海洋与人类社会(第四讲).ppt

海洋与人类社会第四讲物理海洋学基础-海气相互作用高抒南京大学地理与海洋科学学院本科阶段的“学****与“研究”Learn,Study,ResearchTheprocessoflearning:lookingforanswersfromtheliteratureResearch:findoutthefactbyyourowneffort,binationofboth第四讲内容能量供给的来源和转换大气-海水界面上的物质交换大洋与陆架环流埃尔尼诺与南方涛动(ENSO)风暴潮环境效应、减灾防灾方法Earth’sclimatesystem:notetherolesofland,atmosphere,oceansandseaice能量供给的来源和转换海气相互作用主要由太阳能驱动太阳——46亿年、恒星,成分主要是氢(占74%),其次是氦(占25%),其他元素如氧、氮、碳、硅、铁、镁、钙等的质量加起来占1%正在发生由氢转化为氦的热核反应,×106K,×1026w我国最大的水电站三峡电站的装机容量为1010w量级太阳可按照现在的状况再持续约40亿年地球接收的太阳热能——以地球的投影面计,接收的太阳能为1360w/m2以地球表面平均计,则为340w/m2地球内部的温度很高,(与太阳能相比微不足道)既然地球表面接受了如此巨大的太阳能,这里就似乎应该温度不断升高才对,而实际情况是无论陆地还是海洋,其表面温度的平均值很多年只有很小的变化(),是什么因素造成了这一现象?根据一块区域上的热平衡方程以及实测数据的分析来加以说明在一块水平区域上,热能的净通量QT可表示为:QS为太阳辐射通量,α为表面反照率QN为长波辐射或行星辐射所造成的损失QE为蒸发潜热造成的损失QH是紊动扩散造成的损失在海洋的低纬地区海水是吸收热量的,而在中高纬地区海水则有热能的支出。此外,与太阳能到达地球表面的平均值340w/m2相比,净能量收支的值是相对较小的,在最大值的10°S~10°N范围也只占10%左右表4-1海洋表面的年平均热收支(w/m2)观测值纬度带QR*QEQHQT50~70°N354821-3430~50°N909318-2110~30°N**********°S~10°N**********~10°S1431378-250~30°S939011-8*注:QR=QS(1-α)-QN大气-海水界面上的物质交换大气-海水界面上的物质交换十分活跃。通过大气降水和海面蒸发作用,水体交换的强度是很可观的,海面上的垂向水通量W可用下式计算:P=降水量,E=蒸发量,均用mm/yr的单位来表示,其含义为单位面积上降落或蒸发的水量在常温常压下的厚度