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風向,海流,地理

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发表于 1-12-2006 12:36 PM | 显示全部楼层 |阅读模式
黑 潮 (Kuroshio)

黑潮之研究

一、海洋環流的形成

黑潮是北太平洋環流的一支,故談黑潮前首先介紹環流的形成及分佈。環流在
海洋學中常可分為上層及深海環流,上層海域環流主要是因風吹所引起的,稱
為 Wind driven Circulation,人們對此類環流有較好的觀察與暸解。深海環流為密
度不同引起的流動,一般亦可稱為溫鹽環流(Thermohaline Circulation),人類
對其非常不暸解。黑潮屬上層環流,故在僅簡介上層環流。
上層環流的上層,並無很嚴謹定義,混合層甚或斜溫層以上,或水深淺於數百
公尺的海域,皆常可稱為上層海域,此層海流直間接地受風所引起。首先當
風吹拂水面時,水與風之間的摩擦力引起極表面海水流動,而極表面海水又因
水分子間摩擦力帶動較下層海水的流動,但摩擦耗能,流速愈往下愈小,如此
直接由風引起的水流僅限於上層數十公尺的水層。當風持續地吹,水不斷地
流,水流的運動漸感受到科氏力(Coriolis force),水流方向漸偏轉,北半球向
右,南半球向左。由科氏力與摩擦力(風)相互作用下產生的海流稱之為艾克
曼流(Ekman flow),其特徵是:

01.艾克曼海流影響深度大約是數十公尺,並從表面隨深度增加呈指數衰減;

02.艾克曼海流表面流速約是風速的 3%,因受科氏力影響,故風與流的夾角是

45 度(在一些假設下的理想情況),流在風的右手方向(北半球)。當風由南
向北吹時,表面海流是東北向。

03.當深度增加時,除流速隨深度減小,其流向亦隨深度增加而呈順時針(北半
球)旋轉。以三維觀之,艾克曼海流於北半球呈一順時針旋轉的螺旋分佈,此
稱之為艾克曼螺旋(Ekman spiral)。

04.因流速上下非一致,其引起整層水的平均流動方向是位於風向右手 90 度
(北半球)的方向,此即是艾克曼傳送方向。

05.艾克曼傳送在岸邊引起水位的堆高或降低,同時亦引起下沈流或上昇流。如
台灣海峽冬季盛行東北風,引起之艾克曼傳送是西北方向,水位在大陸沿岸堆
積,夏季則相反。又如西南季風在越南外海引起湧昇流,形成漁場。

06.艾克曼傳送引起水位的堆積下降,亦可因風於空間不均勻的分佈引起。
當水位堆積下降,引起水平方向的壓力梯度(horizontal pressure gradient),此
壓力梯度在物理學上是屬 body force,不似風力僅限於表面,而是整水體受力,
故引起整水層的運動。壓力差引起水由高壓處流向低壓處,但科氏力將此水流
向右(北半球)偏轉,造成流向平行等壓線。
此類由壓力梯度及科氏力相互作用產生之海流,於海洋大氣學上稱為地衡流
(geostrophic current)。

大洋中近乎 80%的海流可視為地轉流,黑潮即為其一。 在北半球,高壓在地轉
流的右邊,流向是平行等壓線,對一北向流而言,壓力梯度作用由東向西,而
科氏力則作用由西向東。 若將水的密度視為常數,壓力梯度由水面高低引起,
水平流速由上下是一致的,此類運動稱之為正壓 (barotropic) 運動。
由二地密度垂直分佈不同引起之運動稱為斜壓運動(baroclinic motion)。又海
水密度主要是受溫鹽度影響,由量測之溫鹽度即可推算此斜壓海流。 海表面
斜率是與海下等密面斜率相反。

艾克曼傳送造成的水平壓力差,並不一定須要陸地的阻擋,當風於水平方向不
是均勻分佈時即可造成水位堆積下降(下沈湧昇流)而形成壓力梯度。例
如:中緯度的西風,將海水依艾克曼效應向南傳送,而低緯度的東風但此水層
水的流動,將海水依艾克曼效應向北傳送,如此造成水位於中低緯度處堆積
進而造成下沈流。堆積的海水造成中間高壓四週低壓的分佈,根据地衡流特性
可造成一反氣旋式流埸,此即在海洋大尺度環流中所謂的 sub-tropical gyre。在
真實世界中此 sub-tropical gyre 是東西不對稱的,美海洋學家 Henry Stommel 以
理論推導証明,此不對稱的分佈緣於科氏力隨緯度變化造成的,此不對稱分佈
造成 sub-tropical gyre 於其西方邊界上流場增強,故於此部份的流埸稱之為西方
邊界較強流,黑潮(Kuroshio)、彎流(Gulf Stream)皆屬此類流系。

二、海洋環流的分佈

於太平洋的北赤道流,西流受菲律賓阻擋分成南北二支,南支稱為民答那峨海
流(Mindanao Current),海洋學家至今仍不很暸解此海流,但咸信其最終大部
份注入東向的北赤道反流。

北支即是耳熟能詳的黑潮,此時的黑潮有稱為黑潮開始(The beginning of
Kuroshio)。 黑潮沿菲律賓東岸向北流,當經過呂宋海峽時,可能因驟失陸地
邊界的倚靠而有部份彎入北南海,此彎入的流很可能轉一下即於台灣南端流出
再注入黑潮。但其仍有部份海流繼續入侵南海或經台灣海峽流入東海。以往海
洋學家咸信此類黑潮入侵僅發生於冬季,夏季盛行於南海的西南季風將南海水
經呂宋海峽注入黑潮,但最近量測的資料卻顯示黑潮終年經呂宋海峽入侵南
海。黑潮經過呂宋海峽後繼續沿台灣東岸北上,至宜蘭外海受東西走向的宜蘭
海脊阻檔,而分成二支,一支東轉後沿琉球島弧外緣北上,另一支越過宜蘭海
脊繼續沿台灣東岸北上。

至於那一分支為黑潮主流,至今仍有所爭議,越過宜蘭海脊的一支應為主流。
當黑潮離開台灣後不遠即遇一東西走向的陸棚邊緣(shelf break),黑潮受此阻
礙又分成二支,主支沿陸棚邊緣向東流而後再沿陸棚邊緣轉往北流,另一支則
略轉西北向沿北棉花峽谷入侵東海陸棚。

主支黑潮沿東海陸棚邊緣北上至日本南方後再度分支,一支流向西北流入日本
海甚或黃海,另一支沿日本南岸向東或東北流,此段海流有學者稱之黑潮延伸
(Kuroshio Extension)。

黑潮在遇日本陸地驟轉後,常會引起黑潮主軸彎曲( meander ),彎曲的大小隨年
而變,一般發現於聖嬰年時彎曲較大。黑潮因直接流經日本,故對其影響頗
大,如有學者認為高緯度的日本以稻米為主食,應與黑潮有關。

黑潮於日本東或東北與由極地南流的親潮(Oyashio)相會,形成漁場,親潮與
Labrador Current 應屬同一型海流。當黑潮繼續向西流時,開始稱為北太平洋海
流,其一部份轉向西北與阿留申海流(Aleutian Current),另一部份遇北美洲轉
向南流,此南流稱之為加卅海流(California Current)。加卅海流在度於熱帶區
間轉向西流,為北赤道流的源頭,如此一順時針的環流形成。

三、台灣東岸黑潮研究

01.早期的研究:

最早期對黑潮的學術研究應以德裔美人 Wyktri 及日本人 Natnai 教授為代表,而
台大海研所故朱祖佑所長及相關學者亦有顯著的貢獻,大陸學者的研究大都注
意於台灣以北至日本南方黑潮的研究。因黑潮的動力機制與大西洋的彎流基本
上是一致的,故大尺度的現象是類似的,此處所謂研究是以區域性為主。理論
上,黑潮大致是符合地衡流的原則,故早期對黑潮的暸解,主要是依賴水文
(海溫,鹽度、密度)資料配合地衡流推算而得,此外亦有一些表面海流的觀
測資料。此期間對黑潮的暸解歸納如下:

