海浪和海流(海流的概念)
导语：海洋学知识精华：海流+海浪+海冰
第一节 海流
海流的成因很多方面，主要的原因是大气环流引起的海面风的水平分布不同，其次是海水密度的水平分布不均匀。
1. 风海流：在海面风的作用下形成的海水水平方向流动；分为定海流和风生流两种。
2. 定海流：大范围盛行风长期吹刮所引起的流向流速常年比较稳定，又叫漂流。
3. 风生流：将某一短期天气过程或阵性风所形成并随风速风向改变。
在无限深海中，海流的方向和强度随深度的变化可以有埃克玛螺线：流向随深度的增强北半球逐渐向右（南半球向左）偏转，流速随深度的增加逐渐减小。
4. 地转流，类似地转风，海水在水平压强梯度力和水平地转偏向力取得平衡时的稳定水平流动，称为地转流，又叫梯度流，分为密度流和倾斜流两种。
5. 倾斜流：在不均匀外压场作用下地转流（气压，风，降水，河流）；北半球背倾斜流而立，则右边等压面高，左边等压面低（南半球则相反）。
6. 密度流：是由于海水密度分布不均匀引起的等压面倾斜而产生的海流（内压场）。在水温较高的地方，海水密度小，等压面较高。在水温较低的地方，海水密度大，等压面较低，热胀冷缩从而导致等压面从高温区向低温区倾斜。若观察者北半球背流而立，则流的右侧等压面高，密度小(温度高)，流的左侧等压面低，密度大(温度低) ，南半球则相反。
7. 补偿流：海水的流动具有连续性,若某处的海水流失,必有其它的海水流过来补偿,分为水平和垂直方向。上升流表层温度偏低。
8. 潮流：潮波运动中，水质点沿水平方向的周期运动。潮流分为全日潮流、半日潮流和混合潮流三种。在大洋中，潮流的量值极小，而在近海，潮流的量值不可忽略。
9. 当海流的水温高于它所流经海域的水温时，称为暖流；通常由低纬流向高纬的海流为暖流。当海流的水温低于它所流经海域的水温时，称为冷流或寒流；通常由高纬流向低纬的海流为冷流，如加利福尼亚寒流。当海流的水温与它所流经的海域水温基本一致是，称为中性流。通常沿东西方向流动的海流多属中性流。
10. 世界大洋表面海流以风海流为主，其形成主要受制于海面风场。由于稳定风系的作用，大洋表面的海水便产生相应的运动。
（1）信风流：中性流，北赤道流和南赤道流，它们自东向西流动，大洋的南北赤道逆流并不以赤道对称，而是稍稍偏北，只有南印度洋的南赤道流位于10S和南回归线之间，北印度洋的北赤道海流仅在冬季出现。
（2）赤道逆流：自西向东的中性流，其位置与赤道无风带一致，偏向赤道以北，3-5N到10-12N 。
（3）海洋上的主要环流系统形成是盛行风带、地转偏向力、海陆岸形分布因素共同作用的结果。
11. 世界大洋海流分布如下图：
（1）北印度洋海流受季风控制，是著名的季风海流区。冬季（10-4月），在东北季风的作用下，引起表层海水向西南方向流动，称为东北季风海流，冬季赤道逆流位于5S附近，与东北季风流形成冬季逆时针环路；夏季（5-9月），北印度洋盛行西南季风，海水在西南季风作用下向东或东北方向流动，称为西南季风海流，赤道逆流消失，整个北印度洋直到5 S，表层均为东流，与南赤道海流构成一个顺时针方向的环流。其中7-9月，索马里海流最大。
（2）黑潮是太平洋上最强大的暖流，而墨西哥湾流是世界上最强大的暖流。
（3）亲潮是太平洋上最强大的冷流，拉布拉多海流是世界大洋上最强大的冷流。
（4）亲潮和黑潮汇合在北海道东南大约40N一带。
（5）南印度洋的南赤道流属于中性流，北界在6S和10S之间。
（6）南太平洋的南赤道流是中性流，其北界大约是4N附近；秘鲁海流是世界上行程最长的一股冷流。
（7）地中海海流呈逆时针方向流动，黑海的海流也呈逆时针方向流动。
（8）红海和亚丁湾海域，东北季风期间，亚丁湾是西向海流，西南季风为东向海流。
12. 中国沿海的海流情况：（1）外海系统是由黑潮主干及其分支（台湾暖流、对马暖流和黄海暖流）组成。（2）沿岸流系：总体的运动趋势是由北向南，渤海海峡的海流一般情况下，终年北进南出，冬强夏弱。（3）南海海流：具有季风漂流的特性，在夏季西南季风期为东北流，在冬季东北季风期为西南流；10月和4月为南海季风转换月份，风向不稳定，海流比较零乱；不论冬夏，南海西部海域的海流均比东部的强，强流区在越南近海。
第二节 海浪
13. 流波效应：波浪与海流成一定角度时，海流会影响波浪的波高、波速和传播方向等。当波浪与海流相向或接近于相向时，波高会增大20～30%（流速为2～3kn，风速为10～15m/s）。如黑潮流域上冬季风形成的波浪常增大。
14. 气温差对海浪影响：风速相同时，气温低于海温，波高增大。剧统计，严冬季节，气温比水温每低1℃，波高平均以5%的比率增高。冬季北太平洋，日本以东的黑潮流域，水、气温差可达5-10℃，加上流波效应，浪高比预期高2-3倍，是魔鬼海域。
