物理海洋
1、1km=0.543海里(n mile);1海里=1.852km
1纬度=111km;梦幻西游化生寺加点1经度=111cos φ km(φ:纬度) (曾留作业)
大陆架的重要性:这些浅海能够耗散潮汐能,往往是生物高生产力区域,通常是相关国家的专属经济区。
2、行星边界层
大气边界层:海表以上100m层内的大气受海表湍流托力和热通量的影响。厚度几十米<Zi<1000米。微风吹过较冷海表时厚度只有几十米;大风吹过较热海表时,由于大气层结构变得不稳定,厚度达qq消息密码忘记了怎么办1000m左右。边界层的结构影响海—气之间的动量、热量和水量交换。边界层的底部是海气的分界层,厚度约0.1Zi,其中的热量和动量通常为常量,也称常通量层。常通量层内,处于中性稳定状态时,风速与高度的对数成正比。因此,测量风速的高度很重要。通常,我们所指的风速是10 m高度的风速,用U10表示[ū10≈7.4m/s]
刑事拘留期限3、海洋热量收支
(1)太阳入射能QSW
海洋吸收到达地面的太阳辐射能量,>0。
海面辐射中红外光的电磁辐射能量,<0。
(3)感热QS
由于传导引起的通过海表的热能量,通常较小,可正可负。
(4)潜热QL
海水蒸发时所带走的热通量,<0。
(5)对流热量QV
对流热量是海水所带走的热,可正可负。
热量守恒需要满足:QT=QSW+QLW+QS+QL+ QV
CP是定压比热:CP(海水)≈4.0×103J·kg-1·℃-1(1kg海水温升1.0℃所需热量为4000J)
焦耳&卡路里 1cal=10-3kcal(大卡、千卡)=4.18J(曾留作业)
海洋在地球热量收支中的重要性
CP(岩石)=800 J·kg-1·℃-1
CP(岩石)/CP(海水)≈0.2,即陆地热容量只有海水的20%左右。
每平方米陆地一个季度与大气进行热交换的质量为1 m3。由于岩石的密度为3000kg/ m3,因此参与热交换的土地和岩石只有3000 kg。
△E海洋=CP(海水)m海水△T (设△T=10℃)
=4000 J·kg-1·℃-1×105kg×10℃
=4000×109J
△E陆地= CP(岩石)m岩石△T (设△T=20℃)
=800 J·kg-1·℃-1×3000kg×20℃
4、海洋热量输运计算方法有三种:(填空题,以下为区分三者的关键词,定义详见P23)
海表通量法:经验公式、根据积分、散度
直接方法:海流计和温度计、纬向截面、热力学公式
剩余方法:大气、大气层顶部、余量
5、什么是太阳常数
用来描述地球大气层上方的太阳辐射强度;是进入地球大气的太阳辐射在单位面积内的总量,要在地球大气层之外,垂直于入射光的平面上测量。
平均太阳常数是多少
平均太阳常数值为1366.1W/m2,标准差为425ppm,0.37%的波动范围(1363~1368 W/m2)
6、盐度的电导率定义
S= -0.08996 +28.29729R15 +12.80832R152 -10.67869 R153 +5.98624 R154 -1.32311 R155 R15=C(S,15,0)/C(35,15,0)
定义:以待测海水相对于标准海水的电导率形式表示的氯度
7、1978实用盐标的表达式
S= 0.0080 -0.1692K151/2 +25.3851 K15 +14.0941 K153/2 -7.0261 K152 +2.7081 K155/2
K15=C(S,15,0)/C(KCl,15,0) 2≤S≤42
位温:是某一深度的海水微团绝热上升到海面时所具有的温度。
位密度:是指把某一深度的海水微团绝热提升到海表面时所具有的密度。
8、温跃层
温度迅速随深度下降的水层叫做温跃层。
温跃层的三种典型特征:
在低纬地区:梯度大,变化快,强度高,层薄、上边界浅(100~150m),没有明显的季节性。
在中纬地区:梯度小,变化慢,强度低,层厚、上边界深。有明显季节性:秋冬季,深度、强度变化明显,上边界变深(从50~100m变为200~300m)。
在高纬地区,梯度大,变化快,强度高,层薄、上边界浅。也有季节性:冬季,温跃层完全消失,尤其在表层盐度较低的水层。
9、为什么用位温描述深层水温
当海水下沉的时候,压力增加,海水受到压缩,外力对微团做功,微团的温度就会升高。为了消除压缩对水温测量的影响,海洋学家提出所谓位温的概念。位温θ是某一深处的海水微团绝热上升到海面时所具有的温度。
10、海水的结冰过程
盐度小于24.695的海水,最大密度值的温度在冰点以上,在上、下层海水都冷却到最大密度时的温度以后,只要表面海水再冷却到冰点后就结冰了。
盐度大于24.695的海水,最大密度值的温度在冰点以下,温度越低密度越大,表面海水冷却到冰点就下沉。所以,海水不容易结冰;但正是由于这个特点,到温度达到一定程度后,海冰可以很厚。
