1.赤道无风带 2. 信风带 3. 盛行西风带 4. 极地东风带
fp 中纬低压 fp 副热带高压 fp 赤道低压 fp 副热带高压 fp 中纬低压 fp 极地高压
极地东风带(东南)
90°S
Gyres flow clockwise in the northern hemisphere and counterclockwis e in the southern hemisphere.
B 深海划分的标准：h/D≥2
D
4.3W sin
计算时应先判断
即使海区的水深h固定，也随风速的大小可作浅海处理， 也可作深海处理 C 海水体积运输→风海流的副效 应（在岸边形成堆积或流失，从 而形成上升、下降流、倾斜流）
深海：风向右方９０度（北），南半球相反
Mx
V0 D 2
浅海：风向右方，但小于９０度（北） 风向左方，小于９０度（南半球）
a.太平洋、大西洋 北半球：2个 绕副热带高压顺时针方向 Anticyclone circulation 绕中纬低压逆时针方向
cyclonal circulation Anticyclone circulation
南半球：1个 绕副热带高压逆时针方向 b.印度洋
两大洋北半球的西边界流都非常强大，而南半球则较弱 南部环流特征与南太、南大西洋环流型相似，北部为季风 型环流，冬夏半年环流方向相反
• 风生大洋环流(Wind driven circulation)：风 应力驱动，密度差异控制建立起的环流。 热盐环流(Thermohaline circulation)：密 度差驱动的环流（包括风、热通量、水通 量及海洋内部混合等）
世界大洋的表层环流
(二).大洋上层环流的分布(Distribution of Sea Surface Circulation)
(2)
H
BA 15 20 MPa
1 1 (iB iA )(p )i 0 g i 1
BA H15 20 MPa g L vBA 0 2 sin BC H15 20 MPa 0
vBC 0 1500m处地转流流速为 0
(3)
H
BA 1 20 MPa
三种科氏参量情况下的解结果：
(3). Munk理论： 1950,考虑均质大洋边界侧向摩擦力 作用， 将北太平洋为三角形，得到与实测海流相似的 结果。
大洋环流的一种模型(Munk,1950)
2、热盐环流(Thermohaline Circulation )
由温、盐变化引起的环流。 相对而言，在大洋中 下层占主导地位。 大洋主温跃层稳定性： 低纬海区有净的热输入，表明深层有冷水上升，有 效阻止热量从表面向下扩散。使跃层深度保持稳定。
2 2
CB v1 MPa
CB V1MPa v1BA MPa v1MPa 0.96m / s
v1BA MPa arctg CB 61.3 v1MPa
(4) 50m的流速与100m的流速是一样的 (5)
BA v0 MPa 0.75m / s
v0MPaBA
A
CB 2 0 MPa
风海流
A 假设 定常，=const， 海区宽阔； Kz=const，水平 压强梯度力为0 + h→∞, 深海风 海流
1°
V0
y 2 K z sin
V0
北半球指向风向
0.0127 W sin
右方45 °,南半球左方45 ° 经验公式 W为风速
W↗ ↙ V0↗
az V V e z 0 2°
v0MPa
v
CB 0 MPa
0.46m / s
BA2 0 MPa
B
v0MPaCB
V0 MPa v
v
0.87m / s
C
BA v0 MPa arctg CB 58.5 v0 MPa
七、世界大洋环流
地面上的风带
极地) 60°N 西南风 30°N 东北信风 0°N 东南信风 30°S 西北风 60°S
(a 2
sin
Kz
)
边界条件 恒定风，只沿 y轴方向吹
随z ↗指数衰减，流向(45°+az)右 偏（北） 3°VD=0.043V0 流向与表层流向相反
D

a

Kz sin
经验公式
D
4.3W
sin
W↗ ↙ D↗ h→有 1° 表层流向仍偏向风向的右方(北)， 水深越小，右偏的角度就越小 限,浅海 风海流 2°V 随z ↗而减小，流向仍向右偏(北) z
3.1 Equatorial current (赤道流系)
1. 南、北赤道流(South/North equatorial current) 2. 赤道逆流 (Equatorial counter current) 3. 赤道潜流(Equatorial latent current)
•
•
•
•
•
