1、海洋概況海洋概況l海洋的面積占地表總面積的海洋的面積占地表總面積的71，海水的密度一般，海水的密度一般為為 1.011.03 g cm-3，平均鹽度為，平均鹽度為35。l洋洋 (Ocean)(Ocean)：海洋的中心部分叫洋海洋的中心部分叫洋。根據岸線的輪。根據岸線的輪廓、底部起伏和水文特征，將世界大洋分為太平洋廓、底部起伏和水文特征，將世界大洋分為太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋四大洋。、大西洋、印度洋和北冰洋四大洋。2021-11-16第1頁/共72頁l太平洋太平洋: :東西寬約東西寬約19000km19000km，南北最長約，南北最長約16000 km16000 km，面，面積約積約1.8

2、1.8億平方千米，占世界海洋總面積的億平方千米，占世界海洋總面積的50%50%，超過，超過了世界陸地面積的總和。平均深度為了世界陸地面積的總和。平均深度為3957m3957m，馬里亞納，馬里亞納海溝的最深處可達海溝的最深處可達11034 m11034 m。l大西洋大西洋: :面積為面積為9336.39336.3萬平方千米，約占海洋總面積萬平方千米，約占海洋總面積的的25.4%25.4%。平均深度為。平均深度為3627 m3627 m，最大深度為，最大深度為9219 m9219 m。l印度洋印度洋:總面積總面積7491.77491.7萬平方千米，約為海洋總面積萬平方千米，約為海洋總面積的的1/5

3、1/5。平均深度為。平均深度為3897 m3897 m，最深為，最深為7729 m7729 m。l北冰洋北冰洋: :大致以北極圈為中心，面積僅為大致以北極圈為中心，面積僅為15001500萬平方萬平方千米，不到太平洋的十分之一。千米，不到太平洋的十分之一。是世界大洋中最小的是世界大洋中最小的平均深度為平均深度為1097 m1097 m，最深為，最深為5499 m5499 m。 2021-11-16第2頁/共72頁l海海(Sea)(Sea)：大洋靠近大陸邊緣部分，海的面積只占海洋總面積的大洋靠近大陸邊緣部分，海的面積只占海洋總面積的11%，一般深度淺，水色低（渾濁），透明度小，季節變化顯著。沒有

4、獨立的海一般深度淺，水色低（渾濁），透明度小，季節變化顯著。沒有獨立的海流系統和潮波系統，多數受大洋影響，我國東南海岸面臨四海。流系統和潮波系統，多數受大洋影響，我國東南海岸面臨四海。渤海：為我國的內陸海，自老鐵山經廟島與蓬萊角聯線，分割黃海，面積渤海：為我國的內陸海，自老鐵山經廟島與蓬萊角聯線，分割黃海，面積約約9萬萬7千平方千平方千米千米，平均水深，平均水深18米。米。黃海：北起鴨綠江口，南從長江口北岸至濟州島與東海分開，面積黃海：北起鴨綠江口，南從長江口北岸至濟州島與東海分開，面積42萬平萬平方方千米千米，平均水深，平均水深44米。米。東海：南自南澳島與臺灣島的鵝鑾鼻分隔南海，面積東海：

5、南自南澳島與臺灣島的鵝鑾鼻分隔南海，面積75萬平方萬平方千米千米，平均，平均水深水深349米。米。南海：南靠加里曼丹島，東臨菲律賓，西接印支半島，面積南海：南靠加里曼丹島，東臨菲律賓，西接印支半島，面積350多萬平方多萬平方千米千米，平均深度，平均深度1000米以上。米以上。l我國擁有我國擁有300萬平方萬平方千米千米的海洋國土和約的海洋國土和約1.9萬萬千米千米的的海岸線。海岸線。 2021-11-16第3頁/共72頁l海灣海灣 (Gulf(Gulf、Bay): Bay): 洋或海的一部分延伸入洋或海的一部分延伸入大陸，其深度和寬度逐漸減小的水域稱為灣。大陸，其深度和寬度逐漸減小的水域稱為灣

6、。灣內潮差大。灣內潮差大。l海峽海峽 (Strait(Strait、Channel): Channel): 海洋中相鄰海區海洋中相鄰海區之間寬度較窄的水道稱為海峽。之間寬度較窄的水道稱為海峽。世界上可通航世界上可通航的海峽約有的海峽約有130個，其中較重要的有個，其中較重要的有40多個。多個。海峽的特點是流急、速大、多渦旋。海峽的特點是流急、速大、多渦旋。 2021-11-16第4頁/共72頁第一節第一節 海流海流t基本概念和知識點：基本概念和知識點：海流基本知識；海流基本知識；海流海流的分類；的分類；大洋環流；大洋環流；t重點：重點：風海流；地轉流；風海流；地轉流；補償流；補償流；世界大世界

7、大洋表層風海流的分布；我國近海的海流。洋表層風海流的分布；我國近海的海流。2021-11-16第5頁/共72頁海流海流（Ocean Current）1.1.海流的定義海流的定義l海流定義海流定義: :是指海洋中的海水具有相對穩定速度的流動，它是指海洋中的海水具有相對穩定速度的流動，它是海水運動的形式之一。是海水運動的形式之一。l流向流向: : 海流的方向是指去向，常用海流的方向是指去向，常用8 8個方位或以度為單位個方位或以度為單位表示。例如，由西向東的流，流向為表示。例如，由西向東的流，流向為90900 0，稱為東流。海流，稱為東流。海流的主軸是指海流流動方向上流速最大點的連線。海流的規的主

8、軸是指海流流動方向上流速最大點的連線。海流的規模常用流幅來表示，流幅是指垂于主軸的水平寬度和上下模常用流幅來表示，流幅是指垂于主軸的水平寬度和上下厚度。海流的強弱常用平均流速或平均流量表示。厚度。海流的強弱常用平均流速或平均流量表示。l流速流速: : 流速的單位常用流速的單位常用KnKn（節）和（節）和n mile/dn mile/d（海里（海里/ /日）日）表示。表示。2021-11-16第6頁/共72頁 海流傳真圖海流傳真圖l海流一般變化緩慢，海流一般變化緩慢，比較穩定，常見的有比較穩定，常見的有旬和月兩種海流圖。旬和月兩種海流圖。l圖為東京圖為東京JMH臺發臺發布的布的1989年年7月中

