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主题17 海水运动 第一部分 基础知识 29000只小黄鸭和洋流的故事 1992年1月10日,一艘载着2.9万只黄色小鸭玩具的货船在太平洋中央沉没,从此小黄鸭们随着洋流开始了它们的漂流生涯: 1992年11月16日,玩具们赶上洋极环流,结果一度被冻在寒冷的浮冰里,经过苦苦“挣扎”和“等待”才开始慢慢漂向阿拉斯加海岸。1995年早些时候,经过3年的海上漂流,玩具们途径阿拉斯加、日本、北美等地,一些鸭子玩具在夏威夷海域被发现。1995年至2000年,部分玩具脱离洋极环流,开始向北漂流,通过白令海峡进入北极冰冷的水域。2000年,部分玩具进入北大西洋海域,开始向南漂流。之后,一些玩具抵达美国东北部海岸。2001年,在“泰坦尼克”号沉船地点发现玩具的踪影。2003年7月至12月,玩具开始抵达美国、加拿大和冰岛等地海岸。当年订购这些玩具的美国The First Years公司表示,愿意以每只100美元的高价将鸭子收回。2007年,鸭子舰队抵达英国和爱尔兰海岸。 你能否在学习完本主题内容后,说出这些小黄鸭中间经历过哪些洋流? 海水运动形式 海水运动形式复杂多样,表层海水最主要的运动形式有波浪、潮汐、洋流。下面,我们依次就三种运动形式进行介绍。 一、波浪 1、概念 海水的波状起伏。 2、形成原因 风吹过海面并将能量传递给水体时形成。风越大,波浪也就越大。海浪 3、波浪的要素 (1)波峰、波谷、波高和波长。(如下图) (2)波浪能够影响到的海水深度 = 1/2波长。当波浪逐渐向海岸浅水区靠近,受海底摩擦作用,能量衰减,原本规则的波浪会发生破碎、倒卷,称为近岸浪或拍岸浪。最终形成白色浪花,涌向海滩。 4、海浪的影响 (1)塑造海岸地貌;【详见“海岸地貌”主题】 (2)波浪能是一种重要的海洋能资源,可用来发电; 补充 波浪能发电的优缺点 ① 优点 无污染;可再生;储量大;分布广 ② 缺点 利用地点局限在海岸附近;容易受到海洋侵袭;成本高;规模小;能量密度低;不稳定。 (3)为冲浪运动提供条件; (4)影响海洋捕捞、航行、勘探及其他海上作业活动; (5)海啸、风暴潮给沿岸带来危害 ① 海啸:海底地震、火山喷发或水下滑坡、坍塌引起海水的波动,并因此形成的巨浪,能量巨大。 ② 风暴潮:在强风作用下,近岸地区海水水位急剧升降。当强风与海水涨潮同时发生时,海水水位暴涨,风暴潮来势倍增。 5、对海浪的防御和利用 (1)密切关注海浪预报,合理安排滨海和海上活动; (2)发展技术,利用海浪发电; (3)选择合适的沿海海域,建设冲浪运动场所; (4)通过工程措施和生物措施减缓对海岸的侵蚀、保护海岸。 二、潮汐 潮汐相关知识已分为两部分在其他主题详细介绍,在此不再赘述。 1、大小潮与月相【详见“海岸地貌”主题】 2、潮汐与海岸地貌【详见“月相”主题】 三、洋流 1、概念 海洋中的海水,常年比较稳定地沿着一定方向作大规模的流动。 2、分类 (1)按海水温度分 ① 寒流:从水温高的海域流向水温低的海域的洋流。 ② 暖流:从水温高的海域流向水温低的海域的洋流。 【注意:高纬流向低纬不一定是寒流,低纬流向高纬也不一定是暖流。