11、海洋动力过程中的主要作用力-(有哪些)
重力。重力是主要作用力。重力产生压力,海洋中各处的重力是不同的,所以压力也是不同的,从而在同一水平面上产生了横向的压强梯度力。
浮力。如果微团与周围流体的密度有差异,流体团就受到向上或向下的力。
风作用力。吹过海表的风把水平动量传给海洋。
惯性力(科氏力)。流体微团做曲线运动或在旋转系统中运动时就会产生惯性力。
12、中尺度涡-(分那几大类)
流环。起源于大洋西边界的西向强化流。在大西洋的湾流和在太平洋的黑潮中,经常会出现海流弯曲的现象。它的特点是有明显的水团特性可供识别,且可大体上测定其生存周期。
流环式中尺度涡。生存于北大西洋的冷水区。其强度大约只有流环的一半,宽度则比流环约大一倍。
中大洋中尺度涡。起源于大洋西边界西向强化流无关的中尺度涡。它在世界海洋中几乎无处不有。对大洋中的海流有重要的影响。
13、盐量和质量守恒
盐量守恒实例
流入的水量为ρiVi。如果地中海的体积不变,则:
ρiVi=ρoVo
ρi,ρo是进出海水的密度,则认为ρi =ρo,因为由此带来的误差很小。
如果存在降水P、蒸发E、河流流量R,则
Vi+R+P=Vo+E ⇒ Vi -Vo=(R +P)-E
如果地中海的海水体积维持不变,流出地中海的净流量必须与降水、径流、蒸发相平衡。
因为溶解盐既没有沉积,也没有去除,所以
ρiViSi=ρoVoSo
质量守恒实例
假定ρi =ρo,并使用的Vo估计值,从式ρiViSi=ρoVoSo得:
Vi=0.836Sv=0.836×106m3/s (Sv=106m3/s)
则(R+P)-E= Vi -Vo =-4.6×104m3/s
利用已知Vi的计算地中海海水全部置换所需的最少时间Tm。Tm等于海水体积除以流入的流量。地中海的容积约为4×104km3,而Vi=0.836Sv=0.836×106m3/s =2.64×104km3/a
则Tm=V(海容积)/Vi=(4×104km3)/( 2.64×短裙子104km3/a)=151 a(年) 7
14、罗斯贝数
对于一个特定现象,表示旋转影响程度的一个重要参数是罗斯贝数。用Ro表示。
Ro=U/(2ΩsinφL)=U/fL
即,罗斯贝数量级为0.1以下的运动尺度叫做镖局风云大尺度运动。
15、双扩散与盐指
形成条件:两层几米厚的水层,上层暖且高盐(密度小),下层冷且低盐(密度大),则不稳定;热传导速率为盐分子扩散的100倍。导致了两层水之间形成低温高盐密度大的薄水层。
突破点下沉的海水水体的直径约为1~5cm,长度约几十厘米,形状颇像手指,在海洋学中称为盐指。
在热传导过程中,存在盐分子向上扩散,因此盐指生成过程实际上是双扩散过程。
16、惯性流(P83)※
假设:摩擦力很小,忽略不计;没有压强梯度力。
解的形式:
直径Di=2V/f,周期Ti=(2π)/f=Tsd/(2sinφ),f为科氏力f=2ωsinФ(地球自转角速度ω=7.29×10-5rad/s,有时候用Ω代替),Tsd为一个恒星日时间长度,Ti惯性周期。方向:北顺南逆。
17、无限深海漂流的埃克曼解(P86)※
埃克曼流表层速度V0
(Az涡动粘性系数)
(经验公式)
18埃克曼层的深度(给纬度会计算深度)
17、用尺度分析简化方程P(101)※
特征值:垂向速度-W_10-4; 科氏参数-f_10-4; 水平速度-U_10-1;
重力加速度-g_10; 深度-H_103; 密度-ρ103;
距离-L_106; 压力-P_107; 时间-T_107。
把特征值代入公式,如:
17、用尺度分析简化方程P(101)※
特征值:垂向速度-W_10-4; 科氏参数-f_10-4; 水平速度-U_10-1;
重力加速度-g_10; 深度-H_103; 密度-ρ103;
距离-L_106; 压力-P_107; 时间-T_107。
把特征值代入公式,如:
把比最大量级小3个量级以上(含3个)的量舍去,如10-5比10小6个。
18、用海面高度计算海面地转流(黑板例题)
例:
19、正压流和斜压流 [该处经黄颖恩压缩,详见(P111)]
正压流:密度与压力增加方向相同。斜压流:密度与压力增加方向成一定夹角。
1.地转流分正压流和斜压流。2.正压流与水深无关,输运质量多;斜压流…有关,…少。3.正压流=倾斜流;斜压流=梯度流。4.斜压流=相对地转流。
20、大洋表面环流的特点(P124)※
1.赤道南北低纬度海域,东南信风与东北信风作用,形成自东向西的南赤道流和北赤道流,西边水位抬九年级语文期末试卷升。
2.南北赤道流在西岸分别分支,其中两股小支流汇合,自西向东形成赤道逆流。
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