海洋科学导论

海洋科学导论选修课论文1海洋科学导论论文题目：海水运动的形式与影响姓名：某某某学号；987654321班级：XXXXXXXXXXX二〇一四年五月十三日海洋科学导论选修课论文-1-海水运动的形式与影响姓名：班级：学号：摘要：我们都知道地球表面被陆地分隔为彼此相通的广大水域称为海洋。也许我们还知道海洋面积约362,000,000平方公里，近地球表面积的71%。随着时代的发展，人们都越来越关注海洋了海水的运动的成因，海水的运动形式和海水运动的作用以及影响，尤其是在资源和能源紧缺的时代，探索海洋显得极为重要，开发海洋新能源更是迫在眉睫。关键词：海水的运动形式作用海洋新能源一、海水的运动形式大家都知道一个词“潮起潮落”，由此可见海水处于不停的运动之中，其实海水的运动不仅发生在它的表层，而是直到近底层的深处。海水运动的形式主要有波浪、潮汐和洋流。1波浪波浪是海洋、湖泊、水库等宽敞水面上常见的水体运动，其特点在于每个水质点作周期性运动，所有的水质点相继振动，便引起水面呈周期性起伏。因为水是一种流体，它在外力(风、地震等)作用下，水质点可以离开原来的位置，但在内力(重力、水压力、表面张力等)作用下，又有使它恢复原来位置的趋势。由此可见，波浪的传播，并不是水质点的向前移动，而仅是波形的传递。风浪和涌浪是海面上最引人注目的波动。风浪的特征往往是波峰尖削，在海面上的分布很不规律，波峰线短，周期小，当风大的时候，往往会出现破碎现象，形成浪花。而涌浪的波面比较平坦，光滑，波峰线长，周期波长都比较大，在海上的传播比较规则。观测表明，在海洋中，风浪和涌浪会单独存在，但往往会同时存在，它们的传播方向也往往不同。海洋中的波浪有很多种类，引起的原因也各不相同。有小振幅重力波，有限振幅波动。除了海面的波动外，在海洋的内部也发生着波动现象，称为海洋内波。它也是海水运动的重要形式之一。它能将大、中尺海洋科学导论选修课论文-2-度的运动过程的能量传递给小尺度过程。它是引起海水内部混合，形成温、盐细微结构的重要原因。2、潮汐与潮流潮汐(tide)全球性海水周期性涨落现象叫潮汐。潮汐是海水在引潮力作用下形成的。引潮力主要是月球、太阳对地球的引力和地球绕地球-月亮系的质心旋转、绕太阳公转的惯性离心力的合力。由于月球距地球较近，是引潮力的主体部分;太阳的质量虽然很大，但由于距离地球太远，其引潮力仅为月球的46.6%。如果当月球、太阳、地球处在一条直线上(朔、望月)时，可出现高潮特高、低潮特低的大潮，而在上、下弦月时，日、月对地球的引潮力相互抵消，出现小潮。由潮汐引起的海面高度变化迫使海水作大规模水平运动，称为潮流。涨潮时潮水涌向陆地，落潮时潮水退回外海。在平坦的海岸带，潮水的涨落可影响到相当宽的范围;在狭窄的海峡、海湾、河口区，潮流可形成汹涌的潮浪，如我国的钱塘江口。此外，针对潮汐静力理论存在的缺点，许多学者从海水运动的观点出发，讨论在引潮力作用下潮汐的形成问题，并且建立了潮汐动力理论。潮汐动力理论认为，对海水运动来说，只有水平引潮力才是最重要的，潮汐动力理论还认为，海洋潮汐实际上是指海水在月球和太阳水平引潮力作用下的一种潮波运动。在强烈的大气干扰下，如强风和气压骤变会导致海平面异常升高，这种现象就是来自海水运动的自然灾害现象，我们称之为“风暴潮”。我国沿海岸经常出现的台风或者寒潮大风也算是风暴潮。3、洋流(1)概念及分类洋流即海流，是指海洋中具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。洋流按成因可分3类:①海流:是在风力作用下形成的。②密度流:是由于海水密度分布不均匀引起的，当摩擦力可以忽略不计时，密度流又称地转流或梯度流。③补偿流:是由于海水从一个海区大量流出，而另一个海区海水流来补海洋科学导论选修课论文-3-充而形成的。补偿流可以在水平方向上发生，也可在垂直方向上发生。垂直方向的补偿流又可分为上升流和下降流。洋流按本身与周圈海水温度的差异又可分为暖流和寒流两类。