海水的溫度可以說是海洋的體溫, 是度量海水冷熱程度的物理量。常以攝氏度℃表示。海水溫度在不同海域、不同季節(jié)、不同深度都不相同,是什么因素使海 洋水溫產生了這樣的多重性,水溫在不同時空上又是怎樣變化的 呢? 1.海水的熱量平衡 海洋不斷從外界獲得能量,同時又毫不吝嗇地把所獲能量不 斷在內部分配和向外部進行交換,有著一套高超的聚熱與散熱本 領。海洋從哪里獲取能量呢?海洋的熱能主要來自太陽的輻射、 海洋生物、熾熱的地心、海水運動的摩擦、海底沉積物中放射性 元素釋放的能量等,但最主要的還是滬于太陽的輻射。裾科學家 推箅,太陽輻射能量進入大氣圈后,受到了大氣的吸收和散射, 僅有大約45%的輻射能量到達海洋表面。進入海水中的太陽輻 射,大部分被海水吸收,僅有小部分逸出海面。海洋熱量又是如 何支出的呢?首先,海水吸收太陽短波輻射的同時,也遵循著 “來而不往非禮也”的交換原則,以輻射的形式向大氣傳遞熱量。 其次,海水的水溫一般比氣溫高,這種海一氣之間的溫差也促使 海洋熱量傳導給大氣。另外,海面蒸發(fā)也會使海水散失熱量。再 者,表層海水吸收的能量,被海水湍流和海流傳遞到深層和其他 海區(qū)。海洋熱能損失主要以海面輻射和海水蒸發(fā)為主。 海水吸收能量,熱量增髙,海水就增溫;相反,海水散失能 量,熱量減少,海水就降溫。根據(jù)多年來實際觀瀾,近代整個海 洋的年平均溫度幾乎沒有多大變化,這說明海洋中吸收的總熱量 與釋放的總熱量是相等的。雖然在總體上海洋的熱能是收支平衡的,但在不同的季節(jié)和不同的地區(qū)及不同的深度,熱量的收支并 不平衡,這種差異決定著海洋中溫度的多種變化和分布。 2.水溫的平面分布 不同誨域的水溫一般不同,海洋中水溫變化幅度一般在 -2℃?30℃,全球海洋平均水溫為3.5℃,大洋表面年平均水 溫為17.4℃ 由于主要受太陽輻射的影響,海水表面溫度的分布很不均 勻,總趨勢是由赤道向兩極逐漸減弱,等溫線呈帶狀分布,幾乎 與緯線圈平行。這是因為赤道地區(qū)受到太陽直射,獲得的熱能 多,溫度就商;而兩極地區(qū)受到太陽斜射,獲得熱能少,溫度就 低。 南北半球海水溫度的分布也不同。由于南半球陸地較少,水 域面積大,等溫線分布比較規(guī)則,等溫線基本平行于緯線。而在 北半球,陸地面積大,受海流影響,水溫分布比較復雜,一般來 說大洋西部等溫線密集,而東部則比較稀疏。尤其在北緯35°以 南,大洋西部水溫比東部高,而在北緯35°以北,則正好相反。 各大洋的海水溫度不同。年平均表面溫度以太平洋最高,約 為19.1℃。;印度洋次之,為17℃;大西洋為16.9℃北冰洋 較低,為-1.0℃?-1.7℃;南大洋也較低,海面多冰山。海 水溫度一般比附近陸地氣溫高,因此,海洋總是比周圍的陸地溫暖。 中國近海因靠近中國大陸,受大陸性氣候影響顯著,而且水深較淺,加上眾多江河徑流的注入,使得中國近海海水溫度的分 布及變化比大洋復雜。一般來說,中國近海水溫夏季比冬季高。 冬季中國近海水溫分布特點是南北溫差較大,相差可達26℃, 等溫線幾乎與岸線平行,渤海水溫大都在0℃以下,黃海為2℃ ?8℃,東海為9℃?20℃,南海為18℃--26℃;夏季中國近海水溫分布的特點是南北溫差較小,相差只有4℃?5℃,一般渤海水溫24℃ ~ 25℃,黃海24℃--26℃,東海27℃--28℃, 南海約為28℃。 3、水溫的垂直分布 在萬丈深淵,海水溫度又是怎樣隨深度變化呢?太陽輻射能 進入海水后,大部分被表層海水吸收;伴隨著海水的垂直運動和 水分子運動,將部分熱量向海水深處傳遞。據(jù)對菲律賓海溝的溫 度觀測,自上往下0~50米水層溫度幾乎不變,50?100米之間 略有降低,100-200米之間溫度急劇下降,200?3 500米溫度降 低十分緩慢,到3 500米以下溫度又開始回升,這是因為地熱向 海水傳導或海底某些放射性物質釋放出的熱量所致。 經過大量的觀測表明,大洋與沿岸海水在垂直方向上的溫度 ,分布不同。