1. 海洋环流是由什么驱动的
深海环流=温盐环流.
温盐环流(英文:thermohaline circulation、缩写:THC),又称「输送洋流」、「深海环流」等,是一个依靠海水的温度和含盐密度驱动的全球洋流循环系统。这个系统的运作现况是,以风力驱动的海面水流如墨西哥湾暖流等将赤道的暖流带往北大西洋,暖流在高纬度处被冷却后下沈到海底,这些高密度的水接着流入洋盆南下前往其他的暖洋位加热循环,一次温盐循环耗时大约1600年,在这个过程中洋流运输的不单是能量(温度 / 热能),当中还包括地球固态及气体资源等,不过温盐环流最受人类关注的是其全球恒温的功能。温盐环流推测主要是由於北大西洋及南冰洋之间的盐分及温差对流而触发的。
概观
深海中的洋流主要是依仗密度的差额来驱动,并且潮汐现象引发的洋流运动亦会对深海洋流带来显着的影响。至於表面的洋流带会因为密度的差异而与其他的水域划清界线。暖流会膨胀致使密度下降,高浓度的盐则会填补水分子间的空隙导致密度上升,低密度的水会浮在高密度的上方。当高密度的水先形成,分层形态并不稳定的,为了均衡其密度分布,不同密度的水会相互产生对流,提供了深海洋流的动能。
深层水的形成
高密度的水几乎都集中在北大西洋及南冰洋下沈至海底深处的洋盆,在这些极地的洋域,表面洋带的水都会因为寒风吹袭而冷却,这些风不单带动表面洋带移动,所引起的乾湿温差还会构成大规模的海水蒸发,加速水温下降,这个现象被称为蒸发冷却,类似人体在湿热的环境下排汗降温的原理。由於被蒸发走的是纯水的分子,海水中的盐度会相对地上升。另海洋上冰的构成亦对海盐的浓度带来不可忽视的影响,由於纯水的凝固点是摄氏0度,比盐水的零下1.8度要高,因此纯水往往会比咸水优先结冰,增加了的盐度减弱了海水凝固的速度,如此寒冷的浓盐水会被包含在海冰的蜂巢状之结构中,当中的浓盐水逐渐地反过来熔解覆盖着它的冰层,最后将一部分冰块从母冰块分裂出并下沈,这个过程叫做海水排斥。水温和盐度这两大因素加起来导致海水的密度增大。
深层水的动态
挪威海是这个系统主要进行蒸发冷却及洋带下沈的场地,在此处下沈的水被称为「北大西洋深层水」(North Atlantic Deep Water,英文缩写:NADW)。NADW充满着洋盆并沿着连接格林兰岛、冰岛及大不列颠海底岩床的裂隙溢流向南方。接着极缓慢地流入大西洋深海平原,继续向南方推进。绕过南非后寒流带会一分为二,一部分的水会前往印度洋在该处涌升将寒流带到,另外一部分部分经历最长的一个周期的洋流最终会抵达北太平洋,受到浅而狭窄的白令海峡阻塞然后因为受热上涌变回暖流继而循环。
「南极底层水」(Antarctic Bottom Water,英文缩写:AABW)在威德尔海以冰块的海水排斥作用下沈并流向北方的大西洋洋盆,由於其密度比NADW更高所以AABW实际上潜流在NADW之下。它原本向西太平洋的旅程在德雷克海峡受阻继而沿着南美洲东岸的圭亚那洋盆向大西洋赤道进发。
2. 海洋环流定义
海底暗流指的是深海中流动的水流,它们通常位于海水中层或深水层,不会被浅层海水的运动所干扰。
这些暗流通常比海面上的表层流慢得多,但它们由于流动区域较大,产生的动能十分巨大。
海底暗流的形成主要起因是深层的水温和盐度分布不均匀,这导致了深层海水的运动。其中,温度对水的密度影响较大,通常导致海水的垂直运动,而盐度影响则会导致水的水平运动。
海底暗流可以在海洋环流和气候的调节中发挥重要的作用,同时也会对深海生态环境产生影响。了解和研究海底暗流的本质和特点,对于探索海洋的奥秘和保护海洋生态环境都具有重要的意义。
3. 海洋环流的空间尺度
核废水的稀释与分散,需要考虑许多因素,例如排放速度、水流速度、海洋环流等。目前,日本政府正计划将核废水排放到太平洋中,根据估算,稀释需要几十年时间。但需要强调的是,根据不同的排放方式和海洋环境条件,所需时间会有所不同。同时,涉及到核废水排放对环境和人类健康可能造成的风险和影响,务必要慎重考虑这一决定,并遵守相关的国际标准和程序。
4. 海洋环流对经济的影响
洋流的环境效应表现在以下四个方面:
1、全球水热平衡
2、沿岸气候
3、主要渔场的形成
4、航海、海洋污染扩散
5. 海洋环流是由什么驱动的物理学
