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海洋大气耦合机制研究(海洋大气相互作用)

来源:www.shuishangwuliu.com   时间:2023-05-11 08:45   点击:296  编辑:jing 手机版

1. 海洋大气相互作用

地球表面71%的面积都是海洋水域,29%的面积是陆地,而且在地球的热带地区,绝大部分的面积都是海洋,因此海洋在调节地球气候方面起到的总体作用要比陆地更大。

地球大气层中的水汽大部分来自于海洋,陆地上的降雨也大部分是海洋中的水汽凝结形成的,水的温度在升高和降低时吸收和释放的热量较多,因此当地球的温度升高的时候,海洋可以吸收大部分的热量,维持地球的温度均衡,所以地球的生态环境离不开海洋对气候的调节作用。

近日,美国国家海洋和大气管理局的气候学家联合印度这方面的科学家用他们的研究结果声称,印度洋和太平洋正在变暖,其海水暖池规模已经增大了一倍,这一变化正在改变全球降雨模式。

横跨西太平洋和印度洋东部的印度洋-太平洋暖池是全球海洋最暖的部分,其中包含着“马登-朱利安涛动”,它是由地球热带赤道地区海水对流区块引起的,在北半球的冬季,其动向主要以周期约30-90天的速度向东行进,表现为雨云在热带海洋上空移动,通常是从非洲东部向东移动到印度,再绕过印度尼西亚进入太平洋,并一直行进到美洲,它可以影响季风气候区,引发大范围的热浪和洪水。

如今,两国的科学家们发现这个海水暖池每年都在扩大面积,并且正在改变已有的地球表面的降雨规则。它能促使我国长江流域、美国、东非地区、印度北部的降雨减少,同时也会导致澳大利亚北部,南美洲亚马逊河流域,非洲刚果河流域和东南亚的降雨量增加。该研究报告已经发表在《自然》杂志上。

美国国家海洋和大气管理局的科学家迈克尔·麦克法登表示:“印度洋和太平洋大部分海域的水温都在变暖,不过最温暖的水域仍在西太平洋上空,印度洋水汽会被西风带吹到太平洋西部,使得这里云量增多,台风更容易出现。

海洋除了会吸收热量给地球降温,并且海洋水汽能增加降雨之外,海洋也对地球大气成分的含量有很大的调节作用,才能吸收地球大气层中的氧气与二氧化碳,二氧化碳过多会造成地球的物质效应,但是海水可以吸收二氧化碳,降低二氧化碳在大气层中的含量,避免地球温室效应化,不过这一过程也会增加海水的酸度。

总之,海洋是全球气候系统中的一个重要环节,它通过表面与大气的能量物质交换和水循环等现象,在调节和稳定地球气候方面发挥着决定性作用,因此被称为地球气候的“调节器”,左右着地球的气候模式。另外,海洋中长距离的洋流可以调节全球能量、温度和养分的平衡,维持了海洋及陆地生态系统的发展,海洋对地球气候的影响也是需要好好研究的一门大学问啊!

2. 海洋大气相互作用是什么

白天陆地气温比海洋高,因此陆地上为低压,海洋上为高压。夜间的情况正好相反

风从高气压吹向低气压。据此,一日之内,白天,风从海洋吹向陆地;夜间,风从陆地吹向海洋。

白天来自海洋的风比较凉爽湿润,对滨海地区能够起到降温的作用;夜晚来自陆地的风比较温热干燥,对滨海地区能够起到增温的作用。海陆风共同作用的结果是使滨海地区的气温日较差较小。

3. 海洋大气相互作用及影响

海洋的升温和降温速度比大气慢,因此,沿海地区的天气往往比大陆地区的天气温和,极冷和极热天气也较少。

海洋的蒸发,特别是热带地区的蒸发,形成了大部分的雨云,影响了陆地上湿区和干区的位置。

海洋捕获的巨大能量创造了世界上最强大、最具破坏性的风暴和极端事件,如气旋(包括热带气旋和温带气旋)。

4. 海洋大气相互作用的体现

海洋是大气的主要热源,可以从面积和热量传递两个方面来考虑:

1、从面积上来说,海洋面积占地球表面的71%,陆地占29%,太阳辐射大部分被海洋所吸收,自然海洋向大气提供的热量多。

2、从热量传递上来说,海的比热容大,为4200焦/升,相对而言相同单位的石头的比热小,所以同样面积的海洋和陆地受热所散发出来的热量,海洋要比陆地多。

3、此外,海洋上没有遮盖(极地除外)可以直接传递热量到大气;而陆地上还有植被、建筑物等,阻挡了地面的热量辐射。所以说海洋是大气的主要热源。海洋是大气的主要水源,可以从水循环角度考虑:大气中的水汽主要来自水域蒸发和陆地植物蒸腾作用,其中海洋蒸发的水汽占大部分。世界海洋每年蒸发的总量达到450000立方千米,其中90%的水汽直接在海洋上空凝结,以降水形式返回海洋,其余约10%的水汽由大气输送陆地上空,凝结降落,再通过地表径流和地下径流返回海洋,周而复始。所以说海洋又是大气的主要水源

