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第三章：海水的物理特性和世界大洋的层化结构 § 3.5 世界大洋温度、盐度和密度的分布和水团 3.5.3 海洋混合及温度、盐度、密度的细微结构 3、海水混合的区域性 ①海---气界面混合：海气界面及海洋上层是海水混合最活跃的区域。 ②海底的混合：主要由潮流、海流等引起的混合。 ③海洋内部的混合：主要由海洋内波引起的海水混合。 ④“双扩散”效应引起的海洋内部混合： 双扩散：指海水水团的热量和盐量通过分子扩散而引起海水混合的现象，称为双扩散。通常有两种形式： 冷而淡的海水/暖而咸的海水：上层海水增温增盐，下层海水降温降盐，导致层结不稳而产生对流混合。如极地海区海水在大洋中的散布。 暖而咸的海水/冷而淡的海水：如红海海水在大西洋中层的散布。 海 洋 学 基 础 第三章：海水的物理特性和世界大洋的层化结构 § 3.5 世界大洋温度、盐度和密度的分布和水团 3.5.3 海洋混合及温度、盐度、密度的细微结构 4、海洋混合效应及其分布变化 ①海洋上层的混合效应： 混合前 如果混合过程中热盐守恒，则混合后的温、盐、密度值，应等于混合前的平均值，混合层下界出现跃层，跃层以下保持不变。 海 洋 学 基 础 第三章：海水的物理特性和世界大洋的层化结构 § 3.5 世界大洋温度、盐度和密度的分布和水团 3.5.3 海洋混合及温度、盐度、密度的细微结构 混合过程中热盐不守恒：降温引起的对流混合： 混合后海水温度值低于混合前的平均值； 增盐引起的对流混合： 混合后海水盐度值高于混合前的平均值； 温、盐联合引起对流混合： 混合后海水密度值永远高于混合前的密度平均值。 海 洋 学 基 础 第三章：海水的物理特性和世界大洋的层化结构 § 3.5 世界大洋温度、盐度和密度的分布和水团 3.5.3 海洋混合及温度、盐度、密度的细微结构 ②海洋底层混合效应 由潮流和海流引起，形成下混合层，在浅海底混合层与上混合层贯通，在夏季会形成低温区。 ③由混合形成的跃层对海况的影响 混合形成跃层，阻碍上、下海水交换。 ④混合的分布和变化 海洋上层的混合具有明显的季节性和不同的地理分布特点：涡动混合在低纬海区和夏季明显；对流混合在高纬度和降温强烈的季节的海区明显；陆架与浅海区海水混合比大洋强烈。 高纬海区冬季对流混合强烈，涉及的深度大，夏季表层强烈增温，在涡动混合层下方形成“冷中间水”。 海 洋 学 基 础 第三章：海水的物理特性和世界大洋的层化结构 § 3.5 世界大洋温度、盐度和密度的分布和水团 3.5.3 海洋混合及温度、盐度、密度的细微结构 5、海洋水团之间的混合（浓度线性混合理论） 设有两水团A、B混合，混合过程热、盐守恒，海水比热容为常数： t（MA+MB）= tAMA +tB MB， S（MA + MB）= SAMA + SBMB t = + SBtA–SAtB SB–SA tB–tA SB–SA S t = a + bS ∞ ∞ 水团A 水团B MA=MB 海 洋 学 基 础 第三章：海水的物理特性和世界大洋的层化结构 § 3.5 世界大洋温度、盐度和密度的分布和水团 3.5.3 海洋混合及温度、盐度、密度的细微结构 二、海洋温、盐、密的细微结构 1、阶梯型结构 形成原因： 海洋上层： 大风混合、相邻海水入侵。 海洋深层： “双扩散”对流、海水混合增密引起的对流或湍流。 海 洋 学 基 础 第三章：海水的物理特性和世界大洋的层化结构 § 3.5 世界大洋温度、盐度和密度的分布和水团 3.5.3 海洋混合及温度、盐度、密度的细微结构 2、不规则的扰动型结构 形成原因： 海洋内波破碎、小尺度间歇性的湍流。 海 洋 学 基 础 第三章：海水的物理特性和世界大洋的层化结构 思考与练习： 1、世界大洋热平衡的分布与变化规律如何？ 2、简述世界大洋中温度、盐度和密度的空间分布特征。 3、简述世界大洋盐度的平面分布与垂直分布有何异同？ 4、何谓大洋主温跃层和极锋？何谓季节温跃层？ 5、为什么世界热带大洋海域盐度的最大值和最小值总出现在表层以下？ 6、引起海洋混合的因素有哪些？ 7、海洋中温度、盐度与密度的细微结构的基本特征如何？ 海 洋 学 基 础 本课程主要参考文献： 《南极冰川学》 秦大河 任贾文