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第四章海洋和陆地水教学目的和要求1.认识地球水循环与水量平衡的规律2.了解海水的理化性质，熟悉海水的运动。3.了解海洋资源和海洋环境保护4.掌握河流水域环境的特点及其变化规律5.理解河流与地理环境的相互关系6.掌握地下水、冰川水域环境的特点及其变化规律7.理解地下水、冰川与地理环境的相互关系概念水文：指在自然环境中，水的各种现象的发生、发展及其相互关系和规律性。水体：是指以一定形态存在于自然地理环境中的水的总称。如大气中的水、江河湖海的水、冰川、地下水、生物有机体中的水等等。第一节地球水循环与水量平衡一、地球上水的分布地球上除了存在于各种矿物中的化合水、结合水，以及为深部岩石所封存的水分以外，海洋、河流、湖泊、地下水、大气水分和冰，共同构成地球的水圈。（一）水循环◆水不断的蒸发、输送、凝结、降落的往返运动过程称为水分循环。◇水分循环成因：内因——水的“三态”变化；外因——太阳辐射和地心引力。◇水分循环过程3个阶段：蒸发、降水、径流；5个环节：水分蒸发、水汽输送、凝结降落、水分下渗、径流；二、水循环与水量平衡★水分循环的类型根据水分循环的路径和规模，可分为两种：◆大循环——海陆之间的水分交换过程，也称为海陆间循环。◆小循环——水仅在局部地区（海洋或陆地）内完成的循环过程。小循环可分为海洋小循环和陆地小循环。◆水分循环对于地球水分和热量的再分配意义重大，犹如自然地理环境的“血液循环”。（二）水量平衡◆水量平衡：指任一区域（如一个流域）在任一时段（如一年）内，其收入水量等于支出水量和区域内蓄水变量之和。（1）全球水量平衡方程式：海洋多年平均蒸发量:陆地多年平均蒸发量:海洋多年平均降水量:陆地多年平均降水量:occcococEEPPEEPP（二）水量平衡（2）年平均大洋淡水平衡方程式：大洋年蒸发量:大洋年径流量:大洋年降水量:ERPERP（二）水量平衡（二）水量平衡◆全球水量是平衡的，全球降水量＝蒸发量；◆海洋蒸发量＞降水量；◆陆地蒸发量＜降水量；◆海洋水和陆地水通过径流量达到平衡;◆海洋是大气水和陆地水的主要来源；海洋气团在陆地降水中起主要作用。（二）水量平衡全球降水量与蒸发量的纬度变化第二节海洋起源与海水理化性质一、海洋的起源海洋起源的多种假说：一、认为洋壳是原生的，地球形成初期大洋就已经存在了；二、认为泛大陆分离时海底扩张形成了洋壳；三、认为熔融岩浆侵入地壳并溢出地表冷凝，其密度大，导致其下伏地壳沉入上地幔，最终形成洋壳。二、世界大洋及其区分世界四大洋二、世界大洋及其区分世界四大洋三、海及其分类1.海：大洋的边缘因为接近或伸入陆地而或多或少与大洋主体相分离的部分。海是洋的组成部分。据国际水道测量局统计，各大洋共有海54个。海的面积和深度远小于洋。河水的注入使海的理化性质和生物发育状况有别于洋。海没有独立的洋流系统和潮汐。海没有明显的垂直分层。三、海及其分类2.根据海与大洋分离的情况进行分类：（1）内海（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邻海相通，往往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三、海及其分类地中海红海黑海三、海及其分类2.根据海与大洋分离的情况进行分类：（2）边缘海：位于大陆边缘，以半岛或岛屿与大洋或邻海相分隔，但直接受外海洋流和潮汐影响白令海黄海东海南海三、海及其分类白令海三、海及其分类2.根据海与大洋分离的情况进行分类：（3）外海：位于大陆边缘，但与洋有广阔联系的海阿拉伯海巴伦支海三、海及其分类巴伦支海三、海及其分类2.根据海与大洋分离的情况进行分类：（4）岛间海：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三、海及其分类加里曼丹岛苏拉威西岛苏门答腊岛爪哇岛苏拉威西海★海湾与海峡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。