9、旬月中旬的表層海流圖。圖中的表層海流圖。圖中箭矢表示流向，不同箭矢表示流向，不同形式的箭桿表示不同形式的箭桿表示不同流速。流速。黑潮黑潮親潮親潮對馬暖流對馬暖流海流的表示方法海流的表示方法（理解）（理解）2021-11-16第7頁/共72頁海流流線圖海流流線圖圖中將海域分為圖中將海域分為1 11 1 的網格的網格，每個方格中的，每個方格中的箭矢表示該月的合成海箭矢表示該月的合成海流方向，流方向，左下角左下角數字表數字表示該月總觀測次數，示該月總觀測次數，右右上角數字上角數字表示該區域內表示該區域內的平均流速（的平均流速（knkn），方），方格內不標數字的是季節格內不標數字的是季節合成流。合成流

10、。該月總觀測次數該月總觀測次數平均流速平均流速2021-11-16第8頁/共72頁海流花圖海流花圖l海流花（海流花（Current RoseCurrent Rose）圖）圖: :矢矢向表示各網格區中該方向上的流向，向表示各網格區中該方向上的流向，矢量長度表示該方向流速出現的頻率矢量長度表示該方向流速出現的頻率。平均流速則以矢量的粗細或者不同。平均流速則以矢量的粗細或者不同形式的箭矢表示。例如，圖中，圈內形式的箭矢表示。例如，圖中，圈內數字數字87表示觀測次數，其中流速小于表示觀測次數，其中流速小于6 n miled的占的占6。東南流有三種流。東南流有三種流速：流速速：流速612 n miled

11、的占的占14，流速流速 2548 n miled的占的占 15，流，流速速4972 n miled的占的占15。本月東。本月東南流占總數的南流占總數的44，各個方向的流速，各個方向的流速6 n miled的流加起來總數占的流加起來總數占95。這種圖多見于航海氣候資料中。這種圖多見于航海氣候資料中。東南流東南流平均流速平均流速頻率頻率2021-11-16第9頁/共72頁2.2.海流的分類海流的分類l1 1）海流按其成因分為）海流按其成因分為: :風海流、地轉流、補償流和風海流、地轉流、補償流和潮流。潮流。l風海流是海洋上最主要的海流，其強度較強。風海風海流是海洋上最主要的海流，其強度較強。風海流

12、是在海面風作用下形成的海水流動。流是在海面風作用下形成的海水流動。l海流的成因主要是海流的成因主要是盛行風帶、地轉偏向力、和海陸盛行風帶、地轉偏向力、和海陸地形分布地形分布等因子共同作用的結果。等因子共同作用的結果。l實際上由單一原因產生的海流極少，往往是幾個因實際上由單一原因產生的海流極少，往往是幾個因子共同作用的結果，但有主次，近海以潮流為主，子共同作用的結果，但有主次，近海以潮流為主，外海多風海流和梯度流。外海多風海流和梯度流。2021-11-16第10頁/共72頁l風海流風海流(Wind Current) ：包括風生流和漂流包括風生流和漂流，是在海面風作用下形成的海水水平方向的，是在海

13、面風作用下形成的海水水平方向的流動。通常將大范圍盛行風所引起的流向、流動。通常將大范圍盛行風所引起的流向、流速常年都比較穩定的風海流稱為流速常年都比較穩定的風海流稱為定海流定海流，亦稱為漂流或吹流亦稱為漂流或吹流。而將某一短期天氣過程。而將某一短期天氣過程或陣風形成的海流稱為或陣風形成的海流稱為風生流風生流。其流速和流。其流速和流向隨風向、風速而變化。向隨風向、風速而變化。2021-11-16第11頁/共72頁 表層風海流的流向表層風海流的流向：在無限深海中，由于地：在無限深海中，由于地轉偏向力作用，轉偏向力作用，表層風海流的流向在北半球表層風海流的流向在北半球偏于風去向之右約偏于風去向之右約

14、4545 ，在南球偏于風去向在南球偏于風去向之左約之左約4545 。2021-11-16第12頁/共72頁 表層風海流的流速表層風海流的流速:l無限深海的風海流表層流速可用下面經驗公式計算無限深海的風海流表層流速可用下面經驗公式計算： m/s式中：式中：V V0 0為流速（為流速（knkn），），W W為海面風速（為海面風速（m/sm/s），）， 為為緯度。緯度。此式表明：此式表明：漂流的流速與海面風速成正比，與所在緯漂流的流速與海面風速成正比，與所在緯度正弦的平方根成反比。度正弦的平方根成反比。 sin0247. 00wv 2021-11-16第13頁/共72頁 風海流隨深度的變化風海流隨深

15、度的變化l在淺海中，流向與風向幾乎在淺海中，流向與風向幾乎一致。一致。l風海流流向隨風海流流向隨深度增加向右深度增加向右偏轉偏轉（北半球），流速隨深（北半球），流速隨深度增加逐漸減小。（見圖）度增加逐漸減小。（見圖）2021-11-16第14頁/共72頁(2)(2)地轉流及其他類型海流地轉流及其他類型海流l地轉流又稱梯度流地轉流又稱梯度流。它是指當海面發生傾斜時，海水的水。它是指當海面發生傾斜時，海水的水平壓強梯度力和水平地轉偏向力平衡時的穩定海流。按引平壓強梯度力和水平地轉偏向力平衡時的穩定海流。按引起等壓面傾斜的原因不同，分為傾斜流和密度流。起等壓面傾斜的原因不同，分為傾斜流和密度流。l密