A.黑潮源於北赤道海流,沿菲律賓東岸北流至台灣東部,在菲台間的呂宋海
峽 。

B.黑潮北流至宜蘭外海,受海脊阻擋,分二支,一支東轉沿琉球島弧北流,一
支直接越過海脊沿台灣東岸北流。

C.夏季時南海海流經呂宋海峽注入黑潮;冬季時黑潮入侵南海甚至北流至南台
灣海峽。

D.黑潮於台灣東岸流幅寬約 100 餘公里,最大流速約 100cm/s 。

E.黑潮影響深度淺於 1000 公尺。

F.黑潮水溫一般高於陸棚上的水溫,亦較鹹。

G.黑潮鹽度鮮高於千分之 35,有一極大值位於 200-300 公尺處,一極小值於
600-800 公尺處。

H.早期黑潮僅指北流離開台灣後的一段。

I.黑潮於台灣東南海域常發現雙主軸現象(double peaks)。

J.黑潮北流離開台灣後,近東海大陸斜坡北流至日本; 日人稱為 The beginning
of Kuroshio。

K.黑潮主軸有季節性變化,冬天近台灣,夏天離台灣較遠。

L.沿大陸斜坡入侵東海陸棚。

M.年際(interannual)變化。

N.北輸送量約 20-30x106 m3/s。

O.北季風期間,黑潮除僅表層受影尚,主體是逆風向北流。

02.早期研究雖缺乏直接觀測佐証,但己描繪出黑潮主要現象。

近期研究:
測海流的技術問世後,黑潮始可直接以儀器觀測,此技術於 1990 年初引進台灣
並逐漸發展成熟,海洋學家得以進一步研究黑潮特性。唯目前資料量有限,許
多現象仍待進一步研究。目前的一些研究結果顯示:

A.似一年四季皆由呂宋海峽入侵南海,唯目前量測區間不夠廣泛,學術上仍待進一步求証。

B.的黑潮對南海及台灣海峽的海流有影響。

C.季節變化不明顯,但有一週期近 100 日的變化。

D.主軸有季節間的移動。

E.平洋的渦旋(eddy)或長波自東傳入,引起黑潮的變化。

F.流經台灣期間,受北赤道流注入,仍不斷成長。

G.二側有反向流存在。

H.黑潮經由北棉花峽谷入侵東海,並於台灣東北海域陸棚邊緣形成一反時針流
埸,並產生一長期湧昇流區,造成漁場。
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 楼主| 发表于 1-12-2006 12:42 PM | 显示全部楼层
親潮與黑潮的差別

親潮這個名子是日本人取的 原因是因為每當親潮經過日本時,為日本帶來大量
的魚類 而親潮 就是日本的魚類重要來源,日本人覺得 親潮就像是他們的母親
一樣,為日本帶來大量的魚, 養活了日本 日本人對此感到深深的感謝 因此就
命名為親潮。

黑潮是世界海洋中第二大暖流。只因海水看似藍若靛青,所以被稱為黑潮。其
實,它的本色清白如常。由於海的深沉,水分子對折光的散射以及藻類等水生
物的作用等,外觀上好似披上黛色的衣裳。黑潮由北赤道發源,經菲律賓,緊
貼中國台灣東部進入東海,然後經琉球群島,沿日本列島的南部流去,於東經
142°、北緯 35°附近海域結束行程。

其中在琉球群島附近,黑潮分出一支來到中國的黃海和渤海。位於渤海的秦皇
島港冬季不封凍,就是受這股暖流的影響。它的主支向東,一直可追蹤到東經
160°;還有一支先向東北,與親潮(亦稱千島寒流)匯合後轉而向東。黑潮的
總行程有 6000 公里。

黑潮是一支強大的海流。夏季,它的表層水溫達 30℃,到了冬季,水溫也不低
於 20℃。在我國台灣的東面,黑潮的流寬達 280 公里,厚 500 米,流速 1 節∼
1.5 節(一節=1.852 公里小時);入東海後,雖然流寬減少至 150 公里,速度卻
加快到 2.5 節,厚度也增加到 600 米。

黑潮流得最快的地方是在日本潮岬外海,一般流速可達到 4 節,不亞於人的步
行速度,最大流速可達 6 節∼7 節,比普通機帆船還快。整個黑潮的徑流量等
於 1000 條長江。

黑潮與氣候關係密切。日本氣候溫暖濕潤,就是受惠於黑潮環繞。我國青島與
日本的東京、上海與日本九州,緯度相近,而氣候卻差異不少。當青島人棉衣
上身時,東京人還穿著裝;當上海已是"昨夜西風凋碧樹"時,九州的亞熱帶植
物依然綠葉扶疏。這是因為,海洋暖流對大氣有直接影響。據科學家計算,1
立方厘米的海水降低 1℃釋放出的熱量,可使 3000 多立方厘米的空氣溫度升高
1℃。而海又是透明的,太陽輻射能傳至較深的地方,使相當厚的水層貯存著熱
量。假若全球 100 米厚的海水降低 1℃,其放出的熱能可使全球大氣增加 60℃

黑潮由南向北流動的原因
洋流的形成有許多原因,包括了地球自轉偏向力、大氣中盛行風向、海平面傾
斜、海水中密度的差異以及海與陸地相接部分地形的影響...等等,而形成
大大小小的洋流。其中最主要而常見的原因是由於「盛行風」的推動。

世界各大洋的主要洋流分布與風帶有著密切的相關,洋流流動的方向和風向是
相吻合的。 其實,我們應該把洋流系統視為同一條「海洋中的河流」,只是不
同的「河段」有不同的性質與「名稱」;而非斷開來的。

以下節錄一段高中地理課本(高級中學地理,第一冊,臺北:龍騰文化出版,
施添福主編)中洋流的介紹,應該使你有較深的瞭解: 以北太平洋洋流系統而
言,受到全球行星風系東北信風常年吹拂的影響,使得赤道地區表層的海水,
由東往西流形成北赤道洋流;此洋流在大陸東岸受大陸阻擋,部分迴流成赤道
逆流,部分轉向北方稱為黑潮;黑潮流至中緯度,受西風吹拂而折向東,稱為
北太平洋洋流;北太平洋洋流至北美大陸西岸,又受陸地阻擋而分成兩股,一
股往北流稱為阿拉斯加暖流,北流至阿拉斯加後,轉向西南流,最後併入親
潮;另一股流向低緯,稱為加利福尼亞涼流;此一洋流與赤道逆流一樣,均為
北赤道洋流的補償流。

02.黑潮為黑色
黑潮與一般海水的交界處時(離海岸約幾海浬處),會很明顯的看見不同水色
的「交界線」,黑潮是來自赤道的暖流,其溫度與鹽度明顯地比兩旁的海水
高,顏色也較深一些,並非真的是黑色的。

03.它是否有流經台灣海峽,這對台灣會有什麼影響呢?
黑潮經過台灣南部時分成兩支,主流流經台灣東海岸往北流向日本,支流則進
入西側的台灣海峽。主要是氣候與漁獲兩方面的影響。洋流,在全球氣候的調
節上扮演著重要的角色,也是全球熱量平衡的功臣。黑潮是一股「暖流」,使
得流經地區的海平面溫度較同緯度的海面高出幾度,為附近的陸地帶來較溫暖、
潮溼的氣候類型;另外,隨著黑潮到達台灣南端時,下層海水會向上湧升,將
海底的營養鹽帶到海面,吸引魚群,使得漁獲豐富。

04.黑潮所造成的文化影響
黑潮的重要在於漁業,任何都市發展 都要有三大要素:水源、糧食、安全,黑
潮附近的國家都算是雨量充足且獨立安全性高的國家,食物就很重要了,日本
地區年生長期短,黑潮為日本帶來豐富的漁獲造成吃生魚片文化,韓國、台
灣,無一不仿效的,對台灣來說則是中國沿岸流跟烏魚的影響為重要。

黑潮是太平洋環流中一段獨特的生命主軸,儘管脈絡錯蹤,百源交匯,她就像
是一道鮮明的圖騰,緊緊鑲崁在西太平洋的環緣上。從菲律賓、台灣到日本,
無不受到這條洋流的緊密牽引,而交織出各種生機無限,卻又危機四伏的動人
景象。這股從赤道所狹帶而來的溫暖洋流,不僅成為孕育眾多生命的能量來
源,千古不變的韻律,更是海陸生物們賴以生存的重要流通管道,從海底下的
魚群到海面上的人類,都是靠她開疆拓土,繁衍遷徙,為自己的種族後裔尋找
更多的出口,而黑潮一直都是擔負著這個令萬物信賴的重要職責。

漫溯黑潮,穿透密佈的魚群與繽紛的珊瑚,告知我們海中生命的豐實與包容。
然而,這份造化的恩典,卻在人慾肆虐下逐漸沈淪。千古迆邐的慣性,載不動
的是人類對自然的大量剝削。竭澤而漁的濫捕與大量的海水污染,不僅禍及生
態環境,人類也終將自食惡果。因此,體認黑潮洋流的重要性,正需要清楚地
呈現黑潮深層的文化意含,而這就是本片最大的企圖與期待。如今,我們將隨
著黑潮的脈動與呼吸,在未完成的歷史演進中,繼續探索。這不僅是回顧,更
是前瞻。黑潮,世界最大海洋中最壯闊雄偉的洋流,也是藍色星球上的能量寶
藏。亙古至今,人類的歷史因黑潮而更加繁榮,地球上無數的生命也因黑潮而
滋養生長。它雖然沉默,卻熱情洋溢。它洶湧澎湃的訊息引領我們這趟豐富的
黑潮行旅。 在困境中展現生命的活力與韌性。

http://e-info.org.tw/column/kuroshio/2001/co-kuro01032301.htm
http://www.ccsh.tp.edu.tw/taipei-earth/study/oceantw.htm
http://www.bud.org.tw/answer/0111/011153.htm
http://www.soa.gov.cn/kepu/mi/12894a.htm
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1305082600238
http://www.csnp.org.tw/content/classrom/9205-06.htm

