航海氣象與海洋學(xué)基礎(chǔ)課件張弘 isbn978566300805 ppt模塊三海洋學(xué)基礎(chǔ)

1、2024/4/4,1,模塊三 海洋學(xué)基礎(chǔ)Basics Knowledge of Oceanography,學(xué)習(xí)與訓(xùn)練總目標(biāo)了解海洋的基礎(chǔ)知識(shí)掌握海冰、海流和海浪的特征及分類掌握世界大洋海流、海冰和大風(fēng)浪區(qū)掌握海洋要素觀測(cè)的基本方法,2024/4/4,2,子模塊一 海 洋 知 識(shí)The Knowledge of Ocean,學(xué)習(xí)與訓(xùn)練子目標(biāo)熟悉海、洋的定義及分類了解四大洋的地理、氣候、洋流、交通運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)知識(shí),202

2、4/4/4,3,一、太平洋 太平洋位于亞洲、大洋洲、南極洲和南北美洲之間，面積17967.9萬(wàn)平方公里，占世界海洋總面積的49.8%，占地球總面積的35%。 1.概況 太平洋位于亞洲、大洋洲、南極洲和南北美洲之間，南北長(zhǎng)約15900km，東西最大寬度約19900km，面積17967.9萬(wàn)平方公里，占世界海洋總面積的49.8%，占地球總面積的35%。太平洋平均深度為4028m，最大深度為馬里亞納海溝，其西南

3、角的查林杰深淵深達(dá)11034m，是目前已知世界海洋的最深點(diǎn)。太平洋是地球上四大洋中最大、最深和島嶼、珊瑚礁最多的海洋。,重要知識(shí),2024/4/4,4,太平洋地區(qū)共有30多個(gè)國(guó)家：西岸有中國(guó)、朝鮮、越南、柬埔寨、老撾、日本等；東岸有智利、秘魯、墨西哥、美國(guó)、加拿大等；南邊還有澳大利亞、新西蘭、薩摩亞、瑙魯、湯加、斐濟(jì)等。此外，還有十幾個(gè)分屬于美、英、法等國(guó)的殖民地。 2.地理 海底地形可分中部深水區(qū)域、邊緣淺水區(qū)域和大

4、陸架三大部分。 3.氣候 太平洋有很大一部分處在熱帶和副熱帶地區(qū)，故熱帶和副熱帶氣候占優(yōu)勢(shì)，它的氣候分布、地區(qū)差異主要是由于水面洋流及附近大陸上空的大氣環(huán)流影響而產(chǎn)生的。 太平洋在寒暖流交接的過(guò)渡地帶和西風(fēng)帶內(nèi)，多狂風(fēng)和波濤，北部以冬季為多，南部以夏季為多，尤以南北緯40°附近為甚。中部較平靜，終年利于航行。,2024/4/4,5,4.洋流 太平洋洋流大致以北緯5°～10&#

5、176;為界，分成南北兩大環(huán)流。北部環(huán)流順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行，由北赤道暖流、日本暖流、北太平洋暖流和加利福尼亞寒流組成；南部環(huán)流逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行，由阿拉斯加暖流、千島寒流、南太平洋逆時(shí)針向環(huán)流、南赤道暖流、東澳大利亞暖流、西風(fēng)漂流、秘魯寒流組成。兩大環(huán)流之間為赤道逆流，由西向東運(yùn)行。 5.交通運(yùn)輸 太平洋在國(guó)際交通上具有重要意義，是聯(lián)系亞洲、大洋洲、北美洲和南美洲的重要?？蘸骄€。經(jīng)過(guò)太平洋東部的巴拿馬運(yùn)河和西南部的馬六甲海峽，分

6、別是通往大西洋和印度洋的捷徑和世界主要航道。海運(yùn)航線主要有：東亞—北美西海岸航線，東亞—加勒比海、北美東海岸航線，東亞—南美航線，東亞沿海航線，東亞—澳大利亞、新西蘭航線，澳大利亞、新西蘭—北美東西海岸航線等。,2024/4/4,6,二、大西洋 大西洋位于歐洲、非洲與南北美洲之間，南接南極洲。面積9 336.3 萬(wàn)平方公里，約占海洋面積的25.4%，大西洋東西狹窄，南北延長(zhǎng)，略呈S形。 1.概況