16、度流密度流(Density Current)：由于海水密度分布不均勻引起由于海水密度分布不均勻引起等壓面傾斜而產生的梯度流。等壓面傾斜而產生的梯度流。測者背流而立，右側等壓面測者背流而立，右側等壓面高，密度小（溫度高），左側等壓面低，密度大（溫度低高，密度小（溫度高），左側等壓面低，密度大（溫度低）, ,（南半球相反）。（南半球相反）。t傾斜流傾斜流(Slope Current)：是在不均勻的外壓場作用下的梯是在不均勻的外壓場作用下的梯度。海洋上大氣壓分布不均勻，使海面發生傾斜而產生海度。海洋上大氣壓分布不均勻，使海面發生傾斜而產生海水的流動。水的流動。 測者背流而立，右側等壓面高，左側等壓面

17、測者背流而立，右側等壓面高，左側等壓面低。傾斜度越大，水平壓力梯度越大，流速就越大。低。傾斜度越大，水平壓力梯度越大，流速就越大。 2021-11-16第15頁/共72頁l補償流補償流(Compensation Current)：某處海水流失，某處海水流失，其它地方的海水流過來補充，稱為補償流。補償流其它地方的海水流過來補充，稱為補償流。補償流既有水平方向的，也有垂直方向的。在有上升流的既有水平方向的，也有垂直方向的。在有上升流的海區出現低溫。海區出現低溫。l潮流潮流(Tidal Current)：潮波運動中水質點沿水平方潮波運動中水質點沿水平方向的周期運動。在大洋上，潮流的量值極小，主要向的

18、周期運動。在大洋上，潮流的量值極小，主要考慮風海流，在近海，潮流的量值不可忽視，常有考慮風海流，在近海，潮流的量值不可忽視，常有強大的潮流。強大的潮流。l航海學中詳述。航海學中詳述。2021-11-16第16頁/共72頁2 2）按海流的溫度分類：）按海流的溫度分類：t暖流暖流(Warm Current)(Warm Current)：流動水團的溫度比它所流經海區的流動水團的溫度比它所流經海區的水溫高稱暖流。一般從低緯向高緯流動的海流為暖流。水溫高稱暖流。一般從低緯向高緯流動的海流為暖流。t冷流冷流(Cold Current)(Cold Current)：流動水團的溫度比它所流經海區的流動水團的溫

19、度比它所流經海區的水溫低稱冷流。一般從高緯向低緯流動的海流為冷流。水溫低稱冷流。一般從高緯向低緯流動的海流為冷流。t中性流中性流(Neutral Current)(Neutral Current)：流動水團的溫度比它所經過海流動水團的溫度比它所經過海區的水溫相差不大稱中性流，一般東西向的流。區的水溫相差不大稱中性流，一般東西向的流。l按照海流方向與海岸的相對位置：按照海流方向與海岸的相對位置：可以分為向岸流、可以分為向岸流、離岸流和沿岸流。離岸流和沿岸流。 2021-11-16第17頁/共72頁二、二、 世界大洋表層海流模式世界大洋表層海流模式1.1.信風流和赤道逆流：信風流和赤道逆流： 在赤

20、道區在赤道區有一支從東向西的海流，即有一支從東向西的海流，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)，南北赤道海流之間有一，南北赤道海流之間有一支從西向東的赤道逆流。支從西向東的赤道逆流。2.2.西邊界流和西風漂流：西邊界流和西風漂流：在西風在西風帶中，海流基本上自西向東流帶中，海流基本上自西向東流，西邊界流大多來自熱帶洋面，西邊界流大多來自熱帶洋面，水溫高，流速大，是較強的，水溫高，流速大，是較強的暖流。在南半球三大洋的西風暖流。在南半球三大洋的西風海流彼此溝通，形成一個連續海流彼此溝通，形成一個連續的水環。又稱西風漂流。的水環。又稱西風漂流。3

21、.3.東邊界流：東邊界流：西風漂流在大西風漂流在大洋東岸流向低緯的海流。東洋東岸流向低緯的海流。東邊界流流動緩慢，幅度寬廣邊界流流動緩慢，幅度寬廣具有寒流性質。具有寒流性質。4.4.大洋兩岸的海流在強度上大洋兩岸的海流在強度上不對稱，大洋西邊界的海流不對稱，大洋西邊界的海流比東邊界的海流窄而強。如比東邊界的海流窄而強。如墨西哥灣流和黑潮均為強暖墨西哥灣流和黑潮均為強暖流。流。2021-11-16第18頁/共72頁l北太平洋主要海流北太平洋主要海流t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亞加利副尼亞海流，構成北太平洋中低緯順時針環流系統；北海流，構成北太平洋中低緯順時針環流

22、系統；北太平洋海流太平洋海流阿拉斯加海阿拉斯加海阿留申海流阿留申海流親潮，親潮，構成北太平洋中高緯逆時針環流系統；構成北太平洋中高緯逆時針環流系統；l南太平洋主要海流南太平洋主要海流t南赤道流南赤道流東澳大利亞暖流東澳大利亞暖流西風漂流西風漂流秘魯海秘魯海流，構成南太平洋逆時針環流系統。流，構成南太平洋逆時針環流系統。2021-11-16二、二、 世界大洋表層海流模式世界大洋表層海流模式第19頁/共72頁l北大西洋主要海流北大西洋主要海流t在中低緯地區，由北赤道海流在中低緯地區，由北赤道海流安的列斯海流安的列斯海流墨西哥灣流墨西哥灣流北大西洋海流北大西洋海流- -加那利海流形成北大加那利海流形

23、成北大西洋中低緯海域的順時針環流系統；北大西洋海西洋中低緯海域的順時針環流系統；北大西洋海流流愛爾明格海流愛爾明格海流拉布拉多海流，構成北大西拉布拉多海流，構成北大西洋上中高緯度的逆時針環流系統。洋上中高緯度的逆時針環流系統。l南大西洋主要海流南大西洋主要海流t南赤道海流南赤道海流巴西海流巴西海流西風漂流西風漂流本格拉寒流本格拉寒流，構成南大西洋反時針環流系統。，構成南大西洋反時針環流系統。2021-11-16第20頁/共72頁l北印度洋主要海流北印度洋主要海流 北印度洋海流屬于季風環流系統：在東北季風期間北印度洋海流屬于季風環流系統：在東北季風期間，由西南季風流和赤道逆流相接，形成北印度洋冬

