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海洋的“体温” |
发布时间:2015-05-10 |
海水的温度可以说是海洋的体温, 是度量海水冷热程度的物理量。常以摄氏度℃表示。海水温度在不同海域、不同季节、不同深度都不相同,是什么因素使海 洋水温产生了这样的多重性,水温在不同时空上又是怎样变化的 呢? 1.海水的热量平衡 海洋不断从外界获得能量,同时又毫不吝啬地把所获能量不 断在内部分配和向外部进行交换,有着一套高超的聚热与散热本 领。海洋从哪里获取能量呢?海洋的热能主要来自太阳的辐射、 海洋生物、炽热的地心、海水运动的摩擦、海底沉积物中放射性 元素释放的能量等,但最主要的还是滬于太阳的辐射。裾科学家 推箅,太阳辐射能量进入大气圈后,受到了大气的吸收和散射, 仅有大约45%的辐射能量到达海洋表面。进入海水中的太阳辐 射,大部分被海水吸收,仅有小部分逸出海面。海洋热量又是如 何支出的呢?首先,海水吸收太阳短波辐射的同时,也遵循着 “来而不往非礼也”的交换原则,以辐射的形式向大气传递热量。 其次,海水的水温一般比气温高,这种海一气之间的温差也促使 海洋热量传导给大气。另外,海面蒸发也会使海水散失热量。再 者,表层海水吸收的能量,被海水湍流和海流传递到深层和其他 海区。海洋热能损失主要以海面辐射和海水蒸发为主。 海水吸收能量,热量增髙,海水就增温;相反,海水散失能 量,热量减少,海水就降温。根据多年来实际观澜,近代整个海 洋的年平均温度几乎没有多大变化,这说明海洋中吸收的总热量 与释放的总热量是相等的。虽然在总体上海洋的热能是收支平衡的,但在不同的季节和不同的地区及不同的深度,热量的收支并 不平衡,这种差异决定着海洋中温度的多种变化和分布。 2.水温的平面分布 不同诲域的水温一般不同,海洋中水温变化幅度一般在 -2℃〜30℃,全球海洋平均水温为3.5℃,大洋表面年平均水 温为17.4℃ 由于主要受太阳辐射的影响,海水表面温度的分布很不均 匀,总趋势是由赤道向两极逐渐减弱,等温线呈带状分布,几乎 与纬线圈平行。这是因为赤道地区受到太阳直射,获得的热能 多,温度就商;而两极地区受到太阳斜射,获得热能少,温度就 低。 南北半球海水温度的分布也不同。由于南半球陆地较少,水 域面积大,等温线分布比较规则,等温线基本平行于纬线。而在 北半球,陆地面积大,受海流影响,水温分布比较复杂,一般来 说大洋西部等温线密集,而东部则比较稀疏。尤其在北纬35°以 南,大洋西部水温比东部高,而在北纬35°以北,则正好相反。 各大洋的海水温度不同。年平均表面温度以太平洋最高,约 为19.1℃。;印度洋次之,为17℃;大西洋为16.9℃北冰洋 较低,为-1.0℃〜-1.7℃;南大洋也较低,海面多冰山。海 水温度一般比附近陆地气温高,因此,海洋总是比周围的陆地温暖。 中国近海因靠近中国大陆,受大陆性气候影响显著,而且水深较浅,加上众多江河径流的注入,使得中国近海海水温度的分 布及变化比大洋复杂。一般来说,中国近海水温夏季比冬季高。 冬季中国近海水温分布特点是南北温差较大,相差可达26℃, 等温线几乎与岸线平行,渤海水温大都在0℃以下,黄海为2℃ 〜8℃,东海为9℃〜20℃,南海为18℃--26℃;夏季中国近海水温分布的特点是南北温差较小,相差只有4℃〜5℃,一般渤海水温24℃ ~ 25℃,黄海24℃--26℃,东海27℃--28℃, 南海约为28℃。 3、水温的垂直分布 在万丈深渊,海水温度又是怎样随深度变化呢?太阳辐射能 进入海水后,大部分被表层海水吸收;伴随着海水的垂直运动和 水分子运动,将部分热量向海水深处传递。