海洋学第四章海洋中的热收支和水

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1、上章回顾：海水物理性质海水的热容(比热容，定压～，定容～)、热膨胀系数、压缩系数、蒸发潜热、饱和水气压；位温、位密概念；海水的盐度及海水状态方程的相关概念海水结冰与淡水结冰的区别海冰与海洋状况关系第四章海洋中的热收支和水平衡第一节海洋热收支（一）海面热收支（二）海洋内部热交换第二节海洋中的水平衡（循环）第一节海洋热收支（一）海面热收支长波辐射短波辐射！万物生长靠太阳一、太阳辐射Qs：表面温度：6000K每分钟：热能250亿亿卡相当于4亿吨烟煤一、太阳辐射Qs：能量99.9%：0.2-10微米<0.4微米,9%

2、0.4-0.76微米，44%>0.76微米,47%一、太阳辐射Qs：太阳常数地球在地日平均距离处，和太阳光线垂直的大气上界的单位面积、单位时间接受的总辐射能，记为S0S0=1367±7W·m-22.射达海面的太阳总辐射是太阳直达辐射和散射辐射两部分之和。一、太阳辐射Qs：3.辐射定律：斯蒂芬—波尔兹曼定律：任何温度高于绝对零度的物体都能以辐射的形式向外释放能量，它与绝对温度Tk的4次方成正比。维恩（Wien）定律：辐射能量的最大波长与辐射体表面的绝对温度成反比。太阳向地球放射的辐射是短波辐射地球受热后向外放射

3、的辐射称是长波辐射C=2898微米·K4.影响因素：1)太阳高度h（太阳光线与地球观测点的切线之间的夹角）2)大气透明度3)天空中的云量、云状CBAhEEh5.总辐射能分布：随纬度的分布：1)、全年总辐射能随纬度升高而减小；2)、除赤道地区外，夏半年均高于冬半年，且差值随纬度升高而增大；3)、经向梯度夏半年小于冬半年。？1？2为什么海洋底部冷？图：向海洋中传递的太阳辐射能量6.进入海水中的辐射能：主要被表层海水吸收，随深度增加指数衰减。二、海面有效回辐射Qb：定义：海面向大气的长波辐射与大气向海洋的回辐射之差

4、海面的长波辐射要比大气回辐射的量值大，交换的结果恒为海洋失去热量。二、海面有效回辐射Qb：影响因素：A、海面水温B、空气中的湿度C、云量、云状分布：表面水温和海洋上层的相对湿度的日变化和年度变化相对较小，则Qb随纬度及季节变化小辐射平衡：平均而言，全球的太阳辐射QS比海面有效回辐射Qb大对海气间热交换起重要作用蒸发使海洋失热三、蒸发潜热Qe辐射平衡的约90%影响因素：A.大气中水汽垂直梯度B.风速C.水气温差1）Twater>Tair2）Tair>Twater三、蒸发潜热Qe平流雾广西柳州平流雾2009-03

5、-20山东烟台平流雾2009-02-11空间分布及季节变化：(a)经向（南北）：赤道区小（相对湿度大，风速小）高纬度海区小（温度低，水汽含量少）副热带和信风带海区大（气流下沉，空气干燥，气温高，风大）(b)季节变化：冬季最强（风速大，水汽压差大，水温高于气温，空气层结不稳）三、蒸发潜热Qe四、感热交换Qh海气温度不等，通过热传导也有热量传递。辐射平衡的约10%有两个影响因素：海面风速海气温差分布：寒暖流区较强季节变化：冬季强，夏季较小鲍恩比：感热Qh/潜热Qe五、海面年平均热收支随纬度变化QeQs-QbQtQ

6、h？Qt大于0，持续升温吗？（二）海洋内部热交换一、铅直方向上的热输运Qz1.湍流（从上往下）2.冷涡、暖涡3.对流（从下往上）（二）海洋内部热交换二、水平方向热输送QA海流；经线方向明显（二）海洋内部热交换三、海洋中全热量平衡Qt的绝对值越大时，则相应地升温或降温的速率将越快。第二节海洋中的水平衡（循环）一、影响因子：1、蒸发：44万km3.124～126cm/a赤道附近小，南、北副热带海域极大值，向高纬迅速减小2、降水：41万km3,113.7cm/a.赤道海域降水量最大，副热带海域减小，南北两半球的极锋

7、附近增多，向极方向迅速减少。第二节海洋中的水平衡（循环）一、影响因子：3、大陆径流、地下水：2.92万km3,大西洋最多，亚马逊(第一径流)，密西西比(第二大河)，刚果(第二大径流)，全部注入大西洋，可使海面上升23cm/a.印度洋次之，太平洋最少。长江(第三径流)只及亚马逊18.9%。全部注入，使太平洋海面上升7cm/a。4、结冰与融冰:局地影响二、水平衡方程1、方程对整个世界大洋、全年或多年平均2、水平衡对盐度的影响世界大洋表层盐度分布取决于蒸发和降水量之差。(E-P)∝S低纬度海区：降水大于蒸发,P-E

8、>0,S低。副热带海区：蒸发大于降水,P-E<0，S高。副极地海区：多云带，蒸发少，S低。局部地区各大洋的情况北冰洋：径流大，蒸发量小，水量盈余，盐度低，冰点升高，易结冰。太平洋：降水最多，降水+径流>蒸发，水量盈余，平均盐度低。大西洋：降水少，蒸发>降水+径流，导致水位损失12cm/a。平均盐度高。本章掌握影响海面热收支的因素；太阳辐射，有效回辐射，蒸发耗热，感热交换受影响的因素海洋水循环的过程海