海洋动力过程-李家春.pdfVIP

海洋动力过程和海洋灾害 李家春 中国科学院力学研究所 第一章引 言 海洋概况 （1） •世界四大洋：太平洋、大西洋、印度洋、 北冰洋，占地球表面积的70％。平均水 深四千米，水体积1.35G立方千米，占全 球总量的97.5％ •分为大陆架、大陆坡、深海盆。大陆架 宽75千米，水深数百米；大陆架坡缓 (0.1度），大陆坡较陡；海盆中有海沟、 海山、海脊。海沟深6－11千米 海洋概况 （2） •海洋由于温度、盐度和压力不同，可以 导致海水密度不同。压力变化范围0－ 100GPa, 温度0 －30度，盐度31－35‰， 密度变化千分之几量级 •海洋垂直结构可以分为：混合层，温跃 层，海洋内层，海底边界层。一般密度 呈稳定分布 海洋动力过程 • 波浪 –风浪 –涌浪 • 洋流 –风生环流：西部强化、中尺度涡 –热盐环流 • 潮 –天文潮（日月引力，周期12、24小时） –风暴潮（台风、寒潮） –水位和潮流 旋转、分层流动的特征 •地转流 •西部强化 •埃克曼效应 •二维化（阻塞现象，横向、纵向泰勒柱） •旋转、分层流动中的波（不同恢复力： 离心力、科氏力和约化重力产生惯性波、 罗斯比波和内波） 地球物理流动：旋转与分层 • 无量纲参数： U –罗斯贝数 Ro 1 L U 2 g d –内佛鲁德数 Fr , N  NL  dz  E –埃克曼数 L2 海洋研究的广泛应用 •气候：台风 、厄尔尼诺、全球变化； •资源：油气田、矿产资源； •环境：渔业和水产； •交通：船舶工业； •国防：海洋声、光、遥感； •高技术：海洋空间，深海开发 第二章大气动力过程 大气环流 大气环流多样性的原因 • 空间分布 • 大气波动：罗斯贝波、 –海陆、地形与高低 惯性波、内波 –下垫面 • 环流：沃克环流 • 时间分布 • 天气图的高压脊、低 –地球自转的日变化 压槽、锋面、高空急 –地球公转的年变化 流 –太阳活动、日地关系 • 人为因素 –温室气体排放 –土地利用方式 自由大气运动基本方程组  (u ) 0 t Du 1 2u  p  F