南、北赤道流(South/North equatorial current) 对应信风带(trade wind band)，亦称信风流。南北不对称，夏季北赤道流在10°N到 20°N—25°N之间，南3°N —10 °S之间。冬季稍偏南。赤道流 自东向西逐渐加强。 赤道流系特征(Characters of equatorial current) 主要100—300m 的上层，平均流速0.25—0.75m/s。下部有强大的跃层存在，跃层以 上温暖高盐的表层水。溶解氧含量高，营养盐低。赤道流是高温、 高盐、高水色及透明度大为特征的流系。 印度洋赤道流系特征(Characters of Indian equatorial current ) 季 风(monsoon)控制。11月至翌年3月盛行东北季风，5—9月盛行西南 季风。 赤道逆流 (Equatorial counter current) 对应赤道无风带，平均位置 在3°N—10°N之间。逆流区有充沛的降水，相对赤道流具有高温、 低盐特征。它与北赤道流之间存在辐散上升运动，水色和透明度也 相对降低。 赤道潜流(Equatorial latent current) 南赤道流区下方温跃层内，与 赤道流相反自 西向东的流，成带状分布，厚约200m，宽300km， 最大流速达1.5m/s。流轴常与温跃层一致，向东变浅
1 7 (iB iA )(p )i g i 1
⑦0-0.5 ⑥0.5~1 ⑤1~2 ④2~5 ③5~10 ② 10~15 ①15~20
) 500 (97308 97302 ) 500 (97298 97298 ) 500 (97323 97317 ) 300 1 (97319 97310 108 104 ) 100 (97330 97330 ) 50 g (97328 97322 ) 50 (97330 97350 8900 104 9(cm) g
C
⑦ ⑥
0MPa 0.5MPa 1MPa
2MPa 5MPa
⑤
④
③
计算步骤： (1)划分计算的层次 (2)假设一个适当的零面 (3)求出ΔhP-PN(三步近似) (4)求Vp (5)作图
10MPa
②
15MPa
①
20MPa
解： (1)
H
BA 0 20 MPa
(s,t,p)×108 层次(MPa) A站 97350 97330 97322 97317 97310 97302 97298 B站 97330 97330 97328 97323 97319 97308 97298 C站 97330 97330 97330 97327 97324 97311 97298
CB 1 20 MPa
v1MPaBA
A
v1MPa
B
v1MPaCB
C
1 5 ( iC iB )(p )i g i 1
) 500 (97311 97308 ) 500 (97298 97298 1 (97324 97319 ) 500 (97327 97323 ) 300 108 104 g ( 97330 97328 ) 100 5400 104 g v1BA MPa H1BA 9900 104 20 MPa g g LBA g 20 103 0.84m / s 2 sin 2 7.3 105 sin 24 H1CB 5400 104 20 MPa g g LCB g 20 103 0.46m / s 2 sin 2 7.3 105 sin 24
2 设台湾以东24°N海区有三个观测站（如下图），AB相距20km，BC相距20km，根据实测的温盐 算得各站各深度处海水的当场比体积(s,t,p)如下表。已知2000m深处的等压面是零面，求(1)B站海 面比A站海面高多少？(2)1500m深处的地转流流速？(3) 100m深处的地转流流速？(4)50m深处的地 转流流速? (5)表层的流速。（各个流向分别用箭号表示于图中） 表 当场比体积(m3/kg) A B
Southern Hemisphere
Characters of the upwelling
1 夏季高雄水位比汕头高0.2m，高雄与汕头之间的距离 为360km，=23°，求地转流流速并作图以箭号表示 流向。
解：
g v tg 2 sin 9.8 0.2 -5 2 7.3 10 sin 23 360 103 0.096m / s
c.南半球高纬海区，与西风带相对应为强大的自西向东的绕 极流，而在靠近南极大陆尚存在一支自东向西的绕极风生流
3. Characters of Series of Surface Circulation 大洋表层环流各流系的特征