24、，由西南季風流和赤道逆流相接，形成北印度洋冬季反時針方向的環流流系。季反時針方向的環流流系。 在西南季風期間，由東北季風流、南赤道海流和索在西南季風期間，由東北季風流、南赤道海流和索馬里海流組成北印度洋夏季順時針方向的環流流系馬里海流組成北印度洋夏季順時針方向的環流流系。l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馬達加斯加海流馬達加斯加海流西風漂流西風漂流西西澳大利亞海流組成一個反時針方向海流系統。澳大利亞海流組成一個反時針方向海流系統。2021-11-16第21頁/共72頁Distribution of Current in the world Ocean2021-11

25、-16第22頁/共72頁l紅海和亞丁灣的海流：紅海和亞丁灣的海流：在東北季風期間，亞丁灣是西向海流在東北季風期間，亞丁灣是西向海流，過曼德海峽進入紅海；在西南季風期間，亞丁灣是東向海，過曼德海峽進入紅海；在西南季風期間，亞丁灣是東向海流，紅海海流過曼德海峽進入亞丁灣。流，紅海海流過曼德海峽進入亞丁灣。l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統呈逆時針方地中海和黑海的海流系統呈逆時針方向流動，其中非洲沿海基本上是東流，歐亞沿海是西流。向流動，其中非洲沿海基本上是東流，歐亞沿海是西流。2021-11-16第23頁/共72頁3.中國近海的海流中國近海的海流t中國近海海流中國近海

26、海流t渤海、黃海和東海海流渤海、黃海和東海海流 外海暖流：外海暖流：臺灣暖流、臺灣暖流、對馬暖流、黃海暖流。對馬暖流、黃海暖流。黃海黃海暖流暖流冬強夏弱，北進南出，冬強夏弱，北進南出，從渤海海峽北部流入渤海，從渤海海峽北部流入渤海，南岸流出。南岸流出。沿岸冷流：沿岸冷流：遼南沿岸流、遼南沿岸流、遼東沿岸流、渤海沿岸流、遼東沿岸流、渤海沿岸流、蘇北沿岸流和閩浙沿岸流等蘇北沿岸流和閩浙沿岸流等組成。自北向南流動。組成。自北向南流動。2021-11-16第24頁/共72頁l南海海流南海海流t主要受季風影響主要受季風影響，在，在東北季風東北季風期期間大部分地區為間大部分地區為西南流西南流。t在在西南季

27、風西南季風期間期間大部分地區為大部分地區為東東北流北流。2021-11-16第25頁/共72頁327 下列正確的說法是_ A海流對船舶運動有較大影響 B強大的海流對天氣和氣候有顯著影響CA、B都對 DA、B都錯328海洋上最主要的海流是_ A風海流 B地轉流 C補償流 D潮流329 風海流分為_ A定海流，風生流 B地轉流，補償流CA、B都對 DA、B都錯2021-11-16第26頁/共72頁330 在盛行西風帶中海流流向大致是_ A自北向南 B自南向北 C自東向西 D自西向東331 北半球NE信風帶的海流_ A向西流動 B向東流動 C向西南流動 D向西北流動332 表層風海流的大小_ A與海

28、面風速成正比 B與緯度的正弦平方根成反比CA、B都對 DA、B都錯2021-11-16第27頁/共72頁333 北半球表層風海流的流向偏向風的去向之右約_ A15 B28 C45 D675 334表層風海流的流向與風向的關系為_ A北半球偏向風的去向之右約45 B南半球偏向風的去向之左約45 CA、B都對 DA、B都錯335若風向為NE 風，則表層風海流的流向應為_ A在北半球為西流 B在南半球為南流CA、B都對 DA、B都錯336 風海流的流向隨著深度的增加，_ A在北半球逐漸向右偏轉，流速逐漸變小 B在南半球逐漸向左偏轉，流速逐漸變小CA、B都對 DA、B都錯2021-11-16第28頁/

29、共72頁2021-11-16第29頁/共72頁第二節第二節 海海 浪浪（Sea Wave)Sea Wave)t基本概念和知識點：基本概念和知識點：海浪概述；海浪概述；波浪要素波浪要素；波浪的分類；各種波浪特征；波浪的分類；各種波浪特征；t重點：重點：風浪、涌浪和近岸浪；風浪、涌浪和近岸浪； H H1/31/3有效波高有效波高；流波效應和海氣溫差對波浪的影響；流波效應和海氣溫差對波浪的影響；2021-11-16第30頁/共72頁海海 浪浪（Sea Wave)Sea Wave)一、波浪概述一、波浪概述l海浪海浪是是海水運動海水運動的重要形式之一，對船舶航行有的重要形式之一，對船舶航行有極大的影響。

30、大的海浪造成航速下降，舵效降低極大的影響。大的海浪造成航速下降，舵效降低，甚至停止不前；在狂濤巨浪中還會，甚至停止不前；在狂濤巨浪中還會出現出現“中垂中垂”或或“中拱中拱”使船體結構變形，嚴重時造成使船體結構變形，嚴重時造成船體船體斷裂，斷裂，導致重大海難事故。導致重大海難事故。l海浪按其海浪按其形成原因形成原因分為：分為：風浪、涌浪、近岸浪、風浪、涌浪、近岸浪、內波、潮汐波、海嘯、風暴潮等。內波、潮汐波、海嘯、風暴潮等。2021-11-16第31頁/共72頁 1、波峰、波峰波面的最高點。波面的最高點。 2、波谷、波谷波面的最低點。波面的最低點。 3、波高（、波高（H）相鄰波峰與波谷之間的垂直

31、距離。相鄰波峰與波谷之間的垂直距離。 4、波幅（、波幅（a）波高的一半，波高的一半，a=H/2。 5、波長（、波長（）相鄰兩波峰或相鄰兩波谷之間的水平距離。相鄰兩波峰或相鄰兩波谷之間的水平距離。 6、波陡（、波陡（）波高與波長之比，波高與波長之比，H/。 7、周期（、周期（T）相鄰的兩波峰或兩波谷相繼通過一固定點所需要的時間。相鄰的兩波峰或兩波谷相繼通過一固定點所需要的時間。 8、頻率（、頻率（f）周期的倒數，周期的倒數，f1/T。 9、波速（、波速（C）波峰或波谷在單位時間內的水平位移（波形傳播的速度），波峰或波谷在單位時間內的水平位移（波形傳播的速度），C/ T 10、波峰線、波峰線通過波