5. 海洋大气相互作用强的原因

海洋吸收太阳入射辐射的70%,其绝大部分(85%左右)被贮存在海洋表层(混合层)中。这些被贮存的能量将以潜热、长波辐射和感热交换的形式输送给大气,驱动大气的运动。因此,海洋热状况的变化以及海面蒸发的强弱都将对大气运动的能量产生重要影响,从而引起气候的变化。

在0°~30°N的低纬度区域,海洋输送的能量超过大气的输送,最大值在20°N附近,海洋的输送在那里达到了74%。

所以,热带海洋在驱动大气系统运动地位最重要。

6. 海洋大气相互作用的基本特征

海洋中氧平衡 海洋生态系统在全球碳循环中发挥着重要作用,能有效地缓解CO2浓度的增加。

海洋持有的碳比大气多50倍,其中大部分是以碳酸盐(CO22-)和碳酸氢盐(HCO-2)离子的形式存在。海洋吸收CO2的能力大致相当于通常所估计的矿物燃料的贮藏量。虽然海洋对大气CO2的缓解作用主要取决于海洋的混合程度和酸碱度,但海洋浮游植物的潜在作用不可忽视。在海洋表层,浮游植物通过光合作用将海水中溶解的无机碳转化为有机碳,水中CO2分压降低;在其初级生产过程中,还需从海水中吸收溶解的无机盐,如硝酸盐和磷酸盐,这使得表层水的碱度升高,也将降低水中的CO2分压。这两个过程造成空气――海洋交界面两侧的CO2分压差,促进大气CO2向海水的扩散。同时,由于向海底沉降的有机颗粒携带的营养盐分解成无机盐的速率非常缓慢,使得表面水的碳含量比深度超过1000米处海水中的碳含量低10%。海洋表层的这一生物动力学过程,也被称之为“生物学泵”。海洋生物光合作用形成的有机碳沉积到海底,它们分解返回大气速度很慢。这一点与陆地生物圈显然存在很大差异。因为陆地生物圈的碳汇比较容易释放出来,如大面积森林砍伐、土地利用等。估计海洋生物光合作用利用的总碳量约为3×1010-4×1010 t/a。这个值代表海洋光合作用的总碳汇,其对大气CO2的净汇还取决于有机碳分解的返回能量。

7. 海洋大气相互作用研究进展

A长波辐射损失的热量 B蒸发所消耗的热量 C洋流带走的热量 D热对流带走的热量海洋热量支出的方式主要有:海面向宇宙空间的辐射,海洋与大气之间因涡动和对流热交换而获得的热量,海水蒸发损失的热量等,其中海水蒸发耗热占51%.

8. 海洋大气相互作用原理

0到30度纬度正是赤道所在的热带地区,而又同时处于几大洋,常年的高温,使得海洋的海水温度高,蒸发量大,形容起来就像一个烧热的水,在洋流的作用下,输送大量的热气,形成热带气旋,风暴潮,台风等等。所以热带海洋输送的热量比大气多。

9. 海洋大气相互作用对气候的影响

关于这个问题,海陆分布对气压带和风带的影响主要表现在以下几个方面:

1. 气压带的形成:由于陆地和海洋的热容和热惯性不同,夏季时海洋比陆地容易升温,冬季时海洋比陆地容易降温,因此在夏季时海洋上空形成低气压区,陆地上空形成高气压区,形成了半永久性的副热带高压和副热带低压带。而在冬季时,海洋上空形成高气压区,陆地上空形成低气压区,形成了副极地低压带和副极地高压带。

2. 风带的形成:由于气压差异的存在,空气会从高压区流向低压区,因此在气压带上就会形成一系列的风带。在夏季时,由于海洋上空形成低气压区,陆地上空形成高气压区,空气会从海洋吹向陆地,形成了季风气候。在冬季时,由于海洋上空形成高气压区,陆地上空形成低气压区,空气会从陆地吹向海洋,形成了反季风气候。

3. 气候类型的形成:由于海陆分布的不同,不同地区的气候类型也不同。在海洋上,由于海水的热容和热惯性比陆地大,海洋的温度变化比陆地缓慢,因此海洋上的气候比陆地上的气候更加稳定。而在陆地上,由于日夜温差和季节变化的影响,气温波动较大,因此陆地上的气候比海洋上的气候更加多样化。

10. 海洋与大气之间相互影响

海水温度体现了海水的热状况。 太阳辐射和海洋大气热交换是影响海水温度的两个主要因素。海流对局部海区海水的温度也有明显的影响。

在开阔海洋中,表层海水等温线的分布大致与纬圈平行,在近岸地区,因受海流等的影响,等温线向南北方向移动。

海水温度的垂直分布一般是随深度之增加而降低,并呈现出季节性变化。

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