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 楼主| 发表于 1-12-2006 12:48 PM | 显示全部楼层


黑潮分支




黑潮圖




黑潮實圖




黑潮放大圖




黑潮釣場




黑潮大圖

[ 本帖最后由 ktin_268 于 1-12-2006 12:53 PM 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2-12-2006 04:57 PM | 显示全部楼层


海流形成的重要食物供應




日本區的海流圖




北太平洋的海流循環







人造衛星拍出來的海洋溫度




日本攝影--黑潮

海流是海水大规模相对稳定的流动,它是海水的普遍运动形式之一。它象人体的血液循环一样,把整个世界大洋联系在一起,使整个世界大洋得以保持其各种水文、化学要素的长期相对稳定。

海洋里有着许多海流,每条海流终年沿着比较固定的路线流动。海洋里那些比较大的海流,多是由强劲而稳定的风吹刮起来的。这种由风直接产生的海流叫作"风海流",也有人叫作"漂流"。由于海水密度分布不均匀而产生的海水流动,称为"密度流"。也叫"梯度流"或"地转流"。海洋中最著名的海流是黑潮和湾流。

由于海水的连续性和不可压缩性,一个地方的海水流走了,相临海区的海水也就流来补充,这样就产生了补偿流。补偿流既有水平方向的,也有垂直方向的。在海洋的大陆架范围或浅海处,由于海岸和海底摩擦显著,加上海流特别强等因素,便形成颇为复杂的大陆架环流、浅内海环流、海峡海流等浅海海流。

在研究海流的过程中,科学家们还常常按温度特性,将海流分为暖流和寒流。还有一种是海水受月球、太阳引潮力而产生的水平流动现象,是同潮汐一起产生的潮流。

在科学技术发达的今天,已经可以利用海流选择航线、发电和捕鱼等。

來源:SeaCyclopedia
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 楼主| 发表于 2-12-2006 05:09 PM | 显示全部楼层
灣流 Gulf Stream



北大西洋副熱帶總環流系統中的西部邊界流﹐通常亦稱墨西哥灣(暖)流﹐與北太平洋中的黑潮同為世界大洋中的著名強流。但與黑潮相比﹐灣流更以流速強﹑流量大﹑流幅狹窄﹑流路蜿蜒﹑流域廣闊為其特色﹐並具有高溫﹑高鹽﹑透明度大和水色高等一系列較顯著的特徵。

源地和途徑 “灣流”這一名稱﹐是指從墨西哥灣發源的洋流。最初見於美國著名學者和發明家B.富蘭克林組織編繪的北大西洋海流圖。但是現在對於“灣流”所包括的範圍﹐各方說法不完全一致。廣義的說法﹐是指從墨西哥灣開始沿北美洲東岸北上﹐然後向東橫貫大西洋﹐至歐洲西北沿岸﹐最後穿過挪威海進入北冰洋的整個暖流系統。在海洋學上﹐灣流系統一般被分為3個組成部分。其中﹐“灣流”僅指這個系統的主體段﹐即從美國東岸哈特勒斯角向東至紐芬蘭淺灘流勢最盛的一段洋流﹔哈特勒斯角以南為起始段(有人認為只限在佛羅里達海峽以內)﹐稱為佛羅里達海流﹔紐芬蘭淺灘以東為延續段﹐稱為北大西洋暖流。

灣流是由大西洋中的北赤道流和南赤道流中越過赤道的北分支匯合而成。墨西哥灣是個巨大的溫熱“蓄水庫”。它匯聚了南﹑北赤道流﹐還接納了由信風不斷驅入的大西洋表層暖水﹐因而墨西哥灣比附近大西洋水位高﹐使灣內的海水從佛羅里達海峽流出﹐沿著北美大陸邊緣向高緯區流動﹔與此同時﹐由於地轉偏向力及其隨緯度變化效應的共同作用﹐這部分越過赤道向北運動的暖水﹐便顯著集中在大洋西部大陸邊緣的一個狹帶內﹐自西南向東北運行。成為分隔大洋西部近岸水系和大洋水系的一支強大暖流。
         
水文特徵 灣流流軸的平均位置比較穩定﹐無顯著的季節變化。從佛羅里達海峽中間的基韋斯特到北卡羅來納州的哈特勒斯角﹐流程約1200公里﹐這段灣流流軸穩定﹐且較平直﹐基本上無離岸彎曲現象。灣流在離開哈特勒斯角向東偏轉後﹐流軸多變﹐且常常出現彎曲﹐但其路徑直至西經 45附近仍可辨認。此段流程約2500公里。至紐芬蘭海丘與中大西洋海嶺(大西洋海嶺)之間的海域﹐灣流逐漸散開﹐匯入北大西洋暖流。

灣流的表層寬度介於100~150公里之間﹐其面向順流方向的左側是高密度的低溫沿岸水。海水的溫度﹑鹽度﹑水色和透明度等水文特徵與灣流迥然不同。尤以北緯 35以北一帶的水溫梯度最為明顯﹐通常每公里可達1C。因此﹐灣流左側邊界上的“暖鋒”可以成為確定灣流路徑的主要依據之一。右側是密度稍低而溫暖的馬尾藻海水﹐與灣流的邊界無顯著的水文特徵梯度﹐不易辨認。
         
灣流的流速相當大﹐在兩側往往有較弱的反向逆流。灣流的強流通常僅限於75公里寬的一個窄帶內。表層最大流速可高達250厘米/秒﹐偏於流軸左側﹐且有較明顯的季節變化。灣流的厚度一般約700~800米﹐但當灣流離開哈特勒斯角之後﹐在水深超過4000米的深層大洋中也發現了灣流的蹤跡。此外﹐在灣流之下的大陸斜坡上﹐還觀測到一支流向與表層海流相反﹐且大致沿著1000~3000米等深線走向流動的深層“逆灣流”。
         
灣流的流量是沿程遞增的。在佛羅里達海峽中﹐流量約30×10米/秒﹔至哈特勒斯角附近﹐流量約增加1倍﹔從哈特勒斯角往下游1000公里處﹐流量高達150×10米/秒﹐約相當於全世界河流流量總和的120倍。
         
灣流表層海水的溫度和鹽度年平均值分別介於25~26C和36.2~36.4之間﹔在深約400米的水層中﹐海水溫度約 10~12C﹔在深約200米的水層中﹐海水鹽度達最大值約36.5。灣流表層海水溫度具有較明顯的季節變化﹐且與季風的強弱有密切關係。
         
灣流作為大洋副熱帶反氣旋環流中的西部邊界流﹐基本上是處於準地轉平衡狀態的﹔或者說﹐大尺度的灣流運動加速度很小。因此﹐運動是在準地轉平衡下緩慢進行的。維持穩定的大尺度灣流運動所要求的海面坡度約為1×10。因此﹐百慕大群島附近的海面應該比美國東岸的海面高出1米左右。但是﹐實際的灣流在其前進的途徑上常是不穩定的﹐不存在嚴格的地轉平衡。特別是在灣流離開哈特勒斯角之後﹐常形成波狀彎曲。這種彎曲偶爾也會變得很大﹐以致其路徑也變得難以識別。巨大的彎曲往往是不穩定的﹐有時會在彎曲處斷開而形成巨大的渦旋。這種從灣流主流分離出來的渦旋﹐通常被稱為灣流環﹐大多出現在灣流的右側(多為氣旋型冷渦)﹔而在灣流左側形成的渦旋則為數較少(一般為氣旋型暖渦)。灣流環一旦形成之後﹐很快便被灣流兩側的海水所包圍﹐並隨灣流兩側的逆流一起﹐以每天3~10公里的速度向西南移動。有些渦旋可以存在很長的時間。例如﹐1970年6月間在哈特勒斯角附近發現的一個渦旋﹐兩年以後﹐才在佛羅里達近海處消失。
         
灣流渦旋的水平尺度大多介於100~200公里之間﹐垂直尺度約2500~3500米﹔表層海水旋轉的切向速度往往達100厘米/秒﹐中層仍可達20~25厘米/秒﹔渦旋整體移動速度約 1~6厘米/秒(每天約數公里)。目前一般認為﹐灣流的彎曲和渦旋是由大尺度海流斜壓不穩定性所導致的一類中尺度現象。
         
