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海流

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海流是指海洋中的海水具有相对稳定流速的运动,它是海水运动形式之一。流速单位用(Kn) 和海里(n mile) /日(d) 表示。海流的方向是指去向,常用8个方位或度为单位表示。例如,由西向东流动,流向为90° ,称为东流。海流的主轴是指海流流动方向流速最大点的连线。海流的规模常用垂于主轴的水平宽度和上下厚度来表示。海流的强弱一般用平均流速或平均流量表示。海流的一般运动形态有水平方向、垂直向上、垂直向下3种形式,通常将水平方向的流动称为海流,将垂直方向的流动称为上升流(又称涌升流)和下降流。海流按其成因大致可分为风海流、地转流、补偿流3类。依据海流本身的温度高于或低于它所流经海区的温度,又可分为暖流和冷流(寒流)2类。根据海流方向与海岸的相对位置,还可分为沿岸流、向岸流和离岸流3种形式。在生产实践中,有时还把海岸带的海流分为潮流和余流。我们通常在海岸带实测到的海流,实际是潮流、风海流、地转流等叠加后的合成海流,可分解为周期性的潮流和非周期性的余流。海流实际上是多种因素作用的结果,但其中必有一种因素起主要作用。

风海流:又称风流,是海洋上最主要的海流,其强度通常也比其他海流强。是在海面风作用下形成的海水流动。当风向不变的风持续吹过海面时,会对海面产生切应力(拖曳效应),在该力的作用下,表面海水会沿着风的去向流动。开始时因海水受到地转偏向力和下层静止海水对上层运动海水的粘滞作用,其流动尚不稳定; 当切应力与摩擦力和地转偏向力达到平衡时,便形成稳定的海流。通常把大范围盛行风引起的流向和流速常年都比较稳定的风海流称为定海流,亦称为漂流或吹流;而将某一短期天气过程或阵性风形成的海流称为风生流。在远离海岸的深海中,由于地转偏向力的作用,表层风海流的流向(北半球)则偏于风的去向右方约45°;在近岸浅海中,流向与风向之间的偏角较小,当水深很小时,流向与风向基本一致。

地转流:又称梯度流。是在等压面(海面) 发生倾斜时所产生的水平压强梯度力,使水平面上各点受到的压力不相等,形成海水由压力大的地方向压力小的地方流动。当水平压强梯度力与水平地转偏向力平衡时,便形成稳定的海流。根据引起等压面倾斜的原因不同,该流又可分为倾斜流和密度流2 种类型。

1.倾斜流: 是由海面上大气压分布不均、大河入海的河口或迎风的海边出现的海水不均匀堆积,使海面发生倾斜,这时便产生一个自海面到海底,大小均相等的水平压强梯度力,使海水发生运动。开始运动时,因受到地转偏向力的作用,海水的流动方向(北半球)不断向右偏转。当流动稳定后,其流向偏于压强梯度力的右方90° ,沿着等压面与水平面的交线流动。流速大小与等压面的倾斜程度有关,倾斜度越大,水平压强梯度也越大,流速就越大。倾斜流方向和大小不随海水深度改变。

2.密度流:是由太阳辐射热量于海面上,使海水密度分布不均匀,造成海水密度分布有差异。水温较高的地方海水密度小,海面较高; 而水温较低的地方海水密度大,海面较低,从而导致海面由高温海区向低温海区倾斜,形成的海水流动。因海水的倾斜度是上层大,下层小,到某一水深后倾斜基本消失,故密度流随着水深的增加而减弱。

补偿流:因海水的流动是连续的,某处的海水流失,邻近海区的海水即随之流过来 补偿而形成的海水流动。补偿流有水平方向和垂直方向两种。垂直方向的补偿流又有上升流(又称涌升流)和下降流之分。沿岸海区,由向岸风或离岸风造成的增、减水,是形成垂直补偿流的主要因素。上升流的海水由深层上升地流动,下降流的海水由表层被迫下沉地流动。因为海水的温度是随深度的增加而降低,所以在有上升流的海区常出现低温。

冷流:又称寒流。是水温低于流经海区水温的海流,通常由高纬度流向低纬度。

暖流:是水温高于流经海区水温的海流,通常由低纬度流向高纬度。

中性流:是水温与流经海区水温基本一致的海流,通常沿东西方向流动。

海流有各种不同的表示方法,多以矢量分布图来表示海洋表层的海流。常用的有流场分布图和海流频率玫瑰图。流场分布图是表示海洋某一时刻或某一段时间内的平均流况,常以观测点或网格内的平均流速矢量表示,箭矢方向表示海流方向,以箭矢长度、粗细、羽毛数或标值表示流速大小; 图上常以红色代表暖流,蓝色代表冷流(寒流)。海流频率玫瑰图有海流花图和风花图,两图类似,矢向表示各网格区中该方向上的流向,矢量长度表示该方向流速出现的频率;平均流速则以矢量的粗细或不同形式的箭矢表示; 该图多见于航海气候资料中。

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