寒暖流的判断依据只能是水温。】 (2)按成因分 ① 风海流:洋流主要的动力来源于盛行风,如信风带、西风带、季风影响的海域,风吹海面在波浪上施加风压,迫使海水向前流动,形成风海流。 ② 密度流:是由于海水密度差异(或重力差异)导致的洋流。密度流流向一般是:表层海水从密度小的海域流向密度大的海域;深层海水相反,从密度大海域的流向密度小的。其原理如下: 拓展 密度流原理 假设在一个容器内,一侧盛油、一侧盛水,两者密度不同。当把中间的挡板去掉后,会发现:水从表面上向油一侧移动,油从底部向水一侧移动。 同样的道理,当密度不同的海水相遇时,表层海水从密度大流向密度小,深层海水从密度小流向密度大。 如地中海海域封闭、蒸发强、密度大,表层洋流从地中海流向大西洋;红海、波斯湾密度大,表层洋流从两海域流向印度洋。 ③ 补偿流 在一些海区,由于风力或者其他因素,导致海水流失,相邻海域的海水就会汇集过来补充,这样形成的洋流就称为补偿流。补偿流又可分为水平补偿流和垂直补偿流(上升流、下降流)。 水平补偿流 典型的水平补偿流,如赤道逆流。赤道大洋东部由于受南北赤道暖流西流输出影响,海平面较低,因此在赤道无风带就形成了向东的一条补偿流,即赤道逆流。 垂直补偿流 典型的上升流,如秘鲁寒流。副热带地区西海岸盛行信风,并且是离岸风,导致表层温暖的海水被吹走,下层富有营养盐的冷水上涌进行补充,形成上升流。关于下降流高中阶段不涉及。 3、世界表层洋流分布规律 世界表层洋流分布图 (1)世界表层洋流分布一般模式 通过观察太平洋、大西洋、(南)印度洋的洋流分布,可以得到类似“8”、“0”的分布规律。赤道以北的洋流流向按“8”的顺序,赤道以南的洋流流向按“0”的顺序。(如右图) 当然,这与全球风带的分布有密切相关性。信风带影响的海域洋流向西流,西风带影响的海域洋流向东流。(如右图) 有以下几个洋流需要注意: ① 西风漂流:南半球西风带内几乎都是海洋,没有陆地阻挡,因此西风漂流是唯一一个环绕地球(南极大陆)整圈的洋流。 北半球西风影响下均形成暖流,但南半球西风漂流是寒流,原因是:第一、环绕的南极大陆气温低,会降低沿岸海域温度;第二、南极大陆冰盖边缘脱落下来的冰山,进入周围海域,浮冰融化吸收大量热能,使海水温度降低;第三、强劲而干冷的极地东风加强了海水的降温。世界洋流与风带分布对应模式图 ② 北大西洋暖流:因无陆地阻挡,再加上势力强劲,该洋流可一直延伸至北冰洋沿岸,受其影响,位于俄罗斯的摩尔曼斯克成为北冰洋沿岸一座不冻港。 随着北大西洋暖流向着寒冷的高纬度地区前进,热量不断释放,海水不断蒸发,再加上海水结冰,导致盐分留在水中,从而使得表层洋流的水温下降、盐度增加、密度变大。这部分海水会在高纬度海域下沉至海底,参与海底海水运动。 ③ 南赤道暖流:因受海陆轮廓的影响,位于巴西东北部的南赤道暖流跑到了赤道以北,尽管在北半球,但仍叫做南赤道暖流。(大陆呈西北-东南走向) ④ 位于格陵兰岛两侧的寒流:西侧为拉布拉多寒流,东侧为东格陵兰寒流。两个寒流均与低纬度的暖流交汇,形成了世界著名渔场。 ⑤ 北印度洋季风环流 夏季 受夏季风(西南季风)影响,海水呈顺时针方向流动。 索马里半岛沿岸形成索马里寒流。其原因为:该海域季风从大陆吹向海洋,形成离岸风,海底冷水上泛补偿,形成寒流。 