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线性分层海洋内波(海洋内波基础)

来源:www.shuishangwuliu.com   时间:2023-05-28 10:52   点击:67  编辑:jing 手机版

1. 海洋内波基础

电磁波不是在水中不能传播,而是电磁波在水中传播过程损耗太大,使接收距离大打折扣。

电磁波在海水中的衰减十分迅速,但频率极低的电磁波在海水中的衰减就要慢得多。例如,频率低于10赫的电磁波,在海水中的穿透深度可达5000米,可用于陆地对大洋深处的潜艇通讯和海底地壳物理探矿。电磁学在海洋研究中的应用摘要:随着电磁波中的超长波用于对潜艇通讯,和极长波用于对大洋深处核潜艇通讯的要求,各国相继开始研究海水的电磁特性和电磁波在海洋中的传播规律。

2. 海洋内波基础与中国海内波 视频课

领海内水,曾被称为沿岸水、沿岸海、海水带和领水,在地理上是指与海岸平行并具有一定距离宽度的带状海洋水域。

按海洋法,领海定义为:“国家主权扩展于其陆地领土及其内水以外邻接其海岸的一带海域,称为领海。”

⒉自然地理中内海是指伸入大陆内的海,面积不大,仅有狭窄水道与大洋相通,海水较浅.这里的水文特征受大陆影响.渤海为其中一例在国际法中内海实际上被划为内水的范畴,是领土的一部分,国家对其行使完全的、排它的主权。

3. 海洋内波基础和中国海内波

东南海是指我国东南方的大海,其范围包括我国台湾岛至琉球群岛及菲律宾群岛一带。

同东海一样,在部分古籍中,东南海还兼有南海及其西海域的意义。亚洲东部三大边缘海之一。

南海位于中国广东、广西之南和马来群岛之间,面积360万平方公里,平均深度1212米。是太平洋至印度洋的必经海域,海底大陆架藏有石油资源。海南岛、东沙、西沙、中沙、南沙等岛屿在此海内。

4. 海洋内部波

在地球上海洋占据了绝大多数的面积,而海洋上的现象也有非常多种,有些海洋现象会让我们觉得十分的奇特。

赤潮是一种危害的海洋现象,当海洋中出现大量的有害藻类,使得海面呈现出红色或者橙色的现象。

漩涡是海洋中并不常见但十分危险的现象,天气的情况会对漩涡的形成造成一定的影响,进入漩涡则会被卷入海底。

冰霜花常出现在寒冷的海域,由海冰形成,这些冰霜花存在较高的含盐量可以增长至4厘米直径。流氓波是一种会突然出现的海浪,最高可达80英尺,会对船只造成很大的影响。

海洋生物的发光也会出现在部分地区,是由于有机体发出的光与大气中的氧气和光能化学反应而出现的,看起来十分的美丽。

毛里求斯海底瀑布,大海中也有“飞流直下三千尺”的壮观,但这种景观并非真的是水流倾泻而下形成,而是淤泥和沙子不断的往海沟沉积而造成的光学幻象。

莲叶冰是直径在30厘米到3米之间,厚度10厘米左右的浮冰。在较为平静的海面上,初生冰可以直接冻结为莲叶冰。而大块的冰皮或尼罗冰破碎后也可以形成莲叶冰。莲叶冰的边缘由于与其它冰块碰撞,而形成一圈凸起,而且形状近似圆形,仿佛海面上的一朵朵莲叶,故称为莲叶冰。

……

5. 何为海洋内波

海浪的高度取决于海水深度、洋面积、风力风速大小、天体引力、海底地震、火山爆发、塌陷滑坡、大气压力变化和海水密度分布等因素。

海浪是海水的波动现象。“无风不起浪”和“无风三尺浪”的说法都没有错,事实海上有风没风都会出现波浪。

通常所说的海浪,是指海洋中由风产生的波浪。包括风浪、涌浪和近岸波。

但无风的海面也会出现涌浪和近岸波,这大概就是人们所说“无风三尺浪”的证据,但实际上它们是由别处的风引起的海浪传播来的。引起海浪原因,还包括天体引力、海底地震、火山爆发、塌陷滑坡、大气压力变化和海水密度分布不均等外力和内力作用下,形成的海啸、风暴潮和海洋内波等。它们都会引起海水的巨大波动,这是真正意义上的海上无风也起浪。   