7、 大西洋位于歐洲、非洲與南北美洲之間，南接南極洲。面積9336.3 萬(wàn)平方公里，約占海洋面積的25.4%，為世界第二大洋。平均深度為3627m，最深處在波多黎各島北方的波多黎各海溝中，深9219m。,2024/4/4,7,2.地理 大西洋從水平輪廓上看，東西兩岸彎曲的程度完全一樣，如把東西兩邊靠攏合拼起來(lái)，幾乎可以完全吻合；從海底地貌看，大西洋的海底形態(tài)非常復(fù)雜，最突出的是呈S形的中央海嶺，此外還有海底盆地

8、、海底峽谷、海底山脈、島弧、海溝和大陸架等不同的地形。 3.氣候 大西洋的氣候南北差別較大，東西兩側(cè)亦有差異。赤道地區(qū)不到1℃，亞熱帶緯區(qū)內(nèi)為5℃，北緯和南緯60°地區(qū)為10℃，但大洋西北部和北極南部超過(guò)25℃。大西洋北部盛行東北信風(fēng)，南部盛行東南信風(fēng)。,2024/4/4,8,4.洋流 大西洋的洋流南北各成一個(gè)環(huán)流系統(tǒng)；北部環(huán)流為順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行，由北赤道暖流、安的列斯暖流、墨西哥灣暖流、加那利寒流

9、組成，其中墨西哥灣暖流延長(zhǎng)為北大西洋暖流，遠(yuǎn)入北冰洋；南部環(huán)流為逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行，由南赤道暖流、巴西暖流、西風(fēng)漂流和本格拉寒流組成。在兩大環(huán)流之間有赤道逆流，赤道逆流由西向東至幾內(nèi)亞灣，稱為幾內(nèi)亞暖流。 5.交通運(yùn)輸 大西洋航運(yùn)發(fā)達(dá)，東、西分別經(jīng)蘇伊士運(yùn)河及巴拿馬運(yùn)河溝通印度洋和太平洋。海輪全年均可通航，世界海港約75%分布在這一海區(qū)。主要航線有歐洲和北美的北大西洋航線，歐洲、亞洲、大洋洲之間的遠(yuǎn)東航線，歐洲與墨西哥灣和

10、加勒比海之間的中大西洋航線，從西歐沿非洲大西洋岸到開(kāi)普敦的航線。,2024/4/4,9,三、印度洋 印度洋是地球上最年輕的大洋，根據(jù)板塊學(xué)說(shuō)原理，印度洋是在距今22500萬(wàn)年～6500萬(wàn)年的中生代時(shí)產(chǎn)生的。 1.概況 印度洋位于亞洲、大洋洲、非洲和南極洲之間，大部分在南半球。面積7492萬(wàn)平方公里，約占世界海洋總面積的20.8%，為世界第三大洋。平均深度為3897m，最大深度為爪哇海溝，深達(dá)7729m。,2

11、024/4/4,10,2.地理 印度洋是地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜的大洋。洋東、西、南面是穩(wěn)定的陸塊，北面為活躍的紅海、亞丁灣大裂谷、喜馬拉雅山和爪哇海溝一線。洋底地貌以洋中脊和洋盆為主。 印度洋洋底有一條“人”字形的海底山脈，這條山脈名叫中央海嶺，是世界大洋中脊的組成部分。 3.氣候 印度洋大部分位于熱帶，夏季氣溫普遍較高，冬季一般僅南緯50°以南氣溫才降至零下。 印度洋北部是地球

12、上季風(fēng)最強(qiáng)烈的地區(qū)之一，在南半球西風(fēng)帶中的南緯40°～60°之間以及阿拉伯海的西部常有暴風(fēng)。,2024/4/4,11,4.洋流 印度洋洋流，南部的海流比較穩(wěn)定，為一逆時(shí)針?lè)较虻拇蟓h(huán)流，由南赤道暖流、莫桑比克暖流、厄加勒斯暖流、西風(fēng)漂流、西澳大利亞寒流組成。北部海流因季風(fēng)影響形成季風(fēng)暖流，冬夏流向相反。冬季逆時(shí)針?lè)较颍募卷槙r(shí)針?lè)较颉?5.交通運(yùn)輸 印度洋是貫通亞洲、非洲、大洋洲的交通要道。