15. 深水波：运动轨迹是以波高为直径的圆，即直径是波高的1倍。波峰处运动方向与波向一致；波谷处运动方向与波向相反。
16. 浅水波：运动轨迹是椭圆，波长大于水深20倍，海底对波动影响显著。波速与波长和周期无关，只取决于水深；波峰处运动方向与波向一致；波谷处运动方向与波向相反。
17. 习惯上：风浪，涌浪，近岸浪 合称为海浪。
18. 风浪：“无风不起浪”。风力大小取决于风力、风区和风时。风力越大，风区越长，风时越久，风浪就越发展。风浪充分成长所需要的最小风区和最小风时与风速的关系成正比：风速越大，风浪充分成长需要的最小风区越大、最小风时越长。
风浪的发展:过渡，定常和充分成长三种状态。
过渡：恒定风，充分风区，风浪随风时增加而增长；
定常：恒定风，风区受限，风浪随风时增加而稳定；
充分成长：风浪的发展不是无限制的，当风速一定时，风浪不再继续增长而达到极限状态时，称为充分成长的风浪。波陡接近1/7，波浪开始破碎，波高停止发展。
风的要素相同时，风浪的尺度在深水中的大，在浅水中的小。（海底摩擦力导致）
风浪的方向与海面风向一致，夹角为0度，而涌浪是任意角度。
19. 涌浪(Swell)：“无风三尺浪”。波传播过程，能量不断衰减，波高减小，周期和波长都在逐渐加大，波长短的衰减快，波长长的衰减慢。（波长大的波速快，波长小的波速慢）它的传播方向与海上的实际风向无关，两者可以成任意角度。
20. 近岸浪：在暗礁处经常出现白浪花。风浪或涌浪传至浅水或近岸区域后，因受地形影
响将发生一系列变化，称为近岸浪。特点是：波向折射和绕射、能量集中、波高增大、波长和周期变小、波面变陡、波浪卷倒和破碎。
21. 波高的测算使用前1/3较大波的平均波高称为有效波高H1/3。船舶观测海浪，对风浪和涌浪分布进行观测和记录。波浪分析图采用的是合成波高，波浪预报图采用的是有效波高。
22. 海啸：又叫地震波，在外海主要特征是波长很长、周期不等、波速很大、波高不明显，坡度很小，很难发现它，但是传播到近海，海水变浅，波高剧增，给陆地造成危害。我国沿海很少受到海啸袭击，而地中海、加勒比海、日本、菲律宾、印尼、墨西哥沿岸比较多。
23. 风暴潮：由于热带气旋，温带气旋，寒潮冷高压的强风作用和气压骤变等引起海面异常升降现象。通常，在海湾水域出现最大潮差。在深水区，气压每下降1hPa,海面约升高1cm。我国风暴潮严重多发区是在莱州湾和汕头至珠江口地区，其他有渤海湾、雷州湾、长江口到闽江口、海南岛东北角等一带。
24. 驻波：两列波向相反的正弦波叠加，可以得到一个波形不向前传播的波，波面只在原地震动。常出现在海滨峭壁或者热带气旋眼区的“金字塔”浪。
25. 群波：实际海浪的波面形状很接近群波。
26. 内波：海洋中，密度相差较大的水层界面上的波动称为内波。船舶遇到内波，会经历死水和共振两种情况。
27. 北太平洋北部2月份波浪最大；
28. 中国沿海风浪的季节分布：冬春风浪大、夏秋风浪小，如下图所示：
第三节 海冰
1. 冰源：由海水直接冻结而成的冰，称咸水冰。从陆地流入海洋的冰，称淡水冰。江河的流冰和大陆冰川的崩裂。
2. 纯水最大密度时的温度为4℃，冰点为0℃。海水最大密度时的温度和冰点都随盐度而变化。盐度越高，冰点越低，海水的平均盐度为35‰，对应的冰点为-1.9℃。海水结冰除与海水盐度和长期冰点下的温度有关外，还与盐度的垂直分布和海深有关。
3. 冰山的水上部分与水下部分比较：海冰的密度一般为0.86—0.92g·cm-3, ，海水的密度为1.028g·cm-3。因此，冰山体积的水上部分只占冰山整个体积的1/10。冰山露出海面的高度为总高度的1/7～1/5。冰山属于陆源冰。
5. 影响海冰漂流的主要因素是风和海流。
在无风海域: 冰山和浮冰随流漂移，其漂移的速度和方向与海流一致。
在无流海域: 冰山和浮冰随风漂移，其漂移的方向在北半球偏离风的去向之右约28度，在南半球偏离风的去向之左约28度，漂移速度大约为风速的1/50。
6. 北大西洋浮冰和冰山主要出现在大洋西部，北大西洋冰山威胁船舶航行的主要海域是纽芬兰以东洋面。4-6月为冰山盛行期，冰界限有时可达31N或以南。
7. 日本附近浮冰最盛发生在2月末-3月最盛，4月完全消失。北太平洋浮冰和冰山活动较多的海域是阿拉斯加附近海域，此区域从冰山入海形成小冰山。
8. 我国黄海北部和渤海1月下旬-2月中旬为盛冰期，3月后逐渐消失。
9. 世界上最大的冰山源地是南极大陆；北半球最大的冰山源地是格陵兰。
10. 船舶积冰容易发生在5℃以下海域，为防止积冰，船可以改变航行或减速。估计会遇到严重积冰，应将船舶开往开阔的水域或者较暖的水域。
11. 表层海水温度是指海水表面到水下0.5米的海水温度。
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