在大洋中,太陽輻射在1米層海水內被吸收62.3%, 10米內被吸收83.9%,其余光線射入深海,水深1 000米處的水 溫約為4℃?5℃,2000米處水溫為2℃?3℃,3 000米以下水 溫為1℃?2℃越向深處,垂直梯度越小,水溫趨向均勻。按 照海水溫度變化區(qū)間,一般將大洋水溫分為三層,上層為混合 層,深度約幾十米,海水溫暖,受大氣影響,風浪與海流所引起 的湍流混合十分強烈,該層中海水接近等溫;中層為溫度躍層, 深度自幾十米至近千米不等,該層中溫度向下降低,變化非常迅 速,將上層的璦水和下層的冷水隔幵,上下兩層海水之間表現(xiàn)出 溫度的不連續(xù),稱該水層為溫度躍層,這個躍層終年存在,比較 穩(wěn)定;下層為冷水層,在溫度躍層以下,溫度隨深度變化十分緩 慢,幾乎接近等溫狀態(tài),大部分都是均勻的冷水。大洋中海水容 量大,受陸地影響小,因此海水溫度變化比較小。對于沿岸海 水,太陽輻射在1米海水層內被吸收77.2%,10米水層內被吸 收99.6%,熱能幾乎聚集在表層海水,受到風、流影響,海水與大氣熱量交流和自身蒸發(fā)較快,水溫變化比較明顯。 中國近海緊靠大陸,海水深度較淺,受氣象因素影咆顯著。 由于海區(qū)冬天和夏天氣象條件差別很大,使得海區(qū)水溫垂直分布 呈現(xiàn)冬、夏兩種類型。冬季,強勁的偏北風連續(xù)吹到海面上,風 浪混合作用強烈,海水迅速冷卻,在淺水區(qū)域自海面至海底溫度 均勻一致,而在深水區(qū)域也可形成從海面向下至75?150米的均 勻水層。夏季,表層水溫升高,加上風浪的混合作用,形成了高 溫的上均勻層。在上均勻層以下海水溫度仍然較低,結果在上、 下層之間便出現(xiàn)了溫度躍層,渤海、黃海、東海均會出現(xiàn)“季節(jié) 性躍層”,其中,寧海海域最為明顯。 4、水溫的年、日變化 世界上沒有絕對的靜止,海水如其他事物一樣,也無時無刻 不在變化之中。水溫在一年中的變化叫做年變化,在一天中的變 化叫做日變化。不管是年變化還是日變化,一年或一天中都會出 現(xiàn)一次最高值和最低值。一年或一日中最高值與最低值的差值叫 做溫度年較差或日較差。 由于海水的熱容量大,因此,夏季海水升溫幅度比空氣小, 冬季海水降溫幅度也比空氣小。冬季海區(qū)結冰時,能釋放出大量 的熱能,使水溫不可能下降過快;春天冰塊融化時,需要吸收大量熱量,從而使水溫上升不會太快。另外,潮流、海流和波浪等 都加強了海水的交換與上下混合作用,使海水熱量能夠在一定深 度范圍內均勻混合。上述多種因素的共同作用,使海水溫度不會 出現(xiàn)劇烈的變化。 海水溫度的變化與大氣溫度的變化是有差別的。一層海水溫 度比大氣溫度的變化幅度小。冬季水溫比氣溫高,夏季水溫比氣 溫低,大洋表層的日較差一般在0.3℃-0.4℃,淺海區(qū)稍大, 也只有3℃--4℃,而氣溫在一天中最高與最低差值在往從幾度 到幾十度。二是水溫變化總比氣溫慢一個節(jié)拍。眾所周知,夏季 最高氣溫一般在月,而經常到海中游泳的人們都知道,一 年之中海面水溫最高的時候出現(xiàn)在8 月;冬季最低氣溫出現(xiàn) 在1月,而最低水溫則出現(xiàn)在2--3月。一天當中的變 化也是如此,最高氣溫在13 —14時,最高水溫則在14?16時; 最低氣溫在4?5時,而最低水溫則在5?6時。了解了這些常識, 你就會選擇最佳的游泳時間了。 海水溫度變化幅度一般與深度成反比,而且有一定的深度 “極值”。水溫日變化一般只能達到20?30米,最深可達50米左 右,緯度越低,日較差越大;年變化一般為200 ~ 300米,最深 可達600米左右。 研究海水溫度的時空分布及變化規(guī)律對于航海、氣象、漁業(yè) 和海洋學等非常重要。 |
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