13、東西分別經(jīng)馬六甲海峽和蘇伊士運(yùn)河通往太平洋及大西洋，往西南繞過(guò)非洲南端可達(dá)大西洋。航線主要有亞歐航線和南亞、東南亞、東非、大洋洲之間的航線。,2024/4/4,12,四、北冰洋 北冰洋為亞洲、歐洲、北美洲三洲所環(huán)抱，近于封閉狀，是地球上四大洋中最小、最淺的洋。 1.概況 北冰洋為亞洲、歐洲、北美洲三洲所環(huán)抱。面積1310萬(wàn)平方公里，約相當(dāng)于太平洋面積的1/14，約占世界海洋總面積的4.1%，是地球上四大洋中最

14、小、最淺的洋。平均深度約1117m，利特克海溝最深處達(dá)5449m，是北冰洋最深點(diǎn)。,2024/4/4,13,2.地理 北冰洋地區(qū)大陸與島嶼的海岸線曲折，沿亞洲和北美洲海岸有較寬的大陸架。 北冰洋海底并不是一個(gè)平坦的海盆，而是交相分布著一系列海嶺、海盆、海槽和海溝。其中主要有兩條貫穿海底的海嶺——羅蒙諾索夫海嶺和門(mén)捷列夫海嶺，兩條海嶺把北極海區(qū)分成加拿大海盆、馬卡羅夫海盆和南森海盆。在北冰洋中部還有許多海丘和洼地。

15、 3.氣候 北冰洋氣候寒冷，洋面大部分常年冰凍。海區(qū)最冷月平均氣溫可達(dá)-40℃～-20℃，暖季也多在8℃以下；年降水量?jī)H75mm～200mm，格陵蘭?？蛇_(dá)500mm；寒季常有猛烈的暴風(fēng)。北歐海區(qū)受北大西洋暖流影響，水溫、氣溫較高，降水較多，冰情較輕；暖季多海霧，有些月份每天有霧，甚至連續(xù)幾晝夜。,2024/4/4,14,4.冰山特點(diǎn) 北冰洋冰的覆蓋面積以3月份最大，占北冰洋總面積的87%。即使在覆蓋面積最

16、小的9月份，也占北冰洋總面積的1/2以上，在北冰洋的亞洲、歐洲沿岸各個(gè)邊緣海，除了挪威和巴倫支海的西南部，由于受大西洋暖流影響，冬季一般不結(jié)冰外，其余海區(qū)，冬季形成0.5m～1.8m的岸冰和浮冰，到次年夏季大多融化。北冰洋的中部和距北美大陸不遠(yuǎn)的洋面，即使在7～9月的暖季，也仍然覆蓋厚厚的冰層。 5.洋流 北冰洋系統(tǒng)由北大西洋暖流的分支挪威暖流、斯匹次卑爾根暖流、北角暖流和東格陵蘭寒流等組成。 6.交通運(yùn)輸

17、 北冰洋的海上航運(yùn)，除巴倫支海海域南部一般不凍，經(jīng)常有客貨輪運(yùn)輸外，其他沿岸地區(qū)航運(yùn)非常困難，無(wú)強(qiáng)大的破冰船開(kāi)道，運(yùn)輸船隊(duì)要在這條航線上航行是非常困難的。,2024/4/4,15,子模塊二 海 流Sea Current,學(xué)習(xí)與訓(xùn)練子目標(biāo)掌握海流的定義及分類掌握表層風(fēng)海流成因及特征、冷暖海流的相關(guān)知識(shí)熟悉全球風(fēng)帶與大洋海流系統(tǒng)熟悉世界大洋和中國(guó)近海海流分布概況,2024/4/4,16,重要知識(shí),一、海流的分類