灣流與黑潮相比﹐無論在水量﹑熱量和鹽量輸送等方面﹐都大於黑潮。兩者在北緯2735~3735間的比較﹐如表 北緯27~37灣流和黑潮的水量﹑熱量﹑鹽量輸送的比較 顯示圖片所示。此外﹐就對於鄰近大陸氣候的影響來說﹐灣流也比黑潮來得顯著。
         
據估計﹐灣流每年向西北歐每公里海岸輸送的熱量﹐約相當於燃燒6000萬噸煤炭所放出的熱量。事實上﹐在灣流及其延續體──北大西洋暖流流經的海區﹐氣溫和水汽含量均較周圍海區高得多。暖濕空氣在強勁的西風吹送下﹐可以到達西北歐大陸內部﹐這對形成西北歐暖濕的海洋性氣候有重要的作用。因此﹐在西北歐大陸上生長著蒼翠的混交林和針葉林﹐而在同緯度的格陵蘭島上則絕大部分是終年嚴寒並為巨厚冰層覆蓋的冰原區。
         
美國的B.富蘭克林曾注意到美國輪船在橫渡大西洋時經常比英國輪船橫渡大西洋快兩星期左右。以後﹐又向捕鯨船長瞭解到﹐美國輪船從美洲到歐洲的航行途中﹐總是利用北大西洋中的一支流勢很強的海流(即灣流)﹐而在返回時卻儘量避開這支強流﹐因此贏得了時間。
         
灣流彎曲的形成﹑斷開(形成渦旋)﹐以及渦旋與主流的相互作用﹐是一種複雜的海洋動力學過程。有關這類現象的研究﹐已成為當前海洋動力學研究中最活躍的課題之一。關於灣流彎曲和渦旋的研究﹐不僅具有深刻的理論意義﹐而且對於海況監測和預報以及漁業和沿岸水的污染物排放等實踐問題﹐也有重要的意義。例如﹐觀測發現﹐沿美國北卡羅來納州至佐治亞州海岸移動的灣流渦旋﹐會引起海水強烈垂直混合。大量的營養鹽類會被帶到陸架水中﹐並使陸架水的溫度降低。由渦旋帶來的水量﹐要比當地每年的入海河川徑流量約大10倍。
         

參考書目
         B.A.Warven﹐C.Wunsch﹐eds.﹐Evolution of Physical Oceanography﹕ Scientific Surveys in Honor of Henry Stommel﹐ The MIT Press﹐Cambridge﹐1981.
         H.Stommel﹐The Gulf Stream﹕A Physical and Dynamical Description﹐2nd ed.﹐Univ. of California Press﹐Berkeley and Los Angeles﹐1965.

文字來源:
Wordpedia.com
圖片來源:
www.notre-planete.info

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 楼主| 发表于 2-12-2006 05:21 PM | 显示全部楼层
太平洋流系、大西洋流系、印度洋流系。

三大洋中主要的環流系統示意圖。
摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。



NOAA衛星遙測之美國東岸外海灣流流域海面溫度分佈圖。



將上圖中灣流的位置標識出來便可以比較容易看出水環形成的過程(見圖)。
(以上二圖均摘自Thurman, H. V. (1993) "Essentials of Oceanography", 4th ed.。)



沿著灣流流軸上具有許多蛇行狀的蜿蜒構造,這些構造在跨越流軸方向上之擺盪振幅愈往北越大(見圖)。
摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。



擺盪振幅過大時便會產生水環或是渦旋。水環形成過程可以藉著左側的示意圖來說明。
摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。






A  Possibly weakened by 30%
B  Here, water cools, mixes with cold water coming from the Arctic and becomes so dense that it sinks before traveling back down south. Warmer temperatures mean that melted ice water mingles with currents — which is less dense so it does not sink as fast and slows the conveyor
C  Subtropical recirculation 30% stronger
D  Weakened by 30%

來源:www.mindfully.org


看得到顔色差別嗎?


相片


穿越灣流大浪
Copyright: twj Thornton




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 楼主| 发表于 4-12-2006 12:13 PM | 显示全部楼层

浅谈世界主要气候类型的判断

一、形成气候的主要因素

气候成因的影响因素有:纬度、海陆位置、气压带风带和气团、洋流、地形五类。

(1)纬度决定了热量带

(2)海陆位置大陆东西两岸风向和洋流类型不同──主要影响降水量的多少内陆和沿海大陆性和海洋性不同──主要影响降水量的多少

(3)气压带、风带和气团

①气压带赤道低气压带──盛行上升气流,易成云致雨,多阴雨天气甘共苦副热带高气压带──盛行下沉气流,多晴朗、干燥的天气副极地低气压带──盛行上升气流,易成云致雨,多阴雨天气

②风带性质信风──一般是温暖干燥,但如果是从海洋吹向陆地,则变性为温暖湿润西风──温凉湿润,带来温差小的阴雨天气极地东风──寒冷干燥

③气团:海洋气团和大陆气团及具体气团对气候的影响各不相同。

(4)洋流暖流──增温增湿寒流──减温减湿

(5)地形:地形轮廓、山脉走向、地势高低等对气候都有一定的影响。

二、世界主要气候类型的分布及规律


1.热带
       

热带雨林气候
常年受赤道低气压带控制
全年高温多雨
南北纬10°之间

热带草原气候
受赤道低气压带和信风带交替控制
全年高温,分明显的干湿两季
南北纬10°到南北回归线之间

热带季风气候
气压带风带的季节移动和海陆热力性质差异
全年高温,旱雨两季分明
北纬10°到北回归线之间的大陆东岸

热带沙漠气候
常年受副热带高气压带和信风带控制
全年高温少雨
南北回归线-南北纬30°之间的大陆内部和西岸

2.亚热带
       

亚热带季风气候和季风性湿润气候
海陆热力性质差异
夏季高温多雨,冬季温和少雨
南北纬25°-35°之间的大陆东岸

地中海气候
受副热带高气压带和西风带交替控制
夏季炎热干燥, 冬季温和多雨
南北纬30°-40°之间的大陆西岸

3.温带
       

温带海洋性气候
终年受西风带控制
终年温和多雨
南北纬40°-60°之间的大陆西岸

温带季风气候
海陆热力性质差异
夏季高温多雨,冬季寒冷干燥
北纬35°-55°之间的大陆东岸

温带大陆性气候
深居大陆内部,受大陆气团影响
冬季严寒,夏季炎热,全年干旱少雨
南北纬30°-60°之间的大陆内部

要掌握世界主要气候类型的判断,首先应明确世界各地气候的不同是气温、降水等气候要素在空间上分布的不平衡以及因时间不同而千变万化的结果。因此,分析并判断世界各种气候类型时,必须要抓住气温、降水的变化数值这个主要矛盾来分析。

三、气候类型的判断

气候类型的判断一般分二步:

1.判断所属南北半球

依据七月左右气温高,则可推断为北半球;反之一月左右气温高,则可推断为南半球。

2.根据气温高低和降水多少来判定其具体的气候类型,可总结为“以温定带,以水定型”!即依据一月均温(指北半球)判断所属温度带、依据年降水量确定具体气候类型。

①一月均温>15℃,则可推断为热带气候;

②一月均温在0℃—15℃之间时,则可推断为亚热带气候或温带海洋性气候;

③一月均温<0℃,则为温带气候或寒带气候。

然后依据年降水量确定具体气候类型

(1)热带的四种气候类型,因气温均在15℃以上,主要区别于降水。

1.热带雨林气候:各月降水几乎都在100mm以上,最小月都在50mm以上,年降水量在2000mm以上。

2.热带沙漠气候:各月降水量都稀少或没有,年降水量(一般)在125mm以下。

3.热带草原(萨瓦纳)气候和热带季风气候:

这两种气候都是夏季降水多,冬季降水少,主要区别于降水的月份分配:

热带草原气候:月降水量达到或超过200mm的月份数少于3个月,年总降水量在750-1000mm之间。

热带季风气候:月降水量达到或超过200mm的月份数大于3个月,年总降水量在1500mm-2000mm之间。

(二)亚热带季风气候、地中海气候、温带海洋性气候三种,一月均温都在0℃-15℃之间,降水量的主要区别是:

1.亚热带季风气候:夏季降水多、冬季降水少,年降水量在800-1600mm之间。(夏雨型)

2.地中海气候:冬季降水多,夏季降水少,年降水量在300-1000mm之间。(冬雨型)

3.温带海洋性气候:各月降水较均匀,气温年较差也较小,年降水量在700-1000mm之间。

(三)温带大陆性气候,温带季风气候的降水量都是夏季多,冬季少。主要区别是月降水量≥100mm的月份数。

1.温带大陆性气候:月降水量≥100mm的月份数〈2个月,年总降水量在200mm左右。

2.温带季风气候:月降水量≥100mm的月份数≥2个月,年总降水量在500mm-1000mm左右。

来源:郓城第一中学 刘海荣
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 楼主| 发表于 4-12-2006 12:53 PM | 显示全部楼层
熱帶雨林




熱帶雨林板塊根

熱帶草原


猴麵包樹



熱帶季風


海南島一景

熱帶沙漠




半荒漠

亞熱帶


亚热带人工林生态系统景观

溫帶農業圖片


加州中部山谷灌溉田


愛奧華州的玉米農場


美國西岸中部山谷的灌溉田地

圖片來源:
www.kepu.gov.cn
www.yll.edu.hk
www.cern.ac.cn
www.gb.cri.cn
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发表于 4-12-2006 09:38 PM | 显示全部楼层
谢谢ktin_268的资料,非常棒呢!
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 楼主| 发表于 6-12-2006 03:06 PM | 显示全部楼层
熱帶氣旋 系列

颱風珍珠



廣東 18.05.06

熱帶風暴杰拉華

風速
The name Jelawat was submitted by Malaysia, and is a name for a type of carp.