据对菲律宾海沟的温 度观测,自上往下0~50米水层温度几乎不变,50〜100米之间 略有降低,100-200米之间温度急剧下降,200〜3 500米温度降 低十分缓慢,到3 500米以下温度又开始回升,这是因为地热向 海水传导或海底某些放射性物质释放出的热量所致。 经过大量的观测表明,大洋与沿岸海水在垂直方向上的温度 ,分布不同。在大洋中,太阳辐射在1米层海水内被吸收62.3%, 10米内被吸收83.9%,其余光线射入深海,水深1 000米处的水 温约为4℃〜5℃,2000米处水温为2℃〜3℃,3 000米以下水 温为1℃〜2℃越向深处,垂直梯度越小,水温趋向均匀。按 照海水温度变化区间,一般将大洋水温分为三层,上层为混合 层,深度约几十米,海水温暖,受大气影响,风浪与海流所引起 的湍流混合十分强烈,该层中海水接近等温;中层为温度跃层, 深度自几十米至近千米不等,该层中温度向下降低,变化非常迅 速,将上层的瑷水和下层的冷水隔幵,上下两层海水之间表现出 温度的不连续,称该水层为温度跃层,这个跃层终年存在,比较 稳定;下层为冷水层,在温度跃层以下,温度随深度变化十分缓 慢,几乎接近等温状态,大部分都是均匀的冷水。大洋中海水容 量大,受陆地影响小,因此海水温度变化比较小。对于沿岸海 水,太阳辐射在1米海水层内被吸收77.2%,10米水层内被吸 收99.6%,热能几乎聚集在表层海水,受到风、流影响,海水与大气热量交流和自身蒸发较快,水温变化比较明显。 中国近海紧靠大陆,海水深度较浅,受气象因素影咆显著。 由于海区冬天和夏天气象条件差别很大,使得海区水温垂直分布 呈现冬、夏两种类型。冬季,强劲的偏北风连续吹到海面上,风 浪混合作用强烈,海水迅速冷却,在浅水区域自海面至海底温度 均匀一致,而在深水区域也可形成从海面向下至75〜150米的均 匀水层。夏季,表层水温升高,加上风浪的混合作用,形成了高 温的上均匀层。在上均匀层以下海水温度仍然较低,结果在上、 下层之间便出现了温度跃层,渤海、黄海、东海均会出现“季节 性跃层”,其中,寧海海域最为明显。 4、水温的年、日变化 世界上没有绝对的静止,海水如其他事物一样,也无时无刻 不在变化之中。水温在一年中的变化叫做年变化,在一天中的变 化叫做日变化。不管是年变化还是日变化,一年或一天中都会出 现一次最高值和最低值。一年或一日中最高值与最低值的差值叫 做温度年较差或日较差。 由于海水的热容量大,因此,夏季海水升温幅度比空气小, 冬季海水降温幅度也比空气小。冬季海区结冰时,能释放出大量 的热能,使水温不可能下降过快;春天冰块融化时,需要吸收大量热量,从而使水温上升不会太快。另外,潮流、海流和波浪等 都加强了海水的交换与上下混合作用,使海水热量能够在一定深 度范围内均匀混合。上述多种因素的共同作用,使海水温度不会 出现剧烈的变化。 海水温度的变化与大气温度的变化是有差别的。一层海水温 度比大气温度的变化幅度小。冬季水温比气温高,夏季水温比气 温低,大洋表层的日较差一般在0.3℃-0.4℃,浅海区稍大, 也只有3℃--4℃,而气温在一天中最高与最低差值在往从几度 到几十度。二是水温变化总比气温慢一个节拍。众所周知,夏季 最高气温一般在月,而经常到海中游泳的人们都知道,一 年之中海面水温最高的时候出现在8 月;冬季最低气温出现 在1月,而最低水温则出现在2--3月。一天当中的变 化也是如此,最高气温在13 —14时,最高水温则在14〜16时; 最低气温在4〜5时,而最低水温则在5〜6时。了解了这些常识, 你就会选择最佳的游泳时间了。 海水温度变化幅度一般与深度成反比,而且有一定的深度 “极值”。水温日变化一般只能达到20〜30米,最深可达50米左 右,纬度越低,日较差越大;年变化一般为200 ~ 300米,最深 可达600米左右。 研究海水温度的时空分布及变化规律对于航海、气象、渔业 和海洋学等非常重要。 |