18、 （一）海流按其成因分類 按海流的成因可把海流分為風(fēng)海流、梯度流、補(bǔ)償流和潮流四種。 1. 風(fēng)海流（Wind Current） 風(fēng)海流是海洋上最主要的海流，其強(qiáng)度通常比其他海流強(qiáng)很多。風(fēng)海流是在海面風(fēng)作用下形成的海水水平流動(dòng)。風(fēng)海流又分為定海流和風(fēng)生流兩種。通常將大范圍盛行風(fēng)所引起的流向、流速常年都比較穩(wěn)定的風(fēng)海流稱為定海流，亦稱為海水漂流（Drift）或吹流，而將某一短期天氣過(guò)程或陣性風(fēng)形成

19、的海流稱為風(fēng)生流，風(fēng)海流是對(duì)航海有較大影響的海流。,2024/4/4,17,（1）表層風(fēng)海流的流速。無(wú)限深海的風(fēng)海流表層流速V0可用下面公式計(jì)算： V0=0.0247W/(sinφ)-2 公式中：W為海面風(fēng)速（m/s），φ為本海區(qū)所在的地理緯度。流速V0的單位為kn。公式表明，無(wú)限深海表層風(fēng)海流的流速與海面風(fēng)速成正比，與所在緯度正弦的平方根成反比。海流流速隨著深度的增加逐步減小，到某一深度時(shí)，流速僅

20、為表層流速的5%。,2024/4/4,18,（2）表層風(fēng)海流的流向。根據(jù)著名的埃克瑪理論，在無(wú)限深海中，由于地轉(zhuǎn)偏向力的作用，表層風(fēng)海流的流向在北半球偏于風(fēng)的去向之右約45°；在南半球相反，偏于風(fēng)的去向之左約45°。 在淺海中，流向與風(fēng)向之間的偏角較小，當(dāng)水深較淺時(shí)，流向與風(fēng)向幾乎一致。海流流向隨著深度的增加而逐漸向右（南半球向左）偏轉(zhuǎn)，到某一深度時(shí)，流向與表層海流相反。,2024/4/4,19,2. 地

21、轉(zhuǎn)流 地轉(zhuǎn)流也稱梯度流，其成因類似于大氣運(yùn)動(dòng)中的地轉(zhuǎn)風(fēng)。地轉(zhuǎn)流是指當(dāng)?shù)葔好妫êＣ妫┌l(fā)生傾斜時(shí)，海水的水平壓強(qiáng)梯度力和水平地轉(zhuǎn)偏向力平衡時(shí)的穩(wěn)定海流。根據(jù)引起等壓面傾斜的不同原因，地轉(zhuǎn)流又可分為傾斜流和密度流兩種類型。 （1）傾斜流。指在不均勻的外壓場(chǎng)作用下的地轉(zhuǎn)流。觀測(cè)者若背傾斜流而立，在北半球，海流的右側(cè)等壓面高，海流的左側(cè)等壓面低（南半球相反）。,2024/4/4,20,（2）密度流（Density Curre

22、nt）。密度流不考慮外力的作用，是由于海水密度分布不均勻引起等壓面傾斜而產(chǎn)生的地轉(zhuǎn)流。觀測(cè)者背密度流而立，在北半球海流的右側(cè)等壓面高，密度?。囟雀撸?，海流的左側(cè)等壓面低，密度大（溫度低）；在南半球則相反。,2024/4/4,21,3. 補(bǔ)償流（Compensation Current） 海水的流動(dòng)具有連續(xù)性，若某處的海水流失，必有其他地方的海水流過(guò)來(lái)補(bǔ)償，這種流稱為補(bǔ)償流。補(bǔ)償流有水平方向的，也有垂直方向的。垂直方向的補(bǔ)償流又

23、有上升流（Upwelling）（又稱為涌升流）和下降流（Downwelling）之分。4. 潮流（Tidal Stream，Tidal Current） 由于天體引力而引起的海潮，使海水發(fā)生周期性水平運(yùn)動(dòng)，這種海流稱為潮流。與潮汐類似。潮流有半日潮流、全日潮流和混合潮流3種類型。在大洋中，潮流的量值極小，主要考慮風(fēng)海流。在近海，潮流的量值不可忽視，狹水道中常有強(qiáng)大的潮流。,2024/4/4,22,（二）根據(jù)海流方向與海岸的相對(duì)