冬季 受冬季风(东北季风)影响,海水呈逆时针方向流动。 索马里半岛沿岸形成索马里暖流。其原因为:阿拉伯海位于副热带地区,晴天多,光照强,且阿拉伯半岛为热带沙漠区,导致附近海域水温高,形成暖流。 4、影响洋流分布的影响因素 通过对以上各洋流的分析,可以总结出以下因素: (1)大气环流:大部分洋流都是风力吹拂引起的; (2)水平或上升补偿; (3)密度大小; (4)地转偏向力:洋流都会在流动的过程中发生偏转,北半球右偏,南半球左偏; (5)海陆轮廓:如北大西洋暖流、巴西东北部南赤道暖流的形成;另外,当东西向的洋流碰到陆地后,会沿海岸向南北流动,如北太平洋暖流向东碰到北美大陆,向北形成阿拉斯加暖流,向南形成加利福尼亚寒流。 5、洋流对地理环境的影响 洋流对地理环境的影响是重要内容,主要对气候、生物、航海以及海洋污染等方面产生影响, (1)对气候 ① 促进高低纬度间的热量输送和交换,调节全球热量平衡。 如:低纬度海区水温并不会持续上升。 ② 暖流流经,沿岸增温增湿;寒流流经,沿岸降温减湿。 如:热带雨林的几个非地带性分布区,沿岸均有暖流流经,增温增湿。为什么暖流会有增温增湿作用?第一,暖流的水温高于周围海域,使得流经地区的海水温度升高;第二,由于水温较高,蒸发作用增强,使得海面上的水汽含量增加;第三,增加的水汽被海风带到周围的陆地上,从而增加了空气的湿度。 (2)对生物 在洋流参与下,形成了世界著名渔场。 ① 寒暖流交汇处。海水受到扰动,将下层营养盐类带到表层,利于浮游生物大量繁殖,为鱼类提供饵料。 (1)北海道渔场:日本暖流与千岛寒流交汇; (2)北海渔场:北大西洋暖流与东格陵兰寒流交汇; (3)纽芬兰渔场:墨西哥湾暖流与拉布拉多寒流交汇; ② 上升流。可以将深层营养物质带到表层,为为浮游生物及鱼类提供饵料。 如秘鲁渔场(秘鲁寒流)、索马里渔场(索马里寒流)、本格拉寒流(本格拉寒流)。 拓展 渔场形成条件 1、生存空间 河道宽阔/大陆架广阔,生存空间大;天敌少 2、水温 水温高,适宜鱼类繁殖,生长快/结冰期长,存活率低/冷水鱼适宜水温较低的环境 3、光照 大陆架海域,海水较浅,光照充足 4、盐度 淡水鱼、咸水鱼对盐度需求不同 5、饵料 河流注入、上升流、寒暖流交汇处,营养盐丰富,饵料充足。 (3)对航海 ① 影响航行速度、时间及经济效益。顺风顺水时加速,逆风逆水时减速。 ② 海雾 寒暖流交汇处易形成海雾。暖流上方空气中携带的水汽遇到寒流带来的冷空气,发生降温,水汽达到饱和凝结,从而形成雾。 寒流流经的低纬度海域。低纬度地区海水蒸发强烈,寒流流经降温,使水汽凝结成雾。 ③ 冰山。洋流从北极携带冰山南下,对航运不利。如拉布拉多寒流。 (4)对海洋污染 ① 有利影响:加快净化速度; ② 不利影响:扩大污染范围。 第二部分 知识关联 根据等温线判断寒暖流 对于等值线,我们依旧根据“凸高为低,凸低为高”的口诀进行判断。这样,我们可以将上图中等值线弯曲处的洋流流向和性质都判断出来。下面以A图为例说明判断步骤: (1)判断半球:等温线数值南高北低,为北半球;等温线数值北高南低,为南半球 A图等温线向北增大,说明是南半球 (2)判断流向:凸向即流向。 洋流位于海水等温线弯曲度最大处,并与等温线垂直,洋流流向与等温线凸出方向一致。