一般以入口处海角之间的连线或湾口处的等深线作为洋或海的分界线。海湾的特点是潮差较大。★海湾与海峡波斯湾★海湾与海峡海峡是连通海洋与海洋之间狭窄的天然水道。如台湾海峡、马六甲海峡、直布罗陀海峡等。其水文特征是水流急，潮速大，上下层或左右两侧海水理化性质不同，流向不同。★海湾与海峡四、海水的组成（一）海水的化学成分海洋是地球水圈的主体，是全球水循环的主要起点和归宿，也是各大陆外流区的岩石风化产物最终的堆积地。海水中是含多种溶解固体和气体、悬浮固体物质的水溶液，其中水占96.5%，其他物质占3.5%。海水中发现80种天然元素，含量差别很大常量元素：每升海水中含100mg以上的元素微量元素：每升海水中不足100mg的元素四、海水的组成（一）海水的化学成分四、海水的组成（二）海水的盐度和氯度海水盐度：海水中全部溶解固体与海水质量之比，通常用每千克海水中所含的克数表示海水中主要的溶解固体含量相对稳定，可以利用其中一种元素作为衡量其他元素和盐度的标准海水氯度：氯离子约占海水的溶解固体的55%，含量大且较易测定。每千克海水中所含氯的克数，称为海水的氯度。标准海水的氯度为19.381‰四、海水的组成（二）海水的盐度和氯度氯度和盐度的换算：1、克努森公式：盐度＝0.03＋1.805×氯度2、S‰=1.8065Cl‰★海水盐度的分布特征绝大多数海水的盐度为33‰—37‰表层海水盐度分布：从副热带海区向高低纬递减，形成马鞍形；盐度等值线大致与纬线平行；大洋盐度高于近岸◆最高是红海（＞37‰）；◆最低是波罗的海（3‰—10‰）。计算海面盐度的公式：盐度＝34.6＋0.0175（E－P）P-降水量，E-蒸发量盐田，山东海盐，山东海水盐度与降水量、蒸发量表层海水盐度分布波罗的海世界最淡的海红海世界最大、最咸的海五、海水的温度、密度和透明度（一）海水的温度T◇世界大洋表面年平均温为17.4℃；温度年较差较小（38℃），最低为－2℃，最高为36℃，◇水平分布：从热赤道向两极逐渐降低，等温线大致呈带状分布；北半球水温高于南半球；夏季水温高于冬季；◇垂直分布：从海面向海底呈不均匀递减，千米深度以下递减缓慢；在南北纬40°之间，海水可分为表层暖水对流层和深层冷水平流层。夏季海洋水温分布冬季海洋水温分布五、海水的温度、密度和透明度（二）海水的密度定义：单位体积中的海水质量，单位为g／cm3一般为1.022—1.028变化：随温度、盐度、压力而变。T升高，减小；S增大，增大（三）颜色与透明度◆海水的颜色定义：从海面及海水中发出的光的颜色影响因素：海水颜色取决于海水的光学性质（吸收、散射、反射等）和光线的强弱，以及海水中悬浮物质（泥沙等）和浮游生物的颜色，也与天空状况和海底的底质有关（三）颜色与透明度◆海水的透明度定义：以直径300mm的白色圆盘垂直投入海水中的可见深度表示影响因素：海水颜色、悬浮物质、浮游生物、海水涡动、入海径流、天空云量等规律：越近大陆透明度越低，越近大洋透明度越高世界上最透明的海水是大西洋中部的马尾藻海，66.5m；我国黄海仅为3～15m，南海为20—30m蓝黑色（黑潮的颜色）蓝色1蓝色2爱琴海蓝色—透明度高蔚蓝色1古巴蔚蓝色2三亚绿色2葡萄牙绿色3绿色—蓝绿色泰国绿色——蓝色红海灰黑色1粤东灰黑色2赤潮，舟山群岛第三节海水的运动一、潮汐与潮流潮汐及其类型◆概念：海水位周期性涨落的现象。白天称潮，夜晚称汐，合称潮汐。（一）潮汐现象与引潮力一、潮汐与潮流潮汐及其类型◆在潮汐现象中，水位上升叫涨潮，水位下降叫落潮；涨潮至最高水位为高潮，落潮至最低水位为低潮；当潮汐达到高潮或低潮时，海面在一段时间内保持平稳，分别称为平潮和停潮；相邻二次高潮或低潮的时间间隔，称为潮期，相邻高潮和低潮的水位差，叫潮差。