海浪是海面起伏形状的传播,是水质点离开平衡位置,作周期性振动,并向一定方向传播而形成的一种波动,水质点的振动能形成动能,海浪起伏能产生势能,这两种能的累计数量是惊人的。在全球海洋中,仅风浪和涌浪的总能量相当于到达地球外侧太阳能量的一半。海浪的能量沿着海浪传播的方向滚滚向前。因而,海浪实际上又是能量的波形传播。海浪波动周期从零点几秒到数小时以上,波高从几毫米到几十米,波长从几毫米到数千千米。   

风浪、涌浪和近岸波的波高几厘米到20余米,最大可达30米以上。风浪是海水受到风力的作用而产生的波动,可同时出现许多高低长短不同的波,波面较陡,波长较短,波峰附近常有浪花或片片泡沫,传播方向与风向一致。一般而言,状态相同的风作用于海面时间越长,海域范围越大,风浪就越强;当风浪达到充分成长状态时,便不再继续增大。风浪离开风吹的区域后所形成的波浪称为涌浪。根据波高大小,通常将风浪分为10个等级,将涌浪分为5个等级。0级无浪无涌,海面水平如镜;5级大浪、6级巨浪,对应4级大涌,波高2~6米;7级狂浪、8级狂涛、9级怒涛,对应5级巨涌,波高6.1米到10多米。   

海洋波动是海水重要的运动形式之一。从海面到海洋内部,处处都存在着波动。大洋中如果海面宽广、风速大、风向稳定、吹刮时间长,海浪必定很强,如南北半球西风带的洋面上,常的浪涛滚滚;赤道无风带和南北半球副热带无风带海域,虽然水面开阔,但因风力微弱,风向不定,海浪一般都很小

6. 海水表面波和内波

1.阿基米德原理是什么

1.1定义

浸入静止流体(气体或液体)中的物体受到一个浮力,其大小等于该物体所排开的流体重量,方向垂直向上并通过所排开流体的形心。

1.2公式

1.公式

F浮=G排=ρ涂·g·V排

单位:F浮——N

ρ涂——千克/米3

g%%——牛顿/千克

V排——米3

2.推导阿基米德原理:

根据浮力产生原因,上下表而的压力差:

以边长为a的正方形铁块为例,沉没水中时水深h。上表面压强p1=ρg(h-a), 压强等于液体密度乘以g乘以深度,水总的深度是h,下表面压强p2=ρgh 水中正方体高a,正方体上表面距离水面h-a

F浮=a^2 p2-a^2 p1 浮力等于下表面压力减去上表面压力,压力等于压强乘以受力面积

=a^2[ρgh-ρg(h-a)] 正方体底面积是边长的平方a^2

=a^2ρga

=a^3ρg

=Vρg

铁块体积就是排开水的体积。

1.3浮力的有关因素

浮力只与ρ液,V排有关;

与ρ物(G物),h深和V物无直接关系。

1.4阿基米德被发现的故事

历史阿基米德发现的浮力原理,奠定了流体静力学的基础。传说希伦王召见阿基米德,让他鉴定纯金王冠是否掺假。

他冥思苦想多日,在跨进澡盆洗澡时,从看见水面上升得到启示,作出了关于浮体问题的重大发现,并通过王冠排出的水量解决了国王的疑问。

在著名的《论浮体》一书中,他按照各种固体的形状和比重的变化来确定其浮于水中的位置,并且详细阐述和总结了后来闻名于世的阿基米德原理:放在液体中的物体受到向上的浮力,其大小等于物体所排开的液体重量。从此使人们对物体的沉浮有了科学的认识。

2.阿基米德原理的适用范围

2.1适用范围

适用于液体和气体。阿基米德原理适用于全部或部分浸入静止流体的物体,要求物体下表面必须与流体接触。

如果物体的下表面并未全部同流体接触,例如,被水浸没的桥墩、插入海底的沉船、打入湖底的桩子等,在这类情况下,此时水的作用力并不等于原理中所规定的力。

如果水相对于物体有明显的流动,此原理也不适用。鱼在水中游动,由于周围的水受到扰动,用阿基米德原理算出的力只是部分值。这些情形要考虑流体动力学的效应。水翼船受到远大于浮力的举力就是动力学效应,所循规律与静力学有所不同。