颱風艾雲尼

風速

青島 11.07.06

強烈熱帶風暴碧利斯


菲律賓 12.07.06

颱風格美




福建 25.7.06

颱風派比安

廣東 3.8.06

颱風瑪莉亞

日本 8.8.06

颱風桑美







福建 12.08.06

強烈熱帶風暴寶霞


強烈熱帶風暴悟空


09.07.06

熱帶風暴清松



[ 本帖最后由 ktin_268 于 4-1-2007 01:54 PM 编辑 ]
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发表于 9-12-2006 12:22 AM | 显示全部楼层
可以说是地理的权威贴, 版主应该打赏...

不知道有没有龙卷风的?

[ 本帖最后由 katamii 于 9-12-2006 12:27 PM 编辑 ]
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 楼主| 发表于 23-12-2006 03:16 PM | 显示全部楼层
谢谢版主的厚爱。

我今天有了第一个精华。

谢谢。

最近看到水灾的情况,心情难免沉重。

希望水快点退,天空早日放晴。
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 楼主| 发表于 4-1-2007 02:36 PM | 显示全部楼层
季風
monsoon season

週期性的風,隨著季節變化,並且盛行風向季節切變達120度以上。主要發生在東亞季風區及南亞季風區和澳大利亞的北部沿海地帶等地。

季风是南亚海域的大风,夏季向东北吹而冬季往西南吹。夏季时季风 带著大雨到南亚及非洲这些冬季干燥地区,围绕著这些季节性的变化,在这个地区人们的居住已经有所发展。当湿润的季风带著大量雨水来到这些地区,就往往会引发洪水造成庄稼受损和土壤流失。

形成

海水的熱容比速比陸地為高,所以陸地在冬季時的降溫以及夏季時的升溫比海洋快和明顯,做成溫度上的差異。當空氣受熱膨脹,密度便會降低,因而向上升,反之亦然,所以在夏季時陸地的氣壓會比海洋低,冬季時相反。所以季風區在夏季和冬季的風向會相反,可以按此分為冬季季候風和夏季季候風。




南亞季風區

南亞季風區範圍包括北印度洋和孟加拉灣沿岸地區,包含印度次大陸和中南半島。在北半球夏季,南半球的副熱帶高壓吹出之東南信風,在跨越赤道後受科氏力影響轉為西南風、加上索馬利亞的地型影響,成為強烈的西南氣流吹向印度次大陸。加上青藏高原受熱而在高空形成青藏高氣壓,加強該區的高空輻散,使南亞季風區的夏季季候風強而穩定,並有大量對流活動產生。
可是,因為地面吹著強勁的西風季候風,但高空卻受青藏高氣壓的東風急流影響,以致地面和高空風向不一致,或說垂直風切變強烈,以致南亞季風區熱帶氣旋活動較少。

東亞季風區
東亞季風區範圍包括南海及西北太平洋沿岸地區,包含中南半島東岸、中國東部和南部、菲律賓群島、琉球群島等地。在北半球的夏季,南半球的大洋洲散熱明顯,成了一個冷源,氣壓比海洋高,季風氣流自東南向西北吹,進入北半球受科氏力影響偏轉為西南風,混合越過中南半島的南亞季風後在中國內陸的內陸熱低壓影響下轉而吹向中國。此外西北太平洋副熱帶高壓脊西側的東南氣流也是東亞季風的組成部分,並會和越赤氣流發展出季風槽。大部分西北太平洋的熱帶氣旋都是在季風槽中發展出來的。


冬季季候風
在冬季,西伯利亞平原成為一個強大的冷源,氣壓上升,形成由東亞吹向太平洋和南半球的冬季季候風。


大氣環流的季節變化最明顯的區域為季風區。在這些地區,冬夏季的大氣環流走向幾乎完全相反。主要季風區的分布狀況,其中以亞洲(尤其南亞)最具代表性。
在冬季,東亞到南亞的盛行風皆為東北風,降水偏少;在夏季,盛行風轉為西南風,南亞、東南亞、甚至到中國北方皆為大降水區。

降水
雨量(或稱降水)是另一個重要的氣候變數。大多數的降水發生於熱帶海洋,以及海洋附近的陸地上。在下圖, 我們看到熱帶最大降水區,隨太陽輻射強度變化南北位移。比如,1月南半球降水量大於北半球,7月則是北半球降水量大於南半球。圖中的最大降水區同時也是非絕熱熱量最大以及低層氣流輻合的地區。最明顯的季節性降水變化(即,冬季降水偏少,夏季降水偏多)則發生在南亞季風區。

這是世界地圖來的。

深色是溫暖warm,淺色是冷cool。


風暴路徑

天氣系統顯著地影響我們日常生活,它帶來氣壓、風向、陰、雨、晴等等變化,甚至災害。這些系統在整個大氣環流中所佔的能量不多,但是由於變化迅速,影響卻是最大、最直接的。
天氣系統看似亂無章法,但卻有明顯的區域分布。在冬季,低壓大多孕育於大陸東側,然後向東移行,一旦到了較暖海洋上,由海洋提供了大量的能量,低壓大多能迅速發展成強度極強的風暴(storm)。這些風暴有一定的路徑,稱為風暴路徑( storm track )。
圖片例子

更多資料
http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/natural_hazards_v2.php3?topic=flood
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 楼主| 发表于 5-1-2007 03:16 PM | 显示全部楼层

全球氣溫上升


1988年六月,全球各國科學家聚集加拿大多倫多市,召開「改變中的大氣:對全球安全的意義」國際會議(International Conference on the Changing Atmosphere: Implications for Global Security)。
人類正在從事一項毫無計畫、無法控制、而且廣被全球的實驗,其嚴重後果僅次於全球核子戰爭。由於人類活動的污染,低效率且浪費地使用石化燃料,和許多地區的快速人口成長,均使得地球的大氣成分產生史無前例的改變。這些改變對國際間的安全造成巨大的威脅,而且已經在許多地區造成了重大災害。      

全球增溫和海水面上升已經愈來愈明顯,這是大氣中二氧化碳和其他溫室效應氣體含量增加後,造成的結果,全球增溫和海水面上升的影響將異常深遠。其他重大的影響尚包括目前正在進行的臭氧稀釋,這項結果將增加紫外輻射的傷害。目前最佳的預測都指出,當前和未來的經濟與社會將可能有極嚴重的動盪,這將使國際間緊張情事升高,而且增加國與國之間的衝突和危機。現在正是亟需採取行動的時刻了。」

1989年七月十四日至十六日,西方七個主要工業國家在法國巴黎召開高峰會議發表聯合公報,其中一項結論為「全世界已日益察覺到,必須設法維護全球生態環境平衡。世界重大環境問題包括空氣、湖泊、河流和海洋的污染,其中空氣污染更可能造成未來全球氣候的遽變。」        