24、位置關(guān)系分類 根據(jù)海流方向與海岸的相對(duì)位置關(guān)系，海流可分為沿岸流、向岸流和離岸流。 沿著局部淺海海岸流動(dòng)的海流稱為沿岸流；朝著局部淺海海岸方向流動(dòng)的海流稱為向岸流；背離局部淺海海岸方向流動(dòng)的海流稱為離岸流。（三）根據(jù)海流的熱力性質(zhì)分類 根據(jù)海流本身的熱力性質(zhì)，可將海流分為冷流、暖流、中性流三類。,2024/4/4,23,二、海底地形對(duì)海流的影響 在北半球，當(dāng)海流流經(jīng)水下高地或山脈時(shí)，在上

25、爬過(guò)程中，水深變淺，流速增大，因科氏力增大，將發(fā)生順時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)；流過(guò)海脊之后在下坡過(guò)程中則相反，流速減少，流向逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)。當(dāng)海流經(jīng)過(guò)水下凹地時(shí)，流速變慢，流向發(fā)生逆轉(zhuǎn)；越過(guò)凹地后流速又增大，流向發(fā)生順轉(zhuǎn)。在南半球，也具有類似的變化規(guī)律，只是流向的偏轉(zhuǎn)方向相反。 三、世界大洋表層海流模式 世界大洋表層海流以風(fēng)海流為主，其形成受制于海面風(fēng)場(chǎng)，主要原因是受大氣環(huán)流的影響。,2024/4/4,24,,1. 信風(fēng)流2.

26、赤道逆流3. 西邊界流4. 西風(fēng)漂流5. 東邊界流6. 高緯冷水環(huán)流和南極海流,2024/4/4,25,四、世界海洋表層海流系統(tǒng) 1. 太平洋的海流系統(tǒng) 北太平洋中低緯海域是由北赤道流、黑潮、北太平洋海流和加利福尼亞流所組成的順時(shí)針暖水環(huán)流系統(tǒng)；高緯海域是由北太平洋海流、阿拉斯加海流、阿留申海流和親潮所組成的逆時(shí)針冷水環(huán)流系統(tǒng)。 2. 大西洋的海流系統(tǒng) 在北大西洋中低緯海域主要是由北赤

27、道流、墨西哥灣流、北大西洋海流和加那利海流所組成的順時(shí)針海流系統(tǒng)；高緯海域主要是由北大西洋海流、愛(ài)爾明格海流、東格陵蘭海流、西格陵蘭海流和拉布拉多海流所組成的逆時(shí)針冷水環(huán)流系統(tǒng)。 3. 印度洋的海流系統(tǒng) 北印度洋的海流主要受季風(fēng)影響，稱為季風(fēng)流。冬季北印度洋在東北季風(fēng)作用下，引起東北季風(fēng)海流。夏季北印度洋盛行西南季風(fēng)，引起西南季風(fēng)海流。 4. 紅海和亞丁灣的海流系統(tǒng) 紅海和亞丁灣海流主要受

28、季風(fēng)影響。 5. 地中海和黑海的海流系統(tǒng) 地中海的海流總體上為逆時(shí)針?lè)较颦h(huán)流，其中非洲沿?；臼菛|流，歐亞沿?；緸槲髁鳌?2024/4/4,26,2024/4/4,27,五、中國(guó)近海及鄰近海區(qū)的海流系統(tǒng) （一）渤海、黃海和東海的海流 我國(guó)渤海、黃海和東海的海流是由外海流和沿岸流兩海流系組成，具有氣旋式環(huán)流的特征。 1. 外海流系 外海流系是由黑潮主干及其分支組成的。黑潮起源于

29、北太平洋上的北赤道流。自東向西的北赤道流在菲律賓東岸受阻后向南北分流：向南一支流沿棉蘭老島海岸南下；向北一支流就是著名的黑潮，它沿菲律賓北部諸島北流，在向北流的過(guò)程中，除有一部分流入巴士海峽外，其主流沿我國(guó)臺(tái)灣東部流向東北，進(jìn)入東海，并沿大陸坡流向東北。 2. 沿岸流系 由于我國(guó)沿岸有許多大小不同的江河入海，構(gòu)成沿岸流系。,2024/4/4,28,（二）南海的海流 我國(guó)的南海位于熱帶季風(fēng)

