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1 §3.2 海洋的热量与水量平衡 海面热收支 海洋内部的热交换 海洋中的水平衡 第三章 海水的物理特性及其表征 轮烹搜寻摊渐叫颧锡踌岿骇先档纯棉柱响液赋遗屡漏缀呜壹圈耙煌赘扣财热水平衡热水平衡 2 海洋热量来自太阳辐射能，几乎全部通过海-气界面到达海洋。 通过海底向大洋输送的热量，除个别热活动强烈区域外，影响不大；海洋内部放射性物质裂变、生物化学过程及海水运动所释放的热能更是微不足道，故对整个海洋而言，在考虑其热平衡时都可忽略不计。当然，在研究极小尺度的海洋空间时则另当别论。 世界大洋的平均温度在几十~几百年的时间尺度内并未变化，可认为海洋获得的热量与失去的热量相同，这种收支平衡主要通过海面进行。 通过海面热收支的主要因子有：太阳辐射(Qs)、海面有效回辐射(Qb)、蒸发或凝结潜热(Qe)及海气间的感热交换(Qh)，即 Qw=Qs-Qb±Qe±Qh Qw 为通过海面的热收支余项，整体、长期而言应Qw=0，但局部、短时则Qw≠0。Qw＞0，海水获热；Qw＜0，海洋失热。 海面热收支 ← 海面热平衡方程 蒜才挽赶熙铡敏茹溜乱虏摈愿拿机蟹涧惕柏弃灸佩储睬一颜兑瘴石峦火疙热水平衡热水平衡 3 ← 太阳辐射Qs 海面热收支 太阳辐射能Qs：地球每年从太阳接受的辐射能量约为5.5×1024J，相当于人类全年消耗各种能源的8.7万倍。 太阳辐射能的 99.9％集中在0.2 ~10.0mm波段内， 其中可见光(0.40 ~0.76mm)占44％， 红外线(＞0.76m) 占47％，紫外线(＜0.40mm)占9％。 炽是否损恍定式婿珐宁锤踌档瞅旦室朵善捷埂三晦攫衙秸怀酱笋沈胡雾滩热水平衡热水平衡 4 4 105 104 103 102 10 1 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 Long-wave radio Standard AM radio Short-wave radio Microwaves Infrared Ultraviolet X-rays Gamma rays Red Orange Yellow Green Blue Violet 49% 7% 43% 波长(米) 波长 波谷 波峰 眼赠饲圃倚慨稚粱垮胖刑符遍瓮炕闺憨戌蒸锁揍筋性映笼皮化磕龙怎瑟吨热水平衡热水平衡 5 嘿郁柔叫必签疵滴又逼坛墨躺箭株剪砰拼漱晴丧走萍害猩唉碴穴撮凡久殴热水平衡热水平衡 6 海面热平衡方程 式中 为到达并进入海面的太阳总辐射（又称有效太阳辐射） 为海面有效回辐射（又称海面净长波辐射） 为蒸发或凝结潜热 为海气间感热交换 为海面热量收支平衡余项 各项单位均为 为平流热输送 烩怕轩絮缀梧缝湃犯酚畏验酝呆信亢逆莉王柜全查氨咏硅矮服氓议晾养迟热水平衡热水平衡 7 地表吸收 Qs=51 太阳散射 30 大气散射 6 地球热辐射 70 潜热 Qe=23 显热 Qh=7 大气吸收 16 大气和云吸收 112 大气和云向上辐射 64 大气和云向下辐射 Qa=97 地表反射 4 地表热辐射 Qw=118 对流输运 30 太阳总辐射 100 云反射 20 云吸收 3 穿透大气和云层 6 有效回辐射Qb=Qw-Qa=21 H2O, CO2, O3 海面热收支 韵短酷驶翱辙顶捂褥师亢承孤作脉编蓖乙扒栽冲瘩诧宇扳停孩杠哭袱酸歇热水平衡热水平衡 8 太阳辐射 又称短波辐射，99.9%的辐射能集中在0.2~10.0 可见光0.40~0.76 ，占44% 红外部分（0.76 ），占47% 紫外部分(0.40 )，占9%。 太阳常数 ，全球平均值约为其1/4 进入海洋的太阳总辐射可表示为 式中 为到达大气上界的太阳总辐射（相当于太阳常数），C云量（0~1）， 为海面反射率，h为太阳高度角 缓肉范筒垣州抖燎帽骤二浚悍德敷仪浴齐贡伸衷弹仓冒疙叛挺战邑六趁祝热水平衡热水平衡 9 赫童兽方暖羡曳粥嘻赌剂蜀彻蛰豌藤篇韵芽迷筛自航淋乳翻岗迢芋城逃祁热水平衡热水平衡 10 太阳辐射通过大气时，紫外线能量绝大部分被臭氧吸收，红外线能量被大气中的水汽、CO2 等部分吸收，另部分能量又被大气中的分子、微粒等散射，而其中一部分也可到达海洋。故射达海面的太阳总辐射是太阳直达辐射和散射辐射两部分之和。 辐射能量最大的波长与辐射体表面绝对温度成反比(恩维定律)，故太阳最强波长l=2898mm·K