地球的大氣組成正在改變,造成的全球性氣候變化也日益明顯,如果我們人類現在再不立刻採取有效行動,來減緩人類活動造成的大氣組成的改變,則災難即將於數十年後降臨。未雨綢繆,正是此時。
           地球的氣候是許多天氣因子的平均狀態,它本身是一項過程,也是整個地球系統(包括大氣圈、水圈、岩石圈及生物圈)的物理現象、化學作用與能量平衡的綜合結果。在眾多氣候因子中,本文僅就氣溫物理因子說明地球氣候的變化趨勢及其影響。   
    地球的溫度,是地球吸收的太陽入射和地球外射兩項輻射之差的函數。地球吸收的太陽入射,又是到達地球的太陽入射與地球反射的太陽入射之差。若地球沒有大氣圈包圍,科學家根據上述輻射能量計算,地球表面的溫度應該是-18℃。       目前全球平均溫度為+15℃。+15℃與-18℃之間相差33℃,這33℃的溫度,是大氣中溫室效應氣體(greenhouse effectgases)對地球增溫造成的結果。圖一是本世紀以來全球表面的平均氣溫。雖然全球各地的平均氣溫上升輻度容或不同,但是無論陸上或海洋,都有一共同趨勢,即漸漸在上升。根據世界各地1860年至1984年的紀錄,發現全球溫度已上升了0.6~0.7℃。     
   氣溫上升的原因   
   地球大氣是許多氣體的混合物。主要氣體氮和氧對太陽入射和地球輻射均無影響,但是有些微量的氣體,如二氧化碳、水汽、臭氧、甲烷及氮氧化物等,都會吸收地球輻射。  
  太陽輻射最強的波長在0.475微米。其主要範圍在0.2~3微米之間;地球輻射最強的波長在15微米,其主要範圍在5~60微米之間。因為太陽輻射波長遠比地球輻射波長短,所以太陽輻射又名短波輻射,地球輻射稱為長波輻射。       地球大氣中微量的溫室效應氣體對太陽輻射而言,是透明的,也就是說可以讓太陽短波輻射穿透過去;但是對地球長波輻射而言,卻具有吸收的作用。地球長波輻射是熱波,被溫室效應氣體吸收後,又再部分反射回地球,使得地球溫度不致下降。這些微量氣體,因為吸收地球輻射,且能保持地球溫度,所以名為「溫室效應氣體」。       最接近地球的兩顆行星是金星和火星。金星溫度非常高,若人類登陸金星,其身上血液會立刻沸騰;火星溫度卻很低,人類登陸火星,身體會立即凍成冰。雖然地球、金星和火星這三顆行星都接受大量的太陽能,但是為什麼會有如此大的溫度差異?主要原因即是,三顆行星大氣中的溫室效應氣體含量不同。金星溫度非常高,主要是其大氣成分以二氧化碳為主;火星溫度非常低,是因為其大氣中幾乎沒有二氧化碳和其他溫室效應氣體。而地球的大氣中,二氧化碳及其他溫室效應氣體含量不大,捕獲的能量僅使得地球溫度增加33℃,達到全地球平均溫度為15℃,這個溫度剛好適合人類及其他生物生存。       自十八世紀中葉工業革命以來,因為工業的進步帶動了經濟的繁榮,改善了人類的生活水準,於是加速了人口的成長。由於人口成長太快,地球資源有限,人類為了追求經濟的發展,不得不過度開發地球天然資源。於是大規模砍伐森林,以取得耕地;大量開採煤、石油和天然氣等化石燃料,以取得能源。這些人類活動都會使大氣中的二氧化碳含量增加。二氧化碳含量增加,大氣的溫室效應加強,溫度於是上升。       工業革命前,全球大氣中的二氧化碳含量大約為260ppm;1940年代,大氣中的二氧化碳含量在320ppm以下。1958年美國在夏威夷冒納羅亞(MaunaLoa)火山,設立二氧化碳監測站,開始正式有長期連續的紀錄。圖三即為1958~1988年的二氧化碳含量紀錄。由圖可知,目前全球大氣中的二氧化碳含量已達到350ppm,比工業革命前增加了90ppm,增加的幅度已超過30%。而且目前二氧化碳含量增加的速率比以前更快,已超過每年1ppm。按照目前的二氧化碳含量增加速率,科學家預測2030年時,地球溫室效應將更為加強,屆時全球溫度將比目前高出1.5~4.5℃。這個增暖的氣溫幅度已超過上一個冰河時代以來的地球溫度變化幅度。      

地球增溫的影響
      
溫室效應增強,地球平均溫度即會升高。由於大氣平均溫度上升,所以海洋平均溫度亦將上升。根據物理原理,海水受熱會膨脤,故海水體積會增大。此外,地球溫度上升,將使兩極地區的冰融解。海水因為海水本身體積增大和融解的冰水的加入,雙重作用下,海水面於是上升。       1941年,顧登堡(B.Gutenberg)研究世界潮汐資料,發現全球海平面每年上升1公厘;但是目前由於受到溫室效應加強的影響,有些科學家預測2050年後,海平面上升將會加速到每年2公分~3公分,這將是1940年代的20~30倍。事實上,有些沿海地區因為抽取地下水,造成地盤下陷,相對地更增加了海水面的上升。       最近,美國麻省伍茲霍爾海洋研究院(WoodsHole Oceanographic Institute)科學家密立曼(J. D.Milliman),發展出海水上升的三個可能景象(scenarios)。第一景象是最佳情形,也是海水面上升最小的情形,在2050年時海面將上升13公分,2100年時海水面將上升28公分。第二景象是最糟的情形,也是海水面上升最大的情形,在2050年時海水面將上升79公分,2100年時海水面將上升217公分。第三種景象是現實世界出現的最壞情形,這時還必須加入人們過度抽取地下水造成的地盤下陷。台灣西部沿海的台西地區,目前每年海水面上升27.8公厘,即是由於溫度上升和超抽地下水雙重作用造成的結果。        海水面上升將會淹沒沿海低窪地區,使三角洲平原再度下沈。三角洲地區是大河沖積平原,土壤肥沃,常常都是人口密集的農業精華地區,如孟加拉共和國的恆河和雅魯藏布江聯合三角洲和美國密西失必河三角洲等。若2050年海水僅上升13公分,這也是海水上升速率最小的最佳狀況景象,孟加拉共和國將有l%的國土沈入海水中;若海水面上升144公分,那麼孟加拉共和國將有16%的國土消失在海水中。據專家估計,2050年時,孟加拉地區的海水面可能會上升209公分,這樣的海面上升量將使孟加拉18%的土地沈沒。沿海低地及三角洲沈沒海中,將使原來居住其地的居民流離失所,變成難民,因而可能導致社會、經濟及政治的動盪不安。       海水淹沒沿海低地和三角洲後,鹽水將入侵內陸,使土壤和地下水鹽化,因而破壞耕地和地下水資源,並破壞魚塭和鹽田。沿海的紅樹林亦將難逃淹沒命運,海岸的波浪侵蝕作用因而加強。       海水溫度增高,可能也會使熱帶地區的颱風或颶風次數增加及強度增大,使沿海地區的風災損失可能增加。       地球的增溫效應並非全球一致。在兩極地區,溫度上升的幅度可能是全球平均值的2~3倍;在熱帶地區,溫度增高的幅度可能僅是全球平均值的50~100%。由於兩極地區增溫高,低緯地區增溫緩,所以高低緯度之間的溫度梯度因而減弱,於是全球的大氣環流系統將會發生改變。       由於高低緯度之間的溫度梯度改變,目前全球的洋流系統也可能跟著改變。雖然全球大部分地方,都因增溫效應而變暖,但是目前暖流經過的地方,卻可能因為暖流改變方向而變得寒冷。       全球溫度上升,也將導致水平衡的改變。專家估計,如果溫度上升1.5~4.5℃,全全球水循環將加強5~10%。全球降水(precipitation)可能會增加,但是降水的時間和地理分布都會改變,因此有些地方可能變得比較濕潤,有些地方可能變得比較乾燥。此外,蒸散作用(evapotranspiration)亦因溫度升高而加強,使地表逕流(runoff)和地下水的補注等也相對減少。  
     地球人的共識   過去一百年來,全球平均溫度已明顯上升了0.5~0.6℃,台灣也上升了0.74℃。溫度上升是由於人口大量增加、大規模砍伐森林和毫無節制地燃燒石化燃料等人類行為活動,製造了大量的二氧化碳等溫室效應氣體,導致大氣溫室效應加強,而形成的後果。       全球平均溫度上升將造成全球海水面上升,其嚴重影響將使沿海低地沈沒海中,導致沿海地區土壤及地下淡水資源鹽化,破壞現有土地利用,改變大氣、洋流和水循環系統,可能會增加熱帶颱風風暴災害還未確定,會造成社會、經濟和政治的問題。
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发表于 6-1-2007 10:28 PM | 显示全部楼层
希望楼主能继续这篇帖子
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小櫻雪 该用户已被删除
发表于 7-1-2007 09:53 AM | 显示全部楼层
娃~好酷哦~~黑潮原来是黑色~~
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 楼主| 发表于 21-2-2007 03:02 AM | 显示全部楼层

