潮时，各有一段时间潮流速度(sd)(sd)非常缓慢，接非常缓慢，接近于停止状态，称为憩流。近于停止状态，称为憩流。潮流的运动形式，可分为回转流和往复流。潮流的运动形式，可分为回转流和往复流。1.1.旋转流：凡在江河入海的外海或广阔的海区，一般都有旋旋转流：凡在江河入海的外海或广阔的海区，一般都有旋转式潮流发生。转式潮流发生。2.2.往复流：一般在海峡、港湾入口或江河往复流：一般在海峡、港湾入口或江河海口，潮流受到海洋宽度的限制，经常作直线式的往复流海口，潮流受到海洋宽度的限制

45、，经常作直线式的往复流动，称为往复流。动，称为往复流。第45页/共89页第四十六页，共90页。水文学（1 1）旋转流）旋转流 在外海和开阔海区，在外海和开阔海区，潮流受地转偏向力作用而成回转潮流受地转偏向力作用而成回转流（也叫八卦流）。回转流的方流（也叫八卦流）。回转流的方向在北半球为顺时针方向，在南向在北半球为顺时针方向，在南半球则为逆时针方向。旋转的次半球则为逆时针方向。旋转的次数取决于潮汐类型，半日周期潮数取决于潮汐类型，半日周期潮在一个太阴在一个太阴(tiyn)(tiyn)日内测转两次；日内测转两次；全日潮则回转一次。其流速从最全日潮则回转一次。其流速从最大到最小，再到相反方向的最大，

46、大到最小，再到相反方向的最大，再到最小，不断往复旋转流动再到最小，不断往复旋转流动第46页/共89页第四十七页，共90页。水文学（2 2）往复流）往复流 在海峡、河口、窄湾内，受地形影响，在海峡、河口、窄湾内，受地形影响，潮流便成了往复流。其流速从零到最大，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，再到零，再到相反方向的最大，再到零，这样不断循环。其往复的次数也取决于这样不断循环。其往复的次数也取决于潮汐类型。当半日潮时，一个太阴日内，潮汐类型。当半日潮时，一个太阴日内，水流往复两次；当全日潮时，一个太阴水流往复两次；当全日潮时，一个太阴日内，水流则往复只有一次。

47、往复流的日内，水流则往复只有一次。往复流的最大流速较回转流大，每小时最大流速较回转流大，每小时(xiosh)(xiosh)可可达达181822km22km，而回转流一般每小时，而回转流一般每小时(xiosh)(xiosh)只达只达4 45km5km。实际海洋上的水实际海洋上的水流，既不是纯粹的潮流，也不是纯粹的流，既不是纯粹的潮流，也不是纯粹的海流，而是两者合成的结果。海流，而是两者合成的结果。第47页/共89页第四十八页，共90页。水文学第四节第四节 洋洋 流流一、洋流的成因及类型一、洋流的成因及类型二、大洋环流系统二、大洋环流系统(xtng)(xtng)三、水团三、水团四、中尺度涡四、中尺

48、度涡五、厄尔尼诺现象五、厄尔尼诺现象第48页/共89页第四十九页，共90页。水文学一、洋流的成因及类型一、洋流的成因及类型 1.1.洋流及其分类洋流及其分类 (1)(1)洋流的概念洋流的概念:洋流即海流，是指海洋洋流即海流，是指海洋(hiyng)(hiyng)中具中具有相对稳定的流速和流向的海水，从一个海区水平地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。或垂直地向另一海区大规模的非周期性的运动。(2)(2)洋流的分类洋流的分类:洋流按成因可分为风海流、密度流、洋流按成因可分为风海流、密度流、补偿流补偿流3 3类；按本身与周围海水温度的差异又可分为类

49、；按本身与周围海水温度的差异又可分为暖流和寒流两类；按其流经的地理位置又可分为赤道暖流和寒流两类；按其流经的地理位置又可分为赤道流、大洋流、极地流及沿岸流等。流、大洋流、极地流及沿岸流等。(3)(3)作用于洋流的力作用于洋流的力:作用于洋流的力主要有风对海水作用于洋流的力主要有风对海水的应力和海水的压强梯度力。在这些力的作用下，当的应力和海水的压强梯度力。在这些力的作用下，当海水运动起来后，还产生一系列派生的力，如摩擦力、海水运动起来后，还产生一系列派生的力，如摩擦力、地转偏向力和离心力等。地转偏向力和离心力等。第49页/共89页第五十页，共90页。水文学2.2.成因成因(chngyn)(ch

50、ngyn)分分类类 风海流：海水在风的摩擦力作用下形成的水平运动。又风海流：海水在风的摩擦力作用下形成的水平运动。又风海流：海水在风的摩擦力作用下形成的水平运动。又风海流：海水在风的摩擦力作用下形成的水平运动。又称漂流或吹流。风力作用于海面称漂流或吹流。风力作用于海面称漂流或吹流。风力作用于海面称漂流或吹流。风力作用于海面(himin)(himin)，同时产生波浪运动，同时产生波浪运动，同时产生波浪运动，同时产生波浪运动和使海水向前运动的洋流。和使海水向前运动的洋流。和使海水向前运动的洋流。和使海水向前运动的洋流。埃克曼（埃克曼（EkmanEkman）螺旋。风海流水体螺旋。风海流水体输送方向与