32、峰垂直于波浪傳播方向的線。通過波峰垂直于波浪傳播方向的線。 11、波向線、波向線波形傳播的方向線，垂直于波峰線。波形傳播的方向線，垂直于波峰線。 2021-11-16第32頁/共72頁2021-11-16第33頁/共72頁2.2.波浪的分類波浪的分類（按波長與水深關系分類）（按波長與水深關系分類）1 1、深水波深水波是指水深大于1/4個波長處水域的波浪，波長遠小于水深的波。其水面附近的水質點運動比較顯著，水質點運動近似為一圓形，而波動隨深度的增加而逐漸微弱甚至靜止。其傳播速度只取決于波長，而與水的深度無關。2 2、淺水波淺水波是指水深小于波長1/20水域的波浪，波長遠大于海深的波。傳播速度與波

33、長無關，僅決定于水深。淺水波中波浪水質點運動的軌跡是橢圓形。2021-11-16第34頁/共72頁理論上證明：理論上證明：深水波深水波中海面上水質點運動的軌跡是以中海面上水質點運動的軌跡是以波波高為直徑的圓高為直徑的圓，在還面以下其直徑以指數形式迅速減小，在還面以下其直徑以指數形式迅速減小。淺水波淺水波中水質點運動的軌跡為中水質點運動的軌跡為橢圓橢圓。2021-11-16第35頁/共72頁l1. 1. 由風直接作用而引起的波浪稱為風由風直接作用而引起的波浪稱為風浪。風浪離開風區傳至遠處或者風區中風停息后所留浪。風浪離開風區傳至遠處或者風區中風停息后所留下來的風浪，稱為涌浪。下來的風浪，稱為涌浪

34、。l2. 2. 由于氣象原因，如臺風，風暴等引起的由于氣象原因，如臺風，風暴等引起的海面異常升高現象稱風暴潮，亦稱風暴海嘯。海面異常升高現象稱風暴潮，亦稱風暴海嘯。l3. 3. 由于海底或海岸附近發生的地震或火山由于海底或海岸附近發生的地震或火山爆發所形成的波動。亦稱海嘯。爆發所形成的波動。亦稱海嘯。l4.4.由于天體引潮力作用所產生的波動。由于天體引潮力作用所產生的波動。l5. 5. 相鄰海區的氣壓不同而產生的波動。相鄰海區的氣壓不同而產生的波動。l6. 6. 不同密度的水層界面處而產生的波動。不同密度的水層界面處而產生的波動。2021-11-16第36頁/共72頁二、風二、風 浪涌浪和近岸

35、浪浪涌浪和近岸浪l風浪風浪(Wind Wave)(Wind Wave) ： 由風直接作用引起的水面波動，稱為風浪。由風直接作用引起的水面波動，稱為風浪。l風浪特征：風浪特征：周期較短，波面不規則，波長短。波向與風向一致周期較短，波面不規則，波長短。波向與風向一致，波高取決于風力、風區、風時。，波高取決于風力、風區、風時。 l風浪成長與風速，風時和風區的關系風浪成長與風速，風時和風區的關系: :t風速風速：一般風速越大產生的風浪也越大。這只適用于風時和風一般風速越大產生的風浪也越大。這只適用于風時和風區不受限制時。區不受限制時。t風時風時：同一方向的風連續作用的時間。一般對水面持續作用的同一方向

36、的風連續作用的時間。一般對水面持續作用的時間越長，海水所獲得的動能越大，風浪也越大。時間越長，海水所獲得的動能越大，風浪也越大。t風區風區：指風在海上吹過的距離。風區的大小對風浪的成長起著指風在海上吹過的距離。風區的大小對風浪的成長起著不可忽視的作用，若風區的長度不夠，風浪也不能充分發展。不可忽視的作用，若風區的長度不夠，風浪也不能充分發展。2021-11-16第37頁/共72頁風浪的三種狀態風浪的三種狀態l過渡狀態：過渡狀態：風吹到大洋風吹到大洋上，風浪隨著時間的增上，風浪隨著時間的增長而增大。風浪的成長長而增大。風浪的成長取決于風時長短。取決于風時長短。l定常狀態：定常狀態：指恒定的風指恒

37、定的風長時間吹在有限的水域長時間吹在有限的水域上，使海面各點的風浪上，使海面各點的風浪要素趨于穩定。要素趨于穩定。風浪的過渡狀態風浪的過渡狀態風浪隨風區長度的分布風浪隨風區長度的分布2021-11-16第38頁/共72頁l風浪充分成長狀態：風浪充分成長狀態：風速越大，風時越長，風浪就越風速越大，風時越長，風浪就越發展。但風浪的發展不是無限的，當波陡發展。但風浪的發展不是無限的，當波陡H/H/接近接近1/71/7時時，波浪開始破碎。這是因為，波浪開始破碎。這是因為風傳給風浪的能量風傳給風浪的能量，一部分，一部分用于增大波高，一部分消耗于渦動引起的摩擦，當風傳用于增大波高，一部分消耗于渦動引起的摩

38、擦，當風傳給風浪的能量與渦動摩擦消耗的能量相平衡時，風浪不給風浪的能量與渦動摩擦消耗的能量相平衡時，風浪不再繼續增大，即風浪達到極限狀態，這種狀態稱為再繼續增大，即風浪達到極限狀態，這種狀態稱為風浪風浪充分成長。充分成長。l風浪成長主要與風速、風區和風時有關。另外還受水深風浪成長主要與風速、風區和風時有關。另外還受水深及海域特征等因素影響。及海域特征等因素影響。2021-11-16第39頁/共72頁l2.2.涌浪涌浪(Swell) :(Swell) : 涌浪是指風浪離開風區后傳到涌浪是指風浪離開風區后傳到遠處，或風區里的風停息后所遺留下的波浪。遠處，或風區里的風停息后所遺留下的波浪。t涌浪特征