（一）潮汐现象与引潮力一、潮汐与潮流潮汐的成因（一）潮汐现象与引潮力●内因：海洋水体●外因：天体引潮力月球引潮力太阳引潮力月球引潮力是太阳的2.17倍一、潮汐与潮流引潮力概念：地球某一点由于受到月球（或太阳）的引力和因月球绕地球（或地球绕太阳)公转而产生的惯性离心力合力称为引潮力引力：符合牛顿万有引力定律k：万有引力常数L：地面任一点与月球中心（或太阳中心）的距离M：月球（或太阳）的质量（一）潮汐现象与引潮力2MfkL一、潮汐与潮流引潮力惯性离心力：由于物体旋转而产生脱离旋转中心的力，也指在旋转参照系中的一种视示力，它使物体离开旋转轴沿半径方向向外偏离，数值等于向心力但方向相反k：万有引力常数R：地心与月球中心（或太阳中心）的距离M：月球（或太阳）的质量（一）潮汐现象与引潮力2MfkR潮汐的成因潮汐的类型◆半日潮：在一个太阴日（24小时50分）内，有两次高潮和两次低潮，而且两相邻高潮或低潮的潮高几乎相等，涨落潮时也几乎相等。潮汐高度从赤道向两极递减，故又称为赤道潮或分点潮；潮汐的类型◆全日潮：半个月内，有连续7天以上在一个太阴日内，只有一次高潮和一次低潮，这样的潮汐称为全日潮。北部湾是世界上最典型的全日潮海区之一。潮汐的类型潮汐的类型◆混合潮：在一个太阴日内，也有两次高潮和两次低潮，但潮差不等，涨潮时和落潮时也不等。（二）潮流◆指海水在天体引潮力作用下所形成的周期性水平流动。随涨潮而产生的潮流叫涨潮流，随落潮而产生的潮流叫落潮流。◆潮流分为回转流和往复流两种回转流：外海、开阔海区，受地转偏向力影响，在北半球作顺时针回转，流速约4～5km／h；往复流：海峡、河口等，受地形影响而成。其流速较大，可达18～22km／h。中国东部的潮汐与潮流涌潮（怒潮）涌潮（怒潮）1涌潮（怒潮）2涌潮（怒潮）3二、海水中的波浪（一）波浪及其类型1.概念：海水质点以其原有平衡位置为中心，在垂直方向上作周期性圆周运动的现象。波浪包括波峰、波谷、波长、波高四个要素。2.分类A.按照成因分类风浪：由风的作用产生海啸：因地震或风暴产生潮波：因引潮力引起气压波：因气压突变船行波：船行作用风浪地震引发的海啸地震海啸巨浪可高达10—50m，甚至上百米。风暴浪船行波航空母舰12.分类B.按照波长和水深的相对关系深水波（短波）：水深大于半个波长处的波浪浅水波（长波）：水深小于半个波长处的波浪C.按照作用力情况强制波自由波（余波）：形成涌浪（二）波浪的折射概念：波峰线在深水区与引起波浪的力的方向，即波浪前进方向是垂直的。但波浪前进方向常与海岸斜交。这样同一波列两端的水深就可能有较大差异。近岸较浅一端因受摩擦而减速，离岸远而较深一端在深水处继续保持原速度前进，最后波峰线将发生转折而与海岸平行。（二）波浪的折射折射塞班－情人岛（二）波浪的折射沿岸流：波浪前进方向与海岸斜交常造成水体沿着海岸流动，这种纵向水流称为沿岸流沿岸流的流速一般不超过1-1.5m/s。沿岸流携带和搬运的泥沙，对海岸地貌的形成和发育具有重要影响。平直海岸沿岸流港湾海岸沿岸流海岸裂流海岸裂流照片洋流：海水速度相对稳定、沿着一定方向有规律的水平流动。洋流又称海流。洋流产生的主要原因是风力和密度差异（一）洋流的成因和分类1.按照成因分：摩擦流（其中最重要的是风海流）重力-气压梯度流（倾斜流、密度流和补充流）潮流2.根据温度的高低：分为暖流和寒流三、洋面流和水团运动★按成因分类①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，同时产生波浪运动和使海水向前运动的洋流。盛行风对水面摩擦力的作用，以及风在波浪迎风面上所施加的压力，迫使海水向前运动。海水开始运动后，受科氏力影响，流向与风向并不一致。北半球流向偏向右方45°，南半球偏左45°。摩擦深度：随着深度的增加，风海流流向与风向的偏角逐渐增大，直到某一深度，流向与风向相反，这一深度称为摩擦深度。摩擦深度一般被认为是风海流的下限。与风速和纬度有关。★按成因分类①风海流：厄克曼（Ekman）螺线：风海流流向和流速从海面到摩擦深度的分布模式以矢量线表示，做各矢量线端点的连线，其在平面上的投影为一螺旋曲线，称为埃克曼螺线。表面流摩擦深度风海流会造成岸边的升降流南半球南美沿岸的升降流②密度流由于海水密度差异而引起的海流。海水密度分布不均匀而使海区形成了压力梯度，海水从高压区向低压区流动，所以又称梯度流。直布罗陀的表层流与深层流