海水的顏色與透明度
為甚麼海水是藍色呢?這是因為海水對不同波長的光有不同的散射與吸收效果。當陽光照到海面時,海水會吸收紅光至黃光,散射藍光,因此海洋呈現藍色。光波中,波長越短越容易散射,且散射程度也越大,因此,短波長的藍光比長波長的紅光更容易散射。同理,當陽光照射深厚的海水時,散射出來的光就以短波的藍光為多了。
若仔細地觀察海水的顏色,可以發現海水也不全是同樣的藍色。在沿岸的海水可能呈微棕色、微綠色或微紅色,這是因為海水中含有大量的懸浮性生物或塵沙,而引響了海水的散射效果。如紅潮,就是海水中含了大量的紅色腰鞭毛藻所造成的。
海水中的懸浮物質不但會改變海水的顏色,也會影響海水的透明度(doegree of clearness)。一般而言,沿岸海水的透明度較外海低。而混濁海水在深十公尺處的透明度,約與清澈海水深一百公尺處相若。測量水的透明度,乃是使用一個直徑三十公分的白色圓盤,稱為賽希氏板(Secchis disk)。測量時,將賽希氏板水平地沉入海中,當看不見此圓盤時的深度,就是被測海水的透明度。黑潮透明度是三十至四十公尺,親潮則只有十至十五公尺。


按图放大


海水的溫度
生活在海洋中的動物,除了哺乳類以外,多是變溫動物(poiklothermic animals),也就是說,這些動物的體溫會隨著海水溫度的變化而改變。因此海水溫度對海洋動物而言,是非常重要的生存條件。
由於海水含有極高的鹽分,冰點約在攝氏零下二度。而波斯灣海水中的溫度則有高達攝氏三十度的紀錄。不過,整體而言,海水的溫度是不易變動的,即使熱帶海域,海水溫度也很少超過攝氏三十度。同時,海水的比熱(使一公克物質的溫度上升攝氏一度所需的熱量)較陸地的岩石高,因此海水的溫度較陸地穩定。
洋流會影響海水的溫度。黑潮流經之處的海面水溫變化,最高溫與最低溫僅差攝氏8.5度;在水深二百公尺處則相差攝氏1.4度。
海水的溫度除了隨地域位置及季節變化而有差異之外,也隨深度的不同變化。在海洋的探測中,水溫的量測非常重要。測量海水溫度時,必須使用顛倒溫度計(reversing thermometer)。
海水中的鹽分
海水中溶有許多無機鹽類,而鹽類含量的多寡就稱為鹽度(salivity)。海水鹽度的大小隨地域、季節的變化稍有不同,一般而言,一千公克的海水中含有三十至三十五公克的鹽類。雖然,鹽度隨地域不同而有差異,但是各地海水中,各種鹽類的比例均極為相似。
海水中的無機鹽類以氯化鈉為最多,其次為氯化鎂,在其次是硫酸鎂。其中氯化鈉也就是我們所吃的鹽,而氯、溴、碘等元素合稱為鹵素。海水中鹵素的濃度稱為氯度,就是一千公克海水中的鹵素含量,以氯的克數來表示。要直接測量海水的鹽度非常困難,而鹽度與氯度成正比,因此只要測得氯度,就可以依下列公式計算出鹽度:
硫=0.0301.8505×氯
氯度的測定(鹵素檢定)對海洋科學的研究非常重要。一般在實驗室是以莫耳滴定法(Mohr titration)來測量氯度,測量方法是以硝酸銀來滴定,絡酸鉀當指示劑。
除了滴定法,現在都以電導度測定法(elector-conductivity method)來測定鹽度。此外,我們還可以利用物理方法,如測定密度、折射率等,來測量水中的鹽度。
若以整體而言,各海洋的鹽度,以熱帶海域較高;暖流流經的區域比寒流流經的區域高。而南北極附近的海水受海冰影響,鹽度偏低;氣候乾燥、海水蒸發量多的區域,鹽度則又偏高,例如紅海。

其實,古時候的航海者早就知道洋流的現象。而海雅達相信,古代的人能夠航行數千里,就是靠洋流來推進的。此外,洋流的水溫因來源不同而異。如果洋流水溫較流經地區的水溫高,就稱為暖流,如黑潮、南赤道洋流等;若洋流水溫較流經地區的水溫低,就稱為寒流,如親潮、祕魯洋流等。
在日本北海道的網走海邊,曾經發現過屬於熱帶的椰子果實。具猜測,這些果實可能隨黑潮北上,在經對馬暖流推進,通過宗谷海峽後到達顎霍次克海的。要調查洋流流動的情形,需使用放有紀錄卡的漂流瓶。將漂流瓶置於海中,隨波逐流,撿到瓶子的人就在瓶內的紀錄卡上記下時間和地點,在將瓶子丟回海中,最後回收漂流瓶,依紀錄卡上的紀錄,測試人員就可以知道洋流的流動情形。
依據成因的不同,洋流主要可分為下列幾種:

吹送流

海面上持續而固定吹向的風使海水流動,就稱為吹送流(
drift current)。以北太平洋為例,北赤道洋流就是東北信風肇始的;而中緯度經年吹著的西風,意使得北太平洋洋流向西流動。在大洋中的表面洋流,都是屬於這種因風吹所成的吹送流。


傾斜流

氣壓差、河流入海、風、降水等,都會造成海面傾斜,海面若要恢復水平,就必須使海水流動,此既為傾斜流(
slop current)。不過,還是以有河水注入的沿海地區,最容易發生傾斜流。


密度流


海水密度受水溫及鹽度的影響。不同密度的海水相接觸時,密度大的海水水壓較大,因此會流向密度小的水域。這種因密度分布不均產生壓差而造成的海水流動,就稱為密度流(density current)。降水及河水流入都會降低海水密度,而海面水分蒸發則會升高海水密度。




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 楼主| 发表于 21-2-2007 03:06 AM | 显示全部楼层
潮汐

生潮力是甚麼原因造成潮汐的呢?潮汐是天體之間相互作用所造成的一種現象。月球離地球很近,所以對地球潮汐的影響也最大。地球與月球之間有萬有引力,這個引力大小相同,方向相反;至於兩個星球不會相撞的原因是地球對月球繞地球的公轉重心有離心力。公轉重力位於地球與月球兩重心的連線上,距地球重心四千七百公里(在地球內部)。萬有引力與離心力的合力就是推動潮汐的原動力,稱為生潮力(tide generatingforce)。地球上生潮力的大小因地而異,在面對月球或背對月球的時候,生潮力雖然方向相反,但大小相同。

高潮與低潮潮汐漲得最高時,稱為高潮(high tide);相反地,落得最低時,稱為低潮(low tide)。通常兩次高潮間相隔約十二時二十五分。潮汐的週期與地球自轉以及月球公轉的速度有密切的關悉。

大潮與小潮 高潮與低潮間的潮差差距最大時稱為大潮(spring tide),最小時稱為小潮(neap tide)。潮汐不僅與月球有關,也受太陽的影響。太陽的生潮力為月球的百分之四十六,這樣大的生潮力實在不可忽視。
高、低潮的差距隨地區而異,台灣東部海岸面臨太平洋,潮差變化較小;而西部海岸面臨台灣海峽,受地形影響,潮差變化較大。加拿大大西洋沿岸的芬地(Bay of Fundy)是世界上潮差最大的地,方可達十五公尺。

波浪
如果將救生圈拋入海中,可以發覺救生圈只在原處上下運動,並不隨著波浪前進。事實上,波浪乃是水面週期性起伏的現象,波動中的水分子僅是在原位附近做週期性上下運動,並不隨波前進。
在波浪運動中,波浪的最高處稱為波峰(wave crest),最低處稱為波谷(wave height)。當波浪運動時,波峰愈往下,波高就愈小,直至波高約為波長的一半時,波浪即無法傳遞,水面也就靜止了。產生波浪的原因很多,形式也很複雜,以下就介紹幾種常見的波浪。

風浪與湧浪

swell

風浪
(wind wave)是由風所造成的波浪;湧浪(swell)則可能是由風浪脫離風域後,向前傳送而形成的,也可能是因強烈低氣壓使海面發生波動而引起的。颱風的中氣壓很低,很容易引起湧浪,因此在颱風來襲之前,常會有湧浪先到。風浪的波頂微呈尖形,波長在數公尺至數十公尺之間;湧浪的波頂則呈圓形,波長很長,有時可達數百公尺。


長波與海嘯

tsunami

坐船時
,若仔細觀察波浪。可發現波長較長的波浪會追過波長較短的波浪。一般而言,波長愈長波速愈快,但是若波長超過水深,波速就會因為重力而變慢。這種波浪和風浪或巨浪都不相同,波的影響可深達海底,稱之為長波(long wave)