39、：涌浪特征：波形規則，波面光滑，波速較快，波波形規則，波面光滑，波速較快，波長和周期較大，波陡小。長和周期較大，波陡小。l涌浪傳播過程中涌浪傳播過程中, ,在波高衰減的同時，波長和周期在波高衰減的同時，波長和周期增大增大, ,波速加快波速加快, ,比風暴的移速快很多比風暴的移速快很多, ,可以作風暴可以作風暴來臨的先兆，亦稱先行波來臨的先兆，亦稱先行波。2021-11-16第40頁/共72頁l3.3.近岸浪近岸浪 (Coastal Wave)(Coastal Wave)：當波浪傳到沿岸淺水區，當波浪傳到沿岸淺水區，波長變短，波高增大，水質波長變短，波高增大，水質點運動的速度不等，在波谷點運動的

40、速度不等，在波谷處，處，由于水淺，水質點受海由于水淺，水質點受海底摩擦影響，底摩擦影響，其速度慢于波其速度慢于波峰處水質點的速度，峰處水質點的速度，使波峰使波峰超過波谷，超過波谷，波形前側變得陡波形前側變得陡峭突出，后側變得平緩，從峭突出，后側變得平緩，從而使波浪發生倒卷和破碎。而使波浪發生倒卷和破碎。2021-11-16第41頁/共72頁4.4.波高的測算：有效波高波高的測算：有效波高l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為觀測到為觀測到的波的總個數，的波的總個數，H H1 1，H H2 2，.H.Hn n為各實

41、測波的波高。為各實測波的波高。l部分大波的平均波高：部分大波的平均波高：將觀測到的波高按大小排列起將觀測到的波高按大小排列起來，取來，取最高的一部分波最高的一部分波的波高計算平均值，稱為部分的波高計算平均值，稱為部分大波的平均波高。一般計算大波的平均波高。一般計算H H1/1001/100，H H1/101/10，H H1/31/3，它們的它們的意義是，若觀測意義是，若觀測10001000個波，則分別代表其中最高的個波，則分別代表其中最高的1010，100100，333333個波的平均波高（有效波高）。個波的平均波高（有效波高）。l有效波高有效波高H H1/31/3：是波浪預報的一個重要指標。

42、是波浪預報的一個重要指標。2021-11-16第42頁/共72頁有效波高有效波高H H1/31/3l設有效波高設有效波高H H1/31/3為一個單位，則其他幾種統計波高為一個單位，則其他幾種統計波高與與H H1/31/3的比值如下：的比值如下：tH H：0.630.63； H H1/31/3：1.01.0； H H1/101/10：1.271.27； H H1/1001/100：1.611.61； H H1/10001/1000：1.941.94l由此可知，由此可知，H H1/31/3大于平均波高，在大于平均波高，在100100個連續波中有個連續波中有一個大波的波高超過一個大波的波高超過H H

43、1/31/3的的1.51.5倍稍多些，在倍稍多些，在10001000個個連續波中有一個大波的波高接近連續波中有一個大波的波高接近H H1/31/3的的2 2倍。倍。l合成波高：合成波高：H = HH = HW W2 2 + H+ HS S2 2（風浪波高和涌浪波高的合（風浪波高和涌浪波高的合成波高）成波高）2021-11-16第43頁/共72頁三、流波效應和海氣溫差對波浪的影響三、流波效應和海氣溫差對波浪的影響l流波效應流波效應: : 波浪與海流成一定角度時，海流會影響波浪的波浪與海流成一定角度時，海流會影響波浪的波高、波速和傳播方向等。當波浪與海流相向或接近于相向波高、波速和傳播方向等。當波

44、浪與海流相向或接近于相向時，波高會增大時，波高會增大202030%30%（流速為（流速為2 23kn3kn，風速為，風速為101015m/s15m/s）。如黑潮流域上冬季風形成的波浪常增大。）。如黑潮流域上冬季風形成的波浪常增大。l海氣溫差海氣溫差: : 在在風速相等風速相等的情況下，的情況下，氣溫低于海溫時氣溫低于海溫時的的波高比波高比海氣溫度相等時的大。海氣溫度相等時的大。據統計，氣溫比海溫每低據統計，氣溫比海溫每低1 1 ，波高，波高增大約增大約5%5%。如氣溫比海溫每低。如氣溫比海溫每低1 1 ，波高增大約，波高增大約5%5%。l在冬季西北太平洋中高緯海域，強盛的鋒面氣旋，氣溫低于在冬

45、季西北太平洋中高緯海域，強盛的鋒面氣旋，氣溫低于海溫，加之流波效應，有時出現比預料高海溫，加之流波效應，有時出現比預料高2-32-3倍的異常大浪，倍的異常大浪，是海事多發的海域，有是海事多發的海域，有“魔鬼海域魔鬼海域”之稱。之稱。2021-11-16第44頁/共72頁45l冬季，北太平洋和北大西洋中高緯冬季，北太平洋和北大西洋中高緯 （30-60 N N ）中高緯海域位于中高緯海域位于盛行西風帶盛行西風帶內，且與極鋒平均位置重合，其上內，且與極鋒平均位置重合，其上多鋒面氣旋活動，多鋒面氣旋活動，風大浪急。風大浪急。中高緯海域西部是強大冷暖海流交匯處，加劇鋒面和氣旋的形中高緯海域西部是強大冷暖

46、海流交匯處，加劇鋒面和氣旋的形成及強烈發展。成及強烈發展。兩大洋中高緯駐留兩大洋中高緯駐留永久性低壓中心永久性低壓中心（阿留申和冰島低壓），使（阿留申和冰島低壓），使周圍海域風力強勁。周圍海域風力強勁。l比斯開灣比斯開灣 （北大西洋）（北大西洋）:處于西風帶中，海灣地形水深，波流效應。處于西風帶中，海灣地形水深，波流效應。l夏季，北印度洋：夏季，北印度洋：西南季風西南季風l南半球整個咆哮西風帶南半球整個咆哮西風帶l好望角（南半球咆哮西風帶）：好望角（南半球咆哮西風帶）：西風帶，岬角效應西風帶，岬角效應。第45頁/共72頁46冬季風：冬季風：渤海、黃海吹西北或北風，東海南部、南海北渤海、黃海吹西