暖流是指本身水温较周围海水温度高;寒流则相反。洋流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。(2)表层洋流分布规律①以南北回归的副热带高压为中心形成的反气旋型大洋环流;②以北半球中高纬海上低压区为中心形成气旋型大洋环流;③南半球中高纬海区没有气旋型大洋环流，而被西风漂流所代替，在南极大陆形成绕极环流;④北印度洋形成季风环流。冬季北印度洋盛行东北季风，形成反时针的东北季风漂流;夏季，冬季北印度洋盛行西南季风，形成顺时针的西南季风漂流。影响中国的洋流有黑潮及季风漂流等。二、海水运动的作用海水的运动不仅仅对海洋生物的生存起着至关重要的作用，同时在调节和维持世界的气温气候变化发挥着不可替代的作用。此外，海水运动蕴含着不可估量的能量，如果人类能够转化并且利用这部分能量，那么人类将获得更多的能源。1.海水运动能够引起海水内部混合，形成温、盐细微结构。它能将深层较冷的海水连同其中的营养物质盐送到海洋上层，有利于海洋生物的生长。给海洋里的生物的生存创造了良好的环境。2.海水运动其实与大气的运动是分不开的。两者相互影响，共同维持着一个平衡，在生态调节上发挥着巨大的作用。（1）海-气之间的水分交换海洋是大气中水汽的最重要的来源，大气中约86%的水汽是由海洋提供的，漂浮在海洋表面的水分子，从太阳辐射中获得热量，蒸发变为水汽，进入到大气中。海洋的蒸发量与海水的温度密切相关，直接决定了大气中水汽的含量，一般来说，海水温度越高，蒸发量越大。低纬度海区和有暖流流经的海区，由于温度较高，海面蒸发旺盛，空气湿度大。同时，大气中的水汽在适当条件下凝结，并以降水的形式返回海洋，降水量的多少与大气中的水汽含量的高低有关，一般来说，空气湿度大的海洋科学导论选修课论文-4-地区，降水也较丰富。通过蒸发和降水实现了海洋与大气之间的水分交换，凡是蒸发多的、降水丰富的地区，海-气间的水分交换也较为活跃。（2）海-气之间的热量交换太阳辐射是海洋最重要的热量来源，海洋吸收太阳辐射，使海水增温，然后通过辐射将热量输送给大气，可以说，海洋是大气最主要的直接热源。海洋向大气输送的热量受海洋表面水温的影响，水温高的海区，向大气输送的热量多，大气的温度也高，所以全球水温从低纬向高纬的递减，也就决定了气温从低纬向高纬的递减；暖流流经地区气温较高，寒流流经地区气温较低；海水温度的季节变化同样使得气温有季节变化。由于大气下垫面海洋的热容量大，海洋增温慢，冷却慢，变化迟缓，且温差较小的缘故，使得海洋对大气有明显的调节作用，一方面，海洋上的气温变化有滞后效应，气温季节变化要比陆地晚一个月左右；另一方面，海洋上气温的日较差和年较差都较小。（3）海-气之间相互作用与水热平衡地球表面由于纬度位置和海陆位置的差异，各地获得的太阳辐射多少不均，冷热悬殊极大，低纬地区热量会越来越多，温度越来越高，高纬则温度越来越低。同样全球水分的分布也极端的不均衡，极端干旱和极端潮湿，造成地理环境极其恶劣。海-气相互作用形成的从低纬到高纬的大气环流与大洋环流驱使着水分和热量从富余地区向不足地区传输，从而改变着全球的水热分布，维持着地球上水分和热量的平衡，使各地的地理环境差异趋缓。海水运动和大气运动形成的水循环实现了全球的水平衡海洋蒸发的水汽，随着大气运动，大部分通过降水返回海洋，其余部分被大气运动带到陆地上空，降落到陆地上，形成地表径流和地下径流，流回海洋，从而调节全球各地水分的地区分布，从全球来看，由于水循环的存在，也使全世界蒸发和降水的总量保持平衡。（4）海水运动和大气运动调节全球热量平衡在南北半球低纬海区热量收入大于支出，热量富余，而高纬度海区热量收入远小于支出，即低纬度地区获得的净辐射能多于高纬度地区，要保持全球高低纬地区的热量平衡，必须有热量从低纬度地区向高纬度地区输送，大气运动和洋流的共同作用实现了地球上高低纬度间的热量海洋科学导论选修课论文-5-输送，使低纬地区的温度降低，高纬地区的温度升高，从而维持了地球上的热量平衡3.