海水运动的三种形势——波浪、潮汐与洋流

海洋是地球上最广阔的水体的总称,海洋的中心部分称作洋,边缘部分称作海,彼此沟通组成统一的水体。海水水体以及海洋中的各种组成物质,构成了对人类生存和发展有着重要意义的海洋环境。

海水运动是海洋环境的核心内容,其运动形式主要包括波浪、潮汐与洋流三种。

海洋潮汐运动


任何一个到过海边的人都会看到海水的周期性波动:在某个时间,海水会给火加燃料,迅速上升,达到高潮;一段时间后,上升的海水自行退去,留下了海滩和低潮。这个循环不断重复,永不停止。海水的这种运动称为潮汐。

海水涨落的潮汐现象是由地球和天体的运动及其相互作用引起的。在海洋中,月球的重力提高了地球月球表面和月球表面的水位。由于地球自转,水位上升以12小时25分钟的深海波形式从东向西传播。太阳引力的作用是相似的,但作用力较小,周期为12小时。

在古代,白天的潮汐被称为“潮汐”,晚上的潮汐被称为“十一”,统称为“潮汐”,这也与中国传统的农历相对应。在每个农历月的第一天,即在新月点,太阳和月亮位于地球的一侧,因此它们具有最大的潮汐力,这将导致“大潮”。在每个农历月的15日或16日附近,太阳和月亮位于地球的两侧。日月潮汐力的推拉也会引起“大潮”;当月亮的相位是上下弦时,即在农历的第八和第二十三天,太阳和月球的潮汐力相互抵消,因此出现“小潮”。因此,农业谚语中有一句话:“大潮在农历正月十五升起,在农历八日和二十三日到处都是海滩”。钱塘江大潮:每年农历8月18日左右形成。

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据现代科学发现太阳和月球引力还可能对人体或生物体中的液体等会发生作用,形成神秘的“生物潮”和“人体潮”,有日本科学家正对此问题在作研究。我国古代有一句谚语“逃过初一,也逃不过十五”也是对这种神秘的生物潮和人体潮可能会引发人或其它生物的病情加重,或精神上的变化的生动写照。


海洋波浪运动

海浪是海水运动的重要形式之一。从海面到海洋内部,到处都有波动。在海洋中,如果海面宽,风速高,风向稳定,吹风时间长,波浪一定很强,比如在南北半球西风带海面上滚动的波浪;尽管南北半球赤道无风区和亚热带无风区的水面是开放的,但由于风力较弱,风向不确定,波浪一般较小。

波浪是海水的波浪。“无风不起浪”和“无风三尺浪”都没有错。事实上,海上有风或无风时都会出现波浪。

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海洋波浪运动包括风浪、涌浪和近岸波。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。广义上的海浪,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。

海浪实际上又是能量的波形传播,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。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。


奔腾的海洋—洋流

1992年,中国一艘装载着近3万只澄海产的橡皮小黄鸭的货轮开往美国华盛顿州,在太平洋遭遇强风暴。从破损的集装箱里散落的小黄鸭组成了“鸭子舰队”,开始了它们的“奇幻漂流”,最远的竟然漂行了3万多公里。不少海洋爱好者表示,在太平洋、北冰洋、大西洋均看到过他们的踪迹,并称赞“他们不仅是一只橡皮小鸭子,还是勇士,是不向命运低头的小家伙,是值得敬佩的小英雄”。令人难以置信的是,其中1万多只玩具鸭组成的“鸭子舰队”在海洋上漂流了14年之后,已经于2007年抵达英国海岸。

虽然这些鸭子没有给几千名儿童带来欢乐,但它们在海上的冒险却给科学研究提供了很好的帮助。每当这些鸭子被发现时,人们就会向有关机构报告,这使科学家能够借此绘制洋流图。

洋流又叫海流,是指大洋表层海水常年大规模的沿一定方向进行的较为稳定的流动。

洋流是地球表面热环境的主要调节者。洋流可以分为暖流和寒流。若洋流的水温比到达海区的水温高,则称为暖流;若洋流的水温比到达海区的水温低,则称为寒流。一般由低纬度流向高纬度的洋流为暖流,由高纬度流向低纬度的洋流为寒流。海轮顺洋流航行可以节约燃料,加快速度。暖寒流相遇,往往形成海雾,对海上航行不利。此外,洋流从北极地区携带冰山南下,给海上航运造成较大威胁。洋流按成因分为风海流、密度流和补偿流。

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风海流:在盛行风的影响下,海洋表层的海水沿一定方向有规律的大规模流动

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密度流:由密度差异影响而形成的洋流

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补偿流:由风海流、密度流影响而形成的洋流

在第二次世界大战中,德国曾使用密度流,给英国以沉重打击。当时,德国的潜水艇在关闭发动机的情况下,依靠直布罗陀海峡的密度流,很顺利地通过了由英军严密把守的直布罗陀海峡,由于德军关闭了潜艇发动机,没有声波等的传递,巧妙地躲避了英军的监视与袭击,在密度流的帮助下,绕到英军的背后,突发袭击,给予英军很沉重的打击。这一事例,在战争史上成为成功运用密度流的一个典范。


洋流的影响

1.对地球气候的影响:总体来说,暖流增加温度和湿度,寒流降低温度和湿度。

摩尔曼斯克港是俄罗斯北方著名的终年不冻港,是俄罗斯在北冰洋的重要港口其终年不冻的主要原因是受北大西洋暖流的影响

2.对航海的影响:顺风顺水快,逆风逆水慢;寒暖流交汇,往往形成海雾,不利于航行。

哥伦布从欧洲去美洲时,走了图中两条路线。有趣的是走距离较短路线用了37天,而走距离较长的路线却用了22天

3.对海洋污染的影响:有利也有弊:既可以使污染物因迅速扩散而加快其稀释和净化的速度,也相应地使污染范围扩大。

4.对海洋生物的影响:寒暖流交汇的海区,海水受到扰动,可以将下层营养盐类带到表洋流层,有利于鱼类大量繁殖,为鱼类提供诱饵;两种洋流还可以形成“水障”,阻碍鱼类活动,使得鱼群集中,往往形成较大的渔场,世界四大渔场之中,北海渔场 、北海道渔场、纽芬兰渔场都是由于寒暖流交汇形成的,而秘鲁渔场是由于补偿上升流的影响而形成。


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冯建
活跃在2022-7-14
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