30、區(qū)，夏季盛行西南風(fēng)，冬季盛行東北風(fēng)，季風(fēng)方向與海區(qū)長(zhǎng)軸一致，有利于穩(wěn)定流系的發(fā)展。南海表面環(huán)流在風(fēng)的作用下，具有季風(fēng)漂流的特性。 （三）中國(guó)近海及鄰近海區(qū)海流的季節(jié)變化 對(duì)于外海流系來(lái)說(shuō)，一般受黑潮及其本源（北赤道流）的季節(jié)變化、季風(fēng)作用、沿岸流系消長(zhǎng)、底層冷水削弱作用和海區(qū)水量平衡等因素的影響。黑潮四季變化無(wú)一定的規(guī)律性，有的年份冬強(qiáng)夏弱，有的年份夏秋強(qiáng)冬春弱或冬夏相同。 影響沿岸流系季節(jié)變化的主要因素是沿

31、岸江河大陸徑流的年變化和季風(fēng)的影響。我國(guó)沿海主要河流的徑流量，夏季最大，冬季最小，沿岸流系的消長(zhǎng)與之對(duì)應(yīng)。,2024/4/4,29,子模塊三 海 浪Sea Wave,學(xué)習(xí)與訓(xùn)練子目標(biāo)掌握波浪的要素及分類掌握風(fēng)浪、涌浪和近岸浪的特征了解波流效應(yīng)和水氣溫差對(duì)海浪的影響了解波高的測(cè)算及有效波高的含義熟悉世界大洋主要大風(fēng)浪區(qū)及其成因和中國(guó)近岸風(fēng)浪的分布情況了解海嘯及風(fēng)暴潮相關(guān)知識(shí),2024/4/4,30,重要知識(shí),一、波浪要

32、素波峰： 波面的最高點(diǎn)； 波谷： 波面的最低點(diǎn)；波高H： 相鄰的波峰與波谷間的垂直距離；波長(zhǎng)λ：相鄰的兩個(gè)波峰（或波谷）間的水平距離，單位米；波陡δ：波高與波長(zhǎng)之比（? =H/?），它是表示波形陡峭的量；波幅a： 波高的一半稱為波幅；周期T： 兩相鄰的波峰（或波谷）相繼通過(guò)一固定點(diǎn)所需時(shí)間， 單位為秒；波速c： 波形傳播的速度，即波峰（或波谷）在單位時(shí)間內(nèi)的水 平位移；波峰線：沿垂直于波浪傳播方向通過(guò)波

33、峰的線叫波峰線；波向線：垂直于波峰線的線叫波向線；,2024/4/4,31,二、海洋波浪的分類 （一）按波浪的周期和成因分類 1.海浪 （1）風(fēng)浪 由風(fēng)直接作用引起的水面波動(dòng)，稱為風(fēng)浪。風(fēng)浪特征，周期較短，波面不規(guī)則，波長(zhǎng)短。波向與風(fēng)向一致，波高取決于風(fēng)力、風(fēng)區(qū)、風(fēng)時(shí)。 風(fēng)浪成長(zhǎng)與風(fēng)速，風(fēng)時(shí)和風(fēng)區(qū)的關(guān)系: 風(fēng)速：一般風(fēng)速越大產(chǎn)生的風(fēng)浪也越大。這只適用于風(fēng)時(shí)和風(fēng)區(qū)不受限制時(shí)。

34、 風(fēng)時(shí)：同一方向的風(fēng)連續(xù)作用的時(shí)間。一般對(duì)水面持續(xù)作用的時(shí)間越長(zhǎng)，海水所獲得的動(dòng)能越大，風(fēng)浪也越大。 風(fēng)區(qū)：指風(fēng)在海上吹過(guò)的距離。風(fēng)區(qū)的大小對(duì)風(fēng)浪的成長(zhǎng)起著不可忽視的作用，若風(fēng)區(qū)的長(zhǎng)度不夠，風(fēng)浪也不能充分發(fā)展。,2024/4/4,32,過(guò)渡狀態(tài)：風(fēng)吹到大洋上，風(fēng)浪隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而增大。風(fēng)浪的成長(zhǎng)取決于風(fēng)時(shí)長(zhǎng)短。定常狀態(tài)：指恒定的風(fēng)長(zhǎng)時(shí)間吹在有限的水域上，使海面各點(diǎn)的風(fēng)浪要素趨于穩(wěn)定。風(fēng)浪充分成長(zhǎng)狀態(tài)：風(fēng)速越大，風(fēng)時(shí)

