北京大学：《自然地理学》课程电子教案（课件讲稿）第三章 大气环流与大洋环流 第3节 表层大洋环流（surface-ocean current）

第3节表层大洋环流 surface-ocean curren 引子:大洋环流与全球能量传输 、表层洋流的运动 二、洋流运动的机理

第3节 表层大洋环流 (surface-ocean current ) 引子：大洋环流与全球能量传输 引子：大洋环流与全球能量传输 一、表层洋流的运动 一、表层洋流的运动 二、洋流运动的机理 二、洋流运动的机理

引子:大洋环流与全球能量传输 1.净辐射的纬度差异产生热量的经向输送 2.气候模式模拟的结果 只考虑大气环流的经向输送,高纬度气温 比实测偏低20℃,中纬度海温比实测偏低 10℃。 3推断:应有附加的经向热量输送一一海流

引子：大洋环流与全球能量传输 1.净辐射的纬度差异产生热量的经向输送 净辐射的纬度差异产生热量的经向输送 2.气候模式模拟的结果 气候模式模拟的结果 只考虑大气环流的经向输送，高纬度气温 只考虑大气环流的经向输送，高纬度气温 比实测偏低20 ℃，中纬度海温比实测偏低 ，中纬度海温比实测偏低 10 ℃ 。 3.推断：应有附加的经向热量输送 推断：应有附加的经向热量输送——海流

北半球热量的经向输送 总热量输送 、大气输送 回 海洋输送 30N 60N 90N 纬度

北半球热量的经向输送 北半球热量的经向输送

4.缺失项的估算 在加入洋流热量输送的气候模拟中,低纬 温度下降,高纬温度上升,温度接近实测结 果。 5.大洋环流的定义 海洋中具有相对稳定流速和流向的大规模 海水运动现象

4. 缺失项的估算 在加入洋流热量输送的气候模拟中，低纬 在加入洋流热量输送的气候模拟中，低纬 温度下降，高纬温度上升，温度接近实测结 温度下降，高纬温度上升，温度接近实测结 果。 5. 大洋环流的定义 大洋环流的定义 海洋中具有相对稳定流速和流向的大规模 海洋中具有相对稳定流速和流向的大规模 海水运动现象。 海水运动现象

表层洋流的运动 1.表层洋流运动与大气运动成因的差异 大气和海洋加热部位的不同; 大气和海洋垂向运动趋势的不同; ·大气和海洋比热的不同,由于海洋温度的 变化缓慢,而使得广大海域内的海水温度 和密度的差异很小 结论:大气和海水运动驱动力的不同,全球 风场是产生表层大洋环流的主要驱动力

一、表层洋流的运动 一、表层洋流的运动 1.表层洋流运动与大气运动成因的差异 表层洋流运动与大气运动成因的差异 • 大气和海洋加热部位的不同； 大气和海洋加热部位的不同； • 大气和海洋垂向运动趋势的不同； 大气和海洋垂向运动趋势的不同； • 大气和海洋比热的不同，由于海洋温度的 大气和海洋比热的不同，由于海洋温度的 变化缓慢，而使得广大海域内的海水温度 变化缓慢，而使得广大海域内的海水温度 和密度的差异很小。 和密度的差异很小。 结论：大气和海水运动驱动力的不同，全球 大气和海水运动驱动力的不同，全球 风场是产生表层大洋环流的主要驱动力。 风场是产生表层大洋环流的主要驱动力

2.风海流和简化表层洋流模式 (1)风海流的定义(wind- drift currents) 风应力作用下形成的海水流动,厚度较薄 (50-100m)。 (2)观测事实 北半球的海水运动向风应力的右方偏离,南 半球则向风应力的左方偏离 大洋涡旋( ocean gyres)的存在:在北半球呈 顺时针方向旋转,在南半球呈递时针方向旋 转

2.风海流和简化表层洋流模式 风海流和简化表层洋流模式 （1）风海流的定义 ）风海流的定义(wind-drift currents drift currents)： 风应力作用下形成的海水流动 风应力作用下形成的海水流动，厚度较薄 （50-100m)。 （2）观测事实 • 北半球的海水运动向风应力的右方偏离，南 北半球的海水运动向风应力的右方偏离，南 半球则向风应力的左方偏离； 半球则向风应力的左方偏离； • 大洋涡旋(ocean gyres ocean gyres)的存在：在北半球呈 的存在：在北半球呈 顺时针方向旋转，在南半球呈逆时针方向旋 顺时针方向旋转，在南半球呈逆时针方向旋 转

90°N 60°N 简化的表层洋流模式 西风带 涡旋 30°N 信风 涡旋 30°s 60°s 90°s ----洋流 民民风

简 化 的 表 层 洋 流 模 式

全球冬季表层大洋环流的分布 此大西 暖流 寒流 4d北太平洋, 北赤道流 北赤道流 赤道逆 北赤道流 南赤道流 南赤道流 赤道逆流 南赤道流 西风漂流 南极环极地海流 国风漂流一015003000 Kilometers 614°121008060°40°20020°4060°80100120140160

全球冬季表层大洋环流的分布 全球冬季表层大洋环流的分布

3.实际表层洋流与简化模式的异同 相似之处 北半球副热带地区有一个顺时针方向的涡 旋 南半球副热带地区有一个逆时针方向的涡 旋

3.实际表层洋流与简化模式的异同 实际表层洋流与简化模式的异同 相似之处 • 北半球副热带地区有一个顺时针方向的涡 北半球副热带地区有一个顺时针方向的涡 旋 • 南半球副热带地区有一个逆时针方向的涡 南半球副热带地区有一个逆时针方向的涡 旋

不同之处 赤道逆流(补偿流) 环绕南极大陆的西风漂流(地形作用); 高纬气旋型涡旋在北大西洋更为明显; 海水向涡旋中部辐合,没有发生沿岸堆 积 可见,在风应力之外,还有其他力作用于 海水,形成表层洋流的运动特征

不同之处 • 赤道逆流（补偿流）； 赤道逆流（补偿流）； • 环绕南极大陆的西风漂流（地形作用）； 环绕南极大陆的西风漂流（地形作用）； • 高纬气旋型涡旋在北大西洋更为明显； 高纬气旋型涡旋在北大西洋更为明显； • 海水向涡旋中部辐合，没有发生沿岸堆 海水向涡旋中部辐合，没有发生沿岸堆 积。 可见，在风应力之外，还有其他力作用于 可见，在风应力之外，还有其他力作用于 海水，形成表层洋流的运动特征。 海水，形成表层洋流的运动特征