A图中洋流应向北。 (3)判断性质:凸高为低,凸低为高。 根据等值线性质,A图中等值线向高值处凸出,说明流经的海水水温低,因此为寒流。 第三部分 实题演练 (浙江 8、9)下图为世界部分区域洋流分布示意图,图中虚线代表洋流。完成1~2题。 1、图中甲洋流 A. 位于副极地环流圈 B. 呈逆时针方向流动 C. 受极地东风影响大 D. 在性质上属于寒流 2、关于图中洋流的影响,叙述正确的是 A. ①处夏季时温和多雨 B. ②处分布着峡湾地貌 C. ③处行船时流急浪高 D. ④处有世界著名渔场 【答案】1、D 2、C 【解析】1、根据所学,该洋流为西风漂流,属于副热带,不是位于副极地环流圈,A错误。该洋流自西向东流,从图示的南极上空看,呈顺时针方向流动,B错误。西风漂流受西风影响,并非极地东风,C错误。西风漂流是寒流,选D。 2、①处受沿岸寒流的影响,夏季降水少,同时①处位于安第斯山脉的背风坡,降水量少,①不选; ②处附近是秘鲁寒流,②处的峡湾地貌是受冰川作用影响形成的,与洋流作用无关,②不选; ③处位于盛行西风带上,没有陆地的阻挡,风大浪高,行船时流急浪高,③正确; ④处位于南极圈内;气温、水温低,不利于鱼类繁殖,没有形成世界著名渔场,④不选。 (广东 17)阅读图文资料,完成下列要求。 从冰架分离后漂浮在海上的冰山被形象地称为冰筏。罗斯海拥有世界上面积最大的冰架——罗斯冰架,是南极大陆周边冰山输出最强的海区,洋流环境复杂。随着全球变暖,近年来罗斯冰架崩离、消融明显。模拟结果表明,若变暖进一步增强,南极地区的降水会更多地以降雨的形式出现。下图示意罗斯海所在区域的地理环境。 (1)简述罗斯环流形成的主要影响因素。(8分) (2)分析从罗斯冰架分离入海后的冰筏漂移的动力机制。(6分) (3)更多以降雨形式出现的降水会加速南极海冰融化,对其原因给出合理解释。(6分) 【答案】(1)南部受极地东风吹拂,自东向西流动;北部受盛行西风吹拂,自西向东流动;受到海陆轮廓约束,发生旋转。离岸的陆坡流也对罗斯环流起到驱动作用。 【解析】洋流的形成受盛行风、海陆轮廓等多个因素的影响,首要因素是盛行风。读图可知,该海区南部盛行东风,北部盛行西风,受其影响,南部洋流自东向西运动,北部洋流自西向东运动,受陆地的阻挡作用及水体的补偿作用影响,会形成环流。南部的陆坡流与罗斯环流南部支流方向一致,可以起到促进作用。 【答案】(2)受到极地东风的吹拂,向西北方向漂移;受到罗斯环流的影响,沿着环流顺时针漂移;受到地转偏向力影响,向左偏移。 【解析】冰筏运动的动力机制主要包括风、洋流和地转偏向力,将这三个要素的具体影响交代清楚即可。 【答案】(3)降水以降雨的形式出现,冰面减少,反射减弱,地面吸收的太阳辐射量增多,气温升高,加速海冰融化;降水以降雨的形式出现,而不是固态降雪,使海冰补给来源变少;与降雪相比,雨水的温度较高,增加流经海冰区域海水的温度,加速海冰融化。 【解析】海冰融化加速可从海冰形成量减少和融化量增加两方面进行分析。一方面降雪变为降雨,海冰补给来源减少;另一方面降水使得冰面减少,反射率降低,地面吸收的太阳辐射量增多,且雨水的温度更高,使海水升温,进一步加速海冰融化。 学科网(北京)股份有限公司 $$