47、北或北風，東海南部、南海北部和中部為東北風，南海南部為偏北風。部和中部為東北風，南海南部為偏北風。夏季風：夏季風：20N以南為西南風，以南為西南風，20N以北為東南風。以北為東南風。冬季以偏北向浪為主，夏季以偏南向浪為主。冬季以偏北向浪為主，夏季以偏南向浪為主。各海區平均波高各海區平均波高0.53.0m之間。之間。大浪位置與高頻中心與大風區基本吻合。大浪位置與高頻中心與大風區基本吻合。東海最高，南海次之，黃、渤海最低。東海最高，南海次之，黃、渤海最低。8級大風日數：級大風日數：東海沿岸最多，黃、渤海沿岸次之，南海沿東海沿岸最多，黃、渤海沿岸次之，南海沿岸最少。岸最少。第46頁/共72頁群波群波

48、 (Group of Waves)： 海洋中的波浪常以海洋中的波浪常以“群群”的形式出的形式出現，通常稱為群波。設兩列波向、振幅相同，波長和周期稍現，通常稱為群波。設兩列波向、振幅相同，波長和周期稍有差別的正弦波相互疊加，疊加以后的合成波形如下圖。有差別的正弦波相互疊加，疊加以后的合成波形如下圖。六、海嘯、風暴潮、內波、群波和駐波六、海嘯、風暴潮、內波、群波和駐波 2021-11-16第47頁/共72頁 駐駐 波波 (Standing Wave)：由兩列波向相反的正弦波疊加由兩列波向相反的正弦波疊加，可以得到一種波形不向前傳播的波，可以得到一種波形不向前傳播的波，波面只在原地振動，波面只在原地

49、振動，稱為駐波稱為駐波。海濱峭壁處常出現駐波，臺風眼區的。海濱峭壁處常出現駐波，臺風眼區的“金字塔浪金字塔浪”就是駐波。波腹處的水質點只作垂直運動，波節處的水質就是駐波。波腹處的水質點只作垂直運動，波節處的水質點只做水平運動。點只做水平運動。2021-11-16第48頁/共72頁314 在同一海域_ A風浪向總是與海面風向相同 B涌浪向與海面風向可能成任意角度CA、B都對 DA、B都錯315 根據有關規定，船舶觀測海浪時應_ A對風浪和涌浪分別進行觀測和記錄B對風浪和涌浪的合成波進行觀測和記錄C選擇風浪和涌浪兩者波高大者進行觀測和記錄D對有效波高H1/3進行觀測和記錄316 涌浪是指_ A風浪

50、離開風區傳至遠處的波浪 B風區里風停息后遺留下來的波浪CA、B都對 DA、B都錯317 實際海浪的波面形狀很接近_ A正弦波 B余弦波 C群波 D駐波第49頁/共72頁318關于深水波下列正確的說法是_ A海面上水質點的軌跡是以波高為直徑的橢圓B當水質點運動到最高位置，即波鋒到達時，運動方向與波向相反CA、B都對DA、B都錯319 當風速為20節風力5級時，風浪充分成長所需要的最小風區和風時約為 _ A75海里，10小時 B280海里，23小時C710海里，42小時 D1400海里，68小時320 當風速為30節風力7級時，風浪充分成長所需要的最小風區和風時約為_ A75海里，10小時 B28

51、0海里，23小時C710海里，42小時 D1400海里，68小時321 當波浪由深水區傳至淺水或近岸區域，_ A波向可能會轉折，出現折射、繞射、反射等B波長增大，波高減小，波面變緩，卷倒和破碎CA、B都對DA、B都錯第50頁/共72頁322 我國沿海風暴潮嚴重多發區是_ A汕頭至珠江口 B舟山群島至長江口C膠州灣 D渤海海峽323 海嘯主要是由_ A淺源地震引起的 B強風暴引起的CA、B都對 DA、B都錯324 波浪分析圖上的等波高線是_ A風浪高 B涌浪高C有效波高H1/3 D風浪與涌浪的合成波高325 大洋波浪分析圖上的主波向常用 表示，其含義是表示_ A風浪的方向 B涌浪的方向C風浪和涌

52、浪的合成波方向 D風浪和涌浪中波高較大者的方向326 目前世界各國發布的波浪預報傳真圖時效通常為_ A612小時 B2436小時 C4872小時 D1周第51頁/共72頁第四節第四節 海溫和海冰海溫和海冰t基本概念和知識點：基本概念和知識點：表層海溫分布；表層海溫分布；我國近海我國近海的水溫；的水溫；海溫的日年變化海溫的日年變化。海冰；冰山；海冰；冰山；冰山的冰山的漂移規律；船體積冰；海洋污染漂移規律；船體積冰；海洋污染 。t重點：重點：冰山；冰山和浮冰的漂移規律；船體積冰冰山；冰山和浮冰的漂移規律；船體積冰。2021-11-16第52頁/共72頁第53頁/共72頁1月11日 黃河海港外海冰第

53、54頁/共72頁2010年1月8日 海冰遙感照片第55頁/共72頁海溫海溫(Sea-water Temperature)(Sea-water Temperature) 一、海一、海 溫：溫：表示海水冷熱程度的物理量稱為海水溫度，表示海水冷熱程度的物理量稱為海水溫度，簡稱海溫。海溫的高低取決于太陽輻射、海面輻射、蒸簡稱海溫。海溫的高低取決于太陽輻射、海面輻射、蒸發、海流和海水的垂直運動等多種因素。發、海流和海水的垂直運動等多種因素。1 1表層海溫分布表層海溫分布: :整個海洋的年平均溫度變化不大。年平整個海洋的年平均溫度變化不大。年平均表層水溫太平洋最高為均表層水溫太平洋最高為19.1 ，印度洋