海陆间大气热力环流是,陆地受热快,空气上升,近地面形成低气压,海洋升温慢,气压高,因此近地面空气由高气压流向低气压,由海洋流向陆地,高空相反,陆地高空气压高,海洋高空气压低,气流从由陆地向海洋流动,这样便形成海陆间环说。
6. 海洋环流的作用
白天地面受热,温度比海面上升快,大气膨胀由地面上升,近地面形成低气压,而高空形成高气压,海水温度比陆地低,从而在近地面和高空的水平面上形成了气压差,促使大气的水平运动,形成海面向陆地的风。夜晚情况相反,海水降温幅度比陆地小,大气膨胀由海面上升水平运动吹向陆地,风从陆地吹向海洋。
7. 海洋环流的特征分布
南极洲环流为全球洋流系统的最强劲的洋流,为一个环绕南极洲由西向东的洋流。它是南冰洋的主要循环系统特征。令温暖的海水隔离南极洲,令其大陆维持其巨大冰原,被水手们广泛认知多年。
贯通全球的流向
普遍认为南极洲环流的巨大流量是因为南冰洋西风带强烈的风引致,而此风更吹在整个开放的纬度上。如果纬度上有陆地,风吹在密度低的表层水上很容易便会叠起来被大陆所阻碍。但南冰洋密度低的表层水的动量不能以以上方式取得平衡。
温盐环流理论
各种理论在不同层面提出了关于由风引起的南极洲环流动量平衡问题。风所推动的东向动量不断增加,因为科里奥利力而令水分子漂离地球的自转轴(即向北行)。此向北流量被在主要山脊系统引起的向南、压力推动的水流平衡了。部分理论把以上水流直接连系在一起,意味着南冰洋水流引起显著的密集深海上升水流,把密度高的深层水转化成密度低的表层水,与及由原本向南的水流转化成向北。以上理论把全球性温盐环流计算在南极洲环流的强度中,特别影响了北大西洋的性质。
弯流理论
另一方面,有如发生在海洋的大气风暴的海洋涡流,或视为南极洲环流的大规模弯流(meanders)可能直接把流量动量带至水柱下。这是因为水流可以在槽造成一个纯南向力,而在脊造成一个纯北向力,两者不需要任何密度的转移。实际上温盐环流及弯流均可能作为一个重要角色。
南极洲环流的周期性波动
</strong>近期研究指出南极洲环流依时间而改变。以上发现的证据为南极绕极波(Antarctic Circumpolar Wave),南极绕极波为一个影响大部分南半球气候的周期性振动。另一证据为南极涛动(Antarctic oscillation),包含了南极风力及位置的转变。南极涛动的趋势被假设为因为南极洲环流在近二十年的水量增加。
形成
南极洲环流在中新世形成,当时将来会成为南极洲及南美洲的冈瓦那大陆终于有足够的分裂给德雷克海峡在2千3百万年前形成。由于南极洲与温暖洋流受到阻隔,南极洲变得越来越冷,冰川开始在原本是森林的大陆上形成。
8. 海洋环流形成的原因
大西洋经向翻转环流又被人们称为“墨西哥湾流”,它通过将温暖的表面水传送到高纬度地区,从而让这些水在寒冷的北大西洋深层水的地方进行冷却、渗透、向南返程流动。大西洋经向翻转环流的变更会对北方海洋的热度传输带来深远的影响,因此就会对欧洲和北大西洋的气候带来一定影响。 成因
1.信风所引起的赤道海流在大西洋西侧积聚海水,使加勒比海、墨西哥湾水位抬高所致;
2.注入墨西哥湾的大河流(如密西西比河)将大量河水排入,引起水位抬高所致;
3.高纬度海域与低纬度海域的巨大水团的密度差引起。
9. 海洋环流系统
哈得来环流是指北极地区的大气环流系统,它通常在冬季时形成,它在北极圈地区形成了一个稳定的低压区域,将高纬度的冷空气与低纬度的暖湿空气分隔开来。由于全球气候变化造成北极地区的冰盖减少,海洋表面温度升高,导致哈得来环流受到影响而加强。加强的哈德利环流将导致空气下沉,减少了北极地区的降水和云量。这会进一步加速冰盖的融化,从而形成一个正反馈循环。同时,加强的哈德利环流也会导致环流圈向北缩小,使得其边界更接近极地的地区,这样就会更加剧烈地影响北极地区的气候和生态系统。因此,哈得来环流的加强和环流圈的收缩是彼此关联的,都是因为全球气候变化的影响产生的。
10. 海洋环流对海洋环境的影响
由于海洋和陆地的比热容不同,因此,海陆分布使得大气环流当中的副热带高气压带和副极地低压带不是呈带状分布,而是被切断成块状分布;还由于海陆的相间分布,使得大陆和海洋之间形成了随着季节的改变,风向发生变化的季风,季风也是大气环流的一种特殊形式。