物理海洋学

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世界海洋的水深測量.

物理海洋学英语:Physical oceanography)研究海洋與鄰近之大氣的各种物理性质,以及牽涉海洋所发生的各种物理现象。主要研究主題包括海流潮汐波浪、海水循環、海水及海底沉积物的物理性質、海水與大氣間的關係等。物理海洋学是海洋学的几个子领域之一,其他包括海洋生物学海洋化学英语Ocean chemistry海洋地质学

物理海洋學可以細分為描述性海洋學和動態物理海洋學[1] 。描述性物理海洋學旨在通過觀察和復雜數值模型研究海洋,描述盡可能精確的流體運動。動態物理海洋學則主要側重於控制流體運動的過程,強調理論研究和數值模型。 這些與氣象學共同是地球物理流體動力學英语Geophysical fluid dynamics(GFD)大型領域的一部分。

地理環境[编辑]

地球約97%的水都在海洋之中。海洋是絕大多數水汽的來源,大氣中的水汽凝結,形成陸地上的降水[2][3]。海洋巨大的熱容緩和了地球的氣候,吸收各種氣體影響大氣的組成[3] 。海洋甚至透過海底變質作用影響火山岩的形成,以及隱沒帶產生的火山氣體岩漿[3]

海洋的深度遠大於大陸的高度; 由地球陸高海深曲線的測量表明,地球的平均海拔高度只有840公尺,而海洋的平均深度是3800公尺。 但相對於陸地,海底山脈壕溝等極端情況比較少[2]。海洋的面積、體積,以及平均和最大深度(不包括陸緣海):

洋别 实际面积(平方千米) 佔地球表面
(百分比)
最大深度
(米)
平均深度
(米)
容积
(立方千米)
太平洋 179,680,000 35.0% 11,034 4,028 723,700,000
大西洋 93,363,000 18.0% 9,219 3,627 337,540,000
印度洋 74,917,000 14.9% 7,729 3,897 291,900,000
北冰洋 13,100,000 2.9% 5,449 1,200 16,690,000
南冰洋 20,327,000 未计 7,236 4,500 71,800,000
总计 361,000,000 70.8% 11,034 3,790 1,300,000,000

溫度、鹽度與密度[编辑]

世界海洋圖集英语World Ocean Atlas表面密度。

由於世界海洋絕大多數是深水,海水平均溫度較低,大約75%海洋體積的溫度為0°C至-5°[2]。相同的百分比下的海水鹽度範圍在34-35 ppt(3.4-3.5%)[2]。然而,表層海水仍然有很多變化。表面溫度範圍可以從熱帶海域約35°C,到極點附近降至冰點鹽度可能在10至41 ppt(1.0-4.1%)之間變化 [4]

溫度的垂直結構可分為三個基本層,梯度低的表面混合層英语Mixed layer、梯度高的溫躍層,以及深水層。在溫度方面,海洋分層與緯度高度相依; 溫躍層在熱帶地區明顯,但在極地水域不存在[4])。海水中的鹵素通常位於表面附近,蒸發會升高熱帶地區的鹽度,極地地區則因為融冰而稀釋[4]。鹽度和溫度隨著深度的變化改變了海水的密度,形成斜密層英语pycnocline[2]

循環[编辑]

科里奥利力[编辑]

埃克曼傳輸[编辑]

朗繆爾環流[编辑]

參見[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ D.,, Talley, Lynne; L.,, Pickard, George; J.,, Emery, William; (Oceanographer),, Swift, James H. Descriptive physical oceanography : an introduction. ISBN 9780750645522. OCLC 784140610. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 Pinet, Paul R. Invitation to Oceanography 3rd. St. Paul, MN: West Publishing Co. 1996. ISBN 0-7637-2136-0. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Hamblin, W. Kenneth; Christiansen, Eric H. Earth's Dynamic Systems 8th. Upper Saddle River: Prentice-Hall. 1998. ISBN 0-13-018371-7. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 Marshak, Stephen. Earth: Portrait of a Planet. New York: W.W. Norton & Company. 2001. ISBN 0-393-97423-5.