54、次之為，印度洋次之為17.0 ，大西洋最低為，大西洋最低為16.9 。三大洋平均表層水溫為。三大洋平均表層水溫為17.7 ，比地面年平均氣溫，比地面年平均氣溫14.3 高高3 。可見海洋相對陸地。可見海洋相對陸地是溫暖的。是溫暖的。2 2海溫的垂直分布海溫的垂直分布: :垂直分混合層、溫躍層和恒溫層垂直分混合層、溫躍層和恒溫層2021-11-16第56頁/共72頁第57頁/共72頁3.3.我國近海的水溫我國近海的水溫我國近海由于受大陸影響海溫變化較復雜，全年我國近海由于受大陸影響海溫變化較復雜，全年2月份月份海溫最低，海溫最低，8月份最高。月份最高。年平均水溫年平均水溫： 渤海為渤海為11 ；

55、黃海為；黃海為14-19 ；東海為；東海為20-24 ；南海北部；南海北部25-27 ；南部為；南部為28。 冬季：冬季：陸地氣溫低于海上氣溫，近海水溫低于外海，陸地氣溫低于海上氣溫，近海水溫低于外海，表層水溫的經向梯度大。表層水溫的經向梯度大。夏季：夏季：陸地氣溫高于海上氣溫，近海水溫高于外海，陸地氣溫高于海上氣溫，近海水溫高于外海，表層水溫分布比較均勻。表層水溫分布比較均勻。2021-11-16第58頁/共72頁第59頁/共72頁l4 4海溫的日年變化海溫的日年變化t大洋表層水溫的日變化很小，日較差通常小于大洋表層水溫的日變化很小，日較差通常小于0.4。最。最高水溫出現在下午高水溫出現在下

56、午23時，最低水溫出現在早晨時，最低水溫出現在早晨6時左右時左右。海溫日較差與。海溫日較差與有關。低緯大有關。低緯大于高緯，夏季大于冬季。于高緯，夏季大于冬季。t大洋表層水溫的年變化，一般比氣溫的年變化滯后大洋表層水溫的年變化，一般比氣溫的年變化滯后12個個月，北半球月平均最高值出現在月，北半球月平均最高值出現在89月，最低值出現在月，最低值出現在23月。在赤道、熱帶海區以及寒帶海區年較差較小，一月。在赤道、熱帶海區以及寒帶海區年較差較小，一般只有般只有23；溫帶海區較大，為；溫帶海區較大，為510。t與氣溫的周期性變化相比，表層水溫的日、年變化有與氣溫的周期性變化相比，表層水溫的日、年變化有

57、2個個特點：一是水溫的變化幅度比氣溫小；二是水溫的變化位特點：一是水溫的變化幅度比氣溫小；二是水溫的變化位相落后于氣溫的變化位相，且冬季水溫高于氣溫，夏季水相落后于氣溫的變化位相，且冬季水溫高于氣溫，夏季水溫低于氣溫。溫低于氣溫。2021-11-16第60頁/共72頁l海水的總質量約為地球質量的海水的總質量約為地球質量的1。由于海水中含有大量。由于海水中含有大量鹽分，海水的密度是鹽度、溫度和壓力的函數，一般為鹽分，海水的密度是鹽度、溫度和壓力的函數，一般為 1.011.03 g cm-3。l鹽度是海水中含鹽濃度的一種量度，是描述海水特性的鹽度是海水中含鹽濃度的一種量度，是描述海水特性的基本物理

58、量之一。大洋表面鹽度分布：基本物理量之一。大洋表面鹽度分布：平均北大西洋的平均北大西洋的鹽度最高（鹽度最高（35.50），南大西洋和南太平洋次之（），南大西洋和南太平洋次之（35.20），北太平洋最低（），北太平洋最低（34.20）。經向分布）。經向分布赤道地赤道地區鹽度較低（約為區鹽度較低（約為3535），副熱帶海區鹽度最高（），副熱帶海區鹽度最高（36363737），向兩極又逐漸降低，極地地區鹽度最低（約為），向兩極又逐漸降低，極地地區鹽度最低（約為3434以下）。以下）。2021-11-16第61頁/共72頁l海冰海冰: : 廣義的海冰是指海洋中各種形式的冰，它包括海水本廣義的海冰是指海

59、洋中各種形式的冰，它包括海水本身結冰和由大陸冰川，江河流入海洋中的陸源冰。主要是浮身結冰和由大陸冰川，江河流入海洋中的陸源冰。主要是浮冰、岸冰和冰山三大類。海冰能破壞港口設施，造成港口封冰、岸冰和冰山三大類。海冰能破壞港口設施，造成港口封凍，航道阻塞。流冰，特別是冰山凍，航道阻塞。流冰，特別是冰山(Iceberg)(Iceberg)嚴重威脅船舶嚴重威脅船舶的航行安全。的航行安全。l冰源：冰源：1. 1. 由海水直接凍結而成的冰，稱咸水冰。由海水直接凍結而成的冰，稱咸水冰。 2. 2. 從陸地流入海洋的冰，稱淡水冰。江河的流冰和大陸冰從陸地流入海洋的冰，稱淡水冰。江河的流冰和大陸冰川的崩裂。川的

60、崩裂。l影響海冰形成的主要因子：影響海冰形成的主要因子：1. 1. 長期冰點下的溫度。長期冰點下的溫度。 2. 2. 海海水的表層鹽度。水的表層鹽度。 3. 3. 垂直鹽度的分布。垂直鹽度的分布。 4. 4. 海水的深度海水的深度 。第62頁/共72頁l1.1.由松散冰晶最初形成的冰。包括冰針，油脂狀冰，由松散冰晶最初形成的冰。包括冰針，油脂狀冰，粘冰和海綿狀冰。粘冰和海綿狀冰。l2. 2. 由初生冰繼續增長，結成厚度為由初生冰繼續增長，結成厚度為1010厘米以內的薄冰厘米以內的薄冰層。層。l3. 3. 直徑為直徑為30-30030-300厘米的，厚度為厘米的，厚度為1010厘米以內的圓形冰厘