海水运动的作用还表现在改变地形地貌上。潮汐的作用就是其中的一个具体体现。首先，在涨潮的时候，海水通过波浪将泥沙带到海岸带，当波浪运动到极限位置，速度减小为零时，所携带泥沙就沉积在海岸上。由于波浪的速度由海向陆地逐渐减慢，当速度较大时，所有泥沙都随海水搬运，在速度减慢过程中，海水中携带的泥沙颗粒大、比重大的先沉积，颗粒小、比重小的后沉积。因此在海边，从沙滩往海里走的时候，如果海水不太深，你会感到脚下的沉积物颗粒在逐渐变大，由细沙到粗沙，再到砾石。年复一年的海水运动，会使海岸带的沉积物越来越高，成为滨海平原。在此过程中，海岸带地势越高，波浪越难以冲上去，流速越慢，能带来的沉积物颗粒就越小。在沙滩上，随便挖一个较深的坑，就会发现，越往下去，沉积物颗粒越大。这是因为，原来海岸带地势低，海水容易到达，速度快，沉积物颗粒大；现在地势低，海水不容易到达，速度慢，沉积物颗粒小。同时，海岸线必然逐渐向海洋一方逐渐推进。三、海水运动的影响海水运动对地球的影响最突出的影响全球的温度和气候。其中常见的形式是通过洋流来实现对气候和温度的影响和调节。还会对渔业资源产生重大的影响。洋流分为冷暖洋流。对气候的影响主要表现为温度和湿度。在低、中纬海区，大洋的东岸是寒流，西岸是暖流。暖流由低纬流向高纬，故有增温、增湿的作用。寒流由高纬流向低纬，故有降温的作用。说到环流对渔业的影响，不得不说一下上升流。上升流和平行流相对，但是在位移距离和速度上都比平行流小得多，然而它的影响却不容小视。这不仅是因为它和水平环流同是构成海洋三维空间环流系统的必要部分，二者相辅相成，缺一不可。更重要的是，由于上升流对局部海域的水文状况会产生巨大的影响，又是渔场海洋学所关注的问题，因而越来越为人所重视。四、海洋资源和能源首先，与海水的动力学性能相挂钩的能源包括：潮汐能，潮汐能是海洋科学导论选修课论文-6-一种利用水位变化所产生的位能及水流所产生的动能（潮流能）而获得的一种有效能源。波浪能，(因波浪上下波动浮力，横向波的压力或波浪所引起的水中压力变化而产生的能源。海洋温差能，即利用深部海水与表面海水的温度差产生有用的能源。盐梯度能，即利用两处含盐分高与含盐分低的海流，因混合产生渗透压作为动力，而可用以产生能源。洋流能，利用高速度的洋流或潮流带动结合水车、推进器、及降落伞状物的水中电厂而将其转换为有用的能源。其他的海洋化学资源，比如说盐类、淡水、溴等。海洋生物资源，包括鱼、虾、贝、藻等。海洋矿产资源有油气、煤、硫、磷；滨海矿砂；深海锰结核。值得一提的海洋动能资源是潮汐能。个人觉得我们可以仿照利用风能的方法来把海水的动能转化为电能或者其他形式的能量储存起来。潮汐能是从海水面昼夜间的涨落中获得的能量。它与天体引力有关，地球－月亮－太阳系统的吸引力和热能是形成潮汐能的来源。潮汐能包括潮汐和潮流两种运动方式所包含的能量，潮水在涨落中蕴藏着巨大能量，这种能量是永恒的、无污染的能量。早在11世纪，英国、法国和西班牙就有利用潮汐能的水车，当时的潮汐水车被用来吸收总的潜能中的一小部分能量，生产约30—100千瓦的机械能。我国的海区潮汐资源相当丰富，潮汐类型多种多样，是世界海洋潮汐类型最为丰富的海区之一。这类发电又可分为三种形式：一种是单库单向；此外还有双库单向和单库双向。在涨潮或落潮过程中，海水进出水库，带动水轮发电机发电。真实月球引力和平均引力的差值称为干扰力，干扰力的水平分量迫使海水移向地球、月球连线并产生水峰。对应于高潮的水峰，每隔24小时50分钟（即地球同一经度从第一次正对月球到第二次正对月球所需时间）发生两次，亦即月球每隔12小时25分钟即导致海水涨潮一次，此种涨潮称为半天潮。正因为如此，海水的运动能也是可再生能源，同时也是一种清洁能源，利用潮汐能发电，不仅不会淹没土地，还可以腾出空地，开发库区，还可以在库区里发展海水养殖它有希望成为我们以后开发能源的方向。海洋的能源。总之，海水运动将会称为大家共同关注的焦点，不仅是因为海水运海洋科学导论选修课论文-7-动的作用和影响，更多