最具代表性的長波是海嘯,乃是海底或海岸地區大地震所造成的巨浪。這類地震所引起的波浪,波長可達數十公里至數百公里。有時,甚至深海海水也因此而造成大規模、快速的波動;在五千公尺的深處,波速即曾達每秒二百二十公尺。台灣曾經遭受二次較大的海嘯侵襲,分別是一九六七年(民國五十六年)六月十一日及一九一八年(民國七年)五月一日。而一九六○年五月二十二日,南美洲智利發生大地震所引起的海嘯,連距離遙遠的夏威夷沿也遭波及,釀成巨災。

小浪與洶浪

wavelet
小浪
(wavelet)是指波長小於1.7公分,在海面呈現縐綢狀的波浪,俗稱漣漪。前面所提的風浪、湧浪及海嘯等,都是波與重力作用而產生的,屬於重力波(gravitational wave)。小浪則是波與海水表面張力所引起的,屬於表面張力波(ripple)。有趣的是小浪的波長愈短,波速愈快。

當颱風吹過海面時,因風向改變,每個大浪的方向各異,使得海面的波浪呈現格子狀。此時,若有二個方向相反、波高相同的波相撞在一起,海水就會堆疊成三角狀,此即為洶浪(chopping wave)。船隻遇到洶浪極易翻覆,因此船員最為戒懼。

內波

internal wave near hainan

船隻在沿海航行時
,常會發生原處打轉無法前行的現象。

河水流入海中或海冰溶化之物,會因密度的差異而使淡水無法立即與海水混合,於是形成淡、鹹二個水層。在水層間,會因擴散而產生波動,是為內波(internal wave)
當船隻遇到內波時,如果馬力不足,未能消除內波的影響,而航行方向又與內波不同,便會在原處打轉無法前行。


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 楼主| 发表于 21-2-2007 03:30 AM | 显示全部楼层
海蝕作用形成的海岸地形






海岸的地形主要受到海蝕、海水搬運及海積等三種作用的影響。海岸的分類非常不容,易分類方法極多。依成因可分海海蝕地形及海積地形;若依沿海地盤或海水的升降,則可分為下沉海岸及上升海岸。
海水運動對陸地造成的破壞,稱為海蝕作用(sea erosion)。常見的海蝕地形有海蝕崖(sea cliff)、海蝕台(abrasion platform)、海蝕洞(sea cave)、海蝕柱(stack)等。著名的野柳風景區,有非常發達的海蝕地形。

海蝕崖


波浪是造就海岸地形的藝術家。海岸受波浪侵蝕而成的陡崖,稱為海蝕崖。海蝕崖的下方常會因海蝕作用成為海蝕凹壁(notch),多節理的凹壁則常發育成海蝕洞。晚期時,海蝕崖逐漸後退,崖的下方會形成海蝕平台。

海蝕台




海蝕崖經海浪不斷地沖刷會逐漸崩退,形成幾與海平面等高的平坦岩床,稱為海蝕台。一般的海蝕台略向海的方向傾斜,並經常散希著許多由海蝕崖上崩落的岩塊。
海蝕作用加上風化及溶蝕等作用所形成的平坦岩床,則稱為海蝕棚(wave cut bench)

海蝕柱







常岬角地區的海蝕洞被貫穿時,就形成海蝕洞門(sea arch)。海蝕洞門頂部崩塌後,海面上常會留有凸出的岩礁,稱為海蝕柱或顥礁。沙勞越的米里(Miri)海邊有海蝕柱地形.


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 楼主| 发表于 21-2-2007 03:44 AM | 显示全部楼层
在沿岸的海域,因波浪破碎沖擊海岸,或風沿海岸線吹襲所造成的平行海岸水流,就稱為沿岸流(coastalcurrent)。波浪侵蝕下來的岩屑沙泥,經潮流、沿岸流等的搬運,堆積於沿海地區,這種地形稱為海積地形。海河匯合之處因河積作用所形成的有三角洲(delta)等河積地形,沿海地區也會因沿岸流等的堆積作用而產生沙灘、沙洲(sand bar)、濱外沙洲(offshorebar)、沙嘴(sand spit)、潟湖等海積地形。
海灘波浪、沿岸流等搬運沙礫堆積在海濱,就形成了海灘。海灘的沉積物如果是疏鬆的沙粒,稱為沙灘;如果是直徑大於二公釐的沙石,就稱為礫灘。海灘多位於海灣側翼、盡頭或是水流平緩處;如果交通便,利便可闢為海水浴場及渡假勝地。若再加上氣候暖和,則可進而成為名聞全球的觀光區,如美國佛羅里達州的棕櫚灘(Palm Beach)、加州的長堤(Long Beach)及法國地中海蔚藍海岸的利維拉(Riviera)等。

沙洲 海中的岩屑因摩擦、撞擊形成沙礫,再經由海水搬運、積高而露出水面,即成為沙洲。沙洲有時會被海水淹沒而成為暗灘;離岸形成的沙洲則稱為濱外沙洲,是沙粒隨沿岸流漂動,在沿海的淺水域中堆積而成的。台南東石海岸外有許多濱外沙洲,如外傘頂洲。 

沙嘴波浪侵蝕海岬所造成的沙礫,經沿岸流搬運沉積,而在灣口形成沙洲。沙洲的一端與海岬連接,另一端伸向海洋,稱為沙嘴。若沙嘴因強大的潮汐或水流影響,朝陸地方向彎形成鉤狀,即稱為鉤狀沙嘴(hooked spit)。發育階段不同的鉤狀沙嘴若同時存在,就形成分枝狀的複折沙嘴(compoundrecurved spit)。 

潟湖 濱外沙洲與陸地之間所圍的水域稱為潟湖。沙洲若有缺口,潮流就可以進,出影響潟湖內的水量。潟湖可能會因泥沙的淤積,使水域逐漸狹淺,形成沿海沼澤地(marsh land ) ,甚至變成陸地。此外,沙嘴或沙洲若被波浪破壞,潟湖也可能消失。 

連島沙洲在外海的小島也會受到波浪的侵蝕。當沙洲的一端與陸地相連,另一端和島嶼相接,則稱為連島沙洲(tombolo);連接的島稱為陸連島(land-tied island )。連島沙洲和陸連島合稱為沙頸岬(廣義的連島沙洲),蘇澳附近的南方澳,就是典型的沙頸岬。

 上升海岸



海底平原上升或海平面下降,都可能使沿海的淺水區域暴露出來,這種海岸稱為上升海岸(emerged coast)。台灣西部北港溪至高屏溪之間海岸,河流多且海水淺,沿岸多潟湖、濱外沙洲,是標準的上升海岸區。

臨海的陸地隆起就容易產生海階(coastalterrace)地形,這是海退(regression)現象的結果。因為陸地不斷地隆起,海岸受到波浪侵蝕形成海蝕台或海蝕棚,同時海岸線因陸地隆起,新的海岸受到海水侵蝕,會再形成海蝕台,海水繼續不斷地侵蝕,並將剝蝕下來的岩屑帶走,使得新的海蝕台逐漸擴大。若地層再次隆起,海岸線續朝海中進逼,使得海蝕台成為陸地,海蝕再重新開始。如此陸地一次次地隆起,海岸就形成階梯狀的海階地形了。台東海岸山脈東側的太平洋海濱有海階地形,表示台灣東部的岩岸也是上升海岸。

由海階的形成過程,使人以為海階的級數和地層隆起的次數一致,但事實證明並非如此。地殼變動沒有一定的方向,有時隆起有時下降,同時,地殼變動每次的速度、規模及方式也都不同,因此,所呈現出來的地形變化就極其複雜了。

在地球的南北兩極,也會因為冰河的狀態,使得海平面升降數十公尺。當冰河擴大時,海平面會下降;當冰河退卻時,冰水流入海中,海平面就上升了。

 下沉海岸


沿海陸地的沉降或海水上升,均可形成下沉海岸,此時,海水向陸地傾注,稱為海進。發生海進時,海水淹沒沿海陸地,使河流縮短,下游沉入海中,這種河谷稱為溺谷(drowned valley)

此外,若是地劫陡峭的壯年期陸地發生海進,原來的山谷被海水侵入,形成鋸齒狀的谷灣(riacoast)下沉海岸。「ria」一字源自西班牙語,意指海水沿著海水沿著舊有河道入侵而形成海灣的現象。

不過並所有的下沉海岸都這樣彎曲複雜,若是海進規模非常大,原來的陸地僅留山頂露出水面,就形成了孤島。過去均認為峽灣地形,是受冰河侵蝕的U形谷被海水淹沒而形成的溺谷。最近的調查發現,峽灣地區地層有隆起的現象。當大陸冰河大規模退卻時,冰河溶解使海平面上升,海水入侵昔日被冰河挖蝕的山谷,由於兩岸陡峻,灣水深長,類似峽谷,所以稱為峽灣。北歐的挪威海岸、英國的蘇格蘭海岸,均是標準的峽灣地形。


http://content.edu.tw/





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