物理海洋學
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物理海洋學(英語:Physical oceanography)研究海洋與鄰近之大氣的各種物理性質,以及牽涉海洋所發生的各種物理現象。主要研究主題包括海流、潮汐、波浪、海水循環、海水及海底沉積物的物理性質、海水與大氣間的關係等。物理海洋學是海洋學的幾個子領域之一,其他包括海洋生物學、海洋化學和海洋地質學。
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(GFD)大型領域的一部分。
地理環境
[編輯]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和岩漿[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,海底山脈和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):
洋別 | 實際面積(平方千米) | 佔地球表面 (百分比) |
最大深度 (米) |
平均深度 (米) |
容積 (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 | 未計 | 7,236 | 4,500 | 71,800,000 |
總計 | 361,000,000 | 70.8% | 11,034 | 3,790 | 1,300,000,000 |
溫度、鹽度與密度
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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、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]。鹽度和溫度隨着深度的變化改變了海水的密度,形成斜密層[2]。
循環
[編輯]科里奧利力
[編輯]埃克曼傳輸
[編輯]朗繆爾環流
[編輯]參見
[編輯]參考資料
[編輯]- ^ D.,, Talley, Lynne; L.,, Pickard, George; J.,, Emery, William; (Oceanographer),, Swift, James H. Descriptive physical oceanography : an introduction. ISBN 9780750645522. OCLC 784140610.
- ^ 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.
- ^ 3.0 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.
- ^ 4.0 4.1 4.2 Marshak, Stephen. Earth: Portrait of a Planet. New York: W.W. Norton & Company. 2001. ISBN 0-393-97423-5.
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