2.2应用实例

1.气球

阿基米德原理可用于解释气球的上升机理:充满轻气体的气球的自重小于它所排开的空气的重量(浮力)。

2.液体比重计

对部分浸入液体的比重计,它所受到的浮力:F=W=γV 。式中W为比重计的重量,V为浸入液体的体积;γ为液体的比重。若已知W和V,可确定比重γ。

3.排水量

Vmax=m船/ρ水由ρ=1,得 Vmax=m船/1简写: V=m即体积常数等于质量常数,合称排水量。

4.积云对流

阿基米德静浮力可使积云对流得以发展,在稳定层结大气中可以产生重力内波。

7. 海洋内波的恢复力

内波是一种重要的海水运动,它将海洋上层的能量传至深层,又把深层较冷的海水连同营养物带到较暖的浅层,促进生物的生息繁衍。内波导致等密度面的波动,使声速的大小和方向均发生改变,对声呐的影响极大,有利于潜艇在水下的隐蔽;对海上设施也有破坏作用。

如果海水跃层是上层密度大,下层密度小的状态,形成负密度梯度跃变层,海水浮力由上至下急剧减小,被称为“海中断崖”。

潜艇在水下航行中,如突遭海中断崖,会立即失去浮力,急剧掉向海底,大多数常规潜艇的有效潜深为300米,潜艇不受控制的掉到安全潜深以下时,会被巨大的海水压力破坏,造成海中断崖失事,二战以来各国海军出现过数次海中断崖的失事。

8. 海洋内波概况及对海洋工程的影响

为了解释什么是内孤立波,首先得了解什么是内波。我们知道,海洋中轻的、较淡和暖的海水在上面,而重的、较咸和冷的海水在下面,因此,从垂直方向上看,各个水层的密度分布是不同的。海水的密度通常由海水的温度、盐度所决定,但由于盐度的变化不大,

因此海水的密度通常与温度的变化有很大关系。由于海洋中的上层(譬如说最上面50米的水层)海水受风的搅拌、混合作用,因此,上层海水的温度一般比较均匀且变化不大,通常我们也将这一海水温度混合相对均匀的水层称为混合层;但在混合层以下的中下层的海水,由于风力的搅拌作用不能到达这一深度,这里的海水温度与混合层下界的海水温度就存在明显的变化梯度,通常我们也将这一海水温度变化明显的水层称为温跃层。

存在于混合层、温跃层中这两种不同海水密度(温度)之间的、无法从海面直接观察到的波动就叫做内波。对于那些具有与海洋潮汐变化周期相同的内波,我们也称之为内潮波。

9. 海洋内波对潜艇的危害

潜艇在海面200米以下的地方就可以不受波浪的影响。

     在辽阔的大洋里,最长的波长可以超过400米;在太平洋,曾测到过波长达600米的波浪。在波浪向下传播时,随着深度的增加而急速地减弱下来。据计算,深度等于半个波长的地方,不到原来的5%;在深度相当于一个波长的地方,就只有原来的0.2%了。因此,在海面200米以下的地方,海水经常都是平静的,一般很少受到波浪的影响。 所以,任凭海面风急浪高,力大无比,潜水艇在深海里却往来自如,丝毫不受风浪的影响。

10. 海洋内部波动称为

1、周期T用时间单位,秒,s。振幅A用长度单位,米,m。

2、赫兹是频率单位,频率是周期的倒数。分贝是声强的单位,代表的是个相对值,是代表声音的功率的。同样频率的声音,声强大体与振幅的平方成正比。

3、声音的强弱,与(振动的振幅)有关;声音的高低,与(振动的频率)有关。声音的强弱可以用分贝来表示。分贝还是一种测量声音相对响度的单位。

4、分贝用dB表示。世界乃至整个宇宙充满着声音,人们就是生活在“声音的海洋”之中。

11. 海洋内波基础和中国海内波电子版

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