35、越長(zhǎng)，風(fēng)浪就越發(fā)展。但風(fēng)浪的發(fā)展不是無(wú)限的，當(dāng)波陡接近1/7時(shí)，波浪開(kāi)始破碎。這是因?yàn)轱L(fēng)傳給風(fēng)浪的能量，一部分用于增大波高，一部分消耗于渦動(dòng)引起的摩擦，當(dāng)風(fēng)傳給風(fēng)浪的能量與渦動(dòng)摩擦消耗的能量相平衡時(shí)，風(fēng)浪不再繼續(xù)增大，即風(fēng)浪達(dá)到極限狀態(tài)，這種狀態(tài)稱為風(fēng)浪充分成長(zhǎng)。海上實(shí)際風(fēng)浪的最大高度估計(jì)可能達(dá)到25m左右。,風(fēng)浪充分成長(zhǎng)的三種狀態(tài),2024/4/4,33,結(jié)論：風(fēng)浪成長(zhǎng)主要與風(fēng)速、風(fēng)區(qū)和風(fēng)時(shí)有關(guān)。風(fēng)速越大，風(fēng)浪充分成長(zhǎng)所需要的最小風(fēng)區(qū)

36、越大和最小風(fēng)時(shí)越長(zhǎng)。另外還受水深及海域特征等因素影響。,2024/4/4,34,（2）涌浪（Swell） 風(fēng)浪離開(kāi)風(fēng)區(qū)后傳到遠(yuǎn)處，或風(fēng)區(qū)里的風(fēng)停息后所遺留下的波浪。 涌浪特征：波形規(guī)則，波面光滑，波速較快，波長(zhǎng)和周期較大，波陡小。 涌浪傳播過(guò)程中,在波高衰減的同時(shí)，波長(zhǎng)和周期增大,波速加快,比風(fēng)暴的移速快很多,可以作風(fēng)暴來(lái)臨的先兆，亦稱先行波。,2024/4/4,35,（3）近岸浪(Coastal W

37、ave) 風(fēng)浪或涌浪傳至淺水或近岸區(qū)域后，因受地形影響將發(fā)生波向折射和繞射、波高增大、波浪倒卷和破碎等一系列變化，稱為近岸浪或拍岸浪。 特征： ① 波向折射和繞射。 ② 波長(zhǎng)變小，波高增大。 ③ 岬角處浪高，海灣內(nèi)浪小。 ④ 波浪卷倒和破碎。,2024/4/4,36,2.海嘯 (Tsunami) 海嘯主要是由淺源地震引起的,又稱地震波.其

38、波長(zhǎng)長(zhǎng)、波速快，在大洋中波高不明顯，當(dāng)傳至近岸時(shí)波高可巨增至10m以上，最大可達(dá)25m，對(duì)沿海地區(qū)危害甚大。 3.內(nèi)波 (Internal Wave) 在海洋中，密度相差較大的水層界面上的波動(dòng)稱為內(nèi)波?？稍诟鞣N深度的海洋中產(chǎn)生，其波高比表面波大的多，常可達(dá)幾十米，甚至近百米。會(huì)產(chǎn)生“死水”和“共振”現(xiàn)象，遇此現(xiàn)象時(shí)應(yīng)改變航向或航速。,2024/4/4,37,4. 潮汐波（Tidal Wave） 海水在月球和

39、太陽(yáng)引潮力作用下發(fā)生的長(zhǎng)周期波稱為潮汐波，由此引起的海面周期性漲落稱為潮汐，所引起的海水周期性的水平流動(dòng)稱為潮流。潮汐波又稱潮波或天文潮。 5. 風(fēng)暴潮（Storm Surge） 因強(qiáng)熱帶風(fēng)暴、臺(tái)風(fēng)、寒潮等強(qiáng)風(fēng)暴影響引起的海面異常升高、潮位大大超過(guò)平常潮位的現(xiàn)象。統(tǒng)計(jì)表明，氣壓每降低1hPa，海面大約升高1cm。 風(fēng)暴潮可分溫帶風(fēng)暴潮和熱帶風(fēng)暴潮兩類，前者多發(fā)生在春秋季節(jié)，中緯度沿海地區(qū)；后者多見(jiàn)

40、于夏秋季節(jié)，中低緯度沿海地區(qū)。,2024/4/4,38,（二）按波長(zhǎng)相對(duì)于水深的關(guān)系分類 按波長(zhǎng)相對(duì)于水深的大小，可以將海洋上的波浪分為深水波和淺水波兩種類型。 1.深水波 海深相對(duì)于波長(zhǎng)較大的波稱為深水波。當(dāng)水深大于1/2的波長(zhǎng)時(shí)，海底對(duì)波動(dòng)影響就可忽略，這種波動(dòng)具有深水波的特性。 由于海底對(duì)深水波波動(dòng)的影響被忽略，因此，深水波的波速與波長(zhǎng)和周期有關(guān)，而與水深無(wú)關(guān)。深水波中海面水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)

41、軌跡是以波高為直徑的圓。 2.淺水波 波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于海深的波稱為淺水波。當(dāng)波長(zhǎng)大于水深的20倍時(shí)，海底摩擦對(duì)波動(dòng)影響顯著。 由于海底摩擦的影響，淺水波波速只取決于水深，而與波長(zhǎng)和周期無(wú)關(guān)。淺水波中海面水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓。,2024/4/4,39,有效波高H1/3：是波浪預(yù)報(bào)的一個(gè)重要指標(biāo)。實(shí)際上，海面波高極不規(guī)則，連續(xù)觀測(cè)一列波，按波高大小依次排列，其中前1/3較大波的平均波高稱為有效波高，以符號(hào)Hl/3

42、表示。同樣可定義出H1/10， H1/100，H1/1000等統(tǒng)計(jì)波高。 H:0.63 ；H1/10 ：1.27；H1/100 :1.61；H1/1000 :1.94 H1/3大于平均波高H，在100個(gè)連續(xù)波中有一個(gè)大波的波高超過(guò)H1/3的1.5倍稍多些，在1000個(gè)連續(xù)波中有一個(gè)大波的波高接近H1/3的2倍。,三、有效波高(H1/3),2024/4/4,40,四、流波效應(yīng)和水氣溫差對(duì)波浪的影響,1.流波效應(yīng):海

43、流對(duì)波浪的顯著影響，稱為流波效應(yīng)。如果浪向與流向成一定的夾角，則波浪通過(guò)海流后不僅波高及波長(zhǎng)發(fā)生變化，而且波浪的傳播方向也發(fā)生改變。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)海流流速為2kn～3kn、風(fēng)速為10m/s～15m/s時(shí)，波浪和海流反向或接近于反向時(shí)，其波高比無(wú)流波時(shí)大20%～30%左右，并產(chǎn)生部分波浪破碎或全部破碎。 2.水氣溫差:在風(fēng)速相等的情況下，氣溫低于海溫時(shí)波高增大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，氣溫比海溫每低1℃，波高增大約5%。如氣溫比海溫每低10℃，波

44、高增大約50%。 在冬季西北太平洋中高緯海域，強(qiáng)盛的鋒面氣旋，氣溫低于海溫，加之流波效應(yīng)，有時(shí)出現(xiàn)比預(yù)料高2-3倍的異常大浪，是海事多發(fā)的海域，有“魔鬼海域”之稱。,2024/4/4,41,世界大洋上的狂風(fēng)惡浪海域主要有：冬季北太平洋中高緯海域，冬季北大西洋中高緯度海域和夏季北印度洋海域。此外，南半球的咆哮西風(fēng)帶終年盛行狂風(fēng)惡浪。著名的比斯開(kāi)灣和好望角都處在重要航道上，由于它們都位于上述大風(fēng)浪區(qū)中，再加上特定的地理?xiàng)l件和地