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大洋水团与大洋水温分布

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偶然间翻到一篇此吧的帖子《潮汐真的是月球太阳万有引力引起的吗(原创》(http://tieba.baidu.com/p/2696642109?pn=1),发现有些人对大洋的水温分布存在很多问题,所以特发此贴。

水团,是在一定的时期中形成于同一源地的、一定体积的水体。在同一水团内,主要海洋学特征(温度、盐度等)在空间上具有相对的均一性,在时间上具有大体一致的变化趋势,与其周围海水的物理、化学性质及其变化规律存在明显差异。
所谓海洋水温的分布规律,实质上就是大洋水团的分布规律。水团间的边界,温盐参数变化大,被称为锋。
依据水团的分类原则,大洋水被分为以下部分:
①表层水(surfacewater):富溶解氧、高温
②次表层水(subsurfacewater) :高盐、相对高温
③中层水(intermediatewater) :低盐;高盐中层水:地中海、红海
④深层水(deepwater):贫氧
⑤底层水(bottomwater):最大的密度
大洋水团的简易模型


1楼2014-09-13 13:58回复
    首先讨论表层水:
    大洋热量收支:


    Insolation(太阳辐射) QS: the flux of sunlight into the sean
    NetInfrared Radiation(长波辐射) Qb: net flux of infrared (long-wave)radiation from the seaSensibleHeat(感热)Flux Qh:the flux of heat through thesurface due to conduction
    LatentHeat(潜热)Flux Qe: the flux of heat carried byevaporation/condensation
    Advection QV:heat carried by currents

    赤道低纬度地区有正的热输入,升温,高纬度地区有净得热输出,降温。
    大洋表层北半球夏季温度分布


    2楼2014-09-13 13:58
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      附500m。1000m,4000m温度分布

      500m:水温的经向梯度分布明显减少,高温中心移向大洋的西部(受强西边界流影响)

      1000m:水温的经线方向变化更小,来自地中海、红海和波斯湾的高温水(中层水)对北大西洋的热带和亚热带海域以及印度洋西北部海区的水温有明显的影响,成为两个大洋的高温中心。

      4000m:温度分布趋于均匀,整个大洋的水温温差不过3度左右 (底层水)


      3楼2014-09-13 13:59
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        表层水与次表层水:

        低纬海域的暖水只局限于薄薄的近表层之内,其下便是水温垂直梯度较大的跃层(大洋的主温跃层,或永久温跃层),在不太厚的水层中水温由17℃降到7℃。
        在赤道附近的赤道水团,特征为高温低盐,密度最小。在南北两侧副热带地区,蒸发量大,水团特征为高温高盐(热带高盐水),因此密度大于赤道水团,可沉到赤道水团下部,沿主温跃层散布。形成次表层水。
        在亚热带幅聚区下沉的高盐热带水,有一部分往北移动,与当地海水混合形成亚极地水团。


        4楼2014-09-13 13:59
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          低纬海域表层的低盐水只涉及不大的深度,其下方是厚度相当大的一层高盐水。这一高盐水体是和从南半球亚热带海面向下伸展的高盐水舌连在一起的,可越过赤道,直到5°N。


          5楼2014-09-13 14:00
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            低盐中层水:
            形成于大洋的高纬度海域,最著名的是南极中层水,形成于南极极锋附近。这一带冰层融化,使盐度降低,但是由于温度很低(-2℃),因此密度仍然很大。所以在极锋线上下沉可达800-1000m。该水团一面作绕极运动,一面向北扩散。在太平洋可接近赤道,在大西洋可到达20°N,但在印度洋只能限于15°S以南
            在北半球的西北幅聚区,也能形成北大西洋中层水与北太平洋中层水,但是强度较弱
            高盐中层水:
            世界大洋的高盐中层水都形成于中低纬度海面。
            其中北大西洋高盐中层水来自地中海,被称为地中海水团。位于中纬度而被大陆包围的地中海,因蒸发旺盛,表面盐度很高,可达39.1,而在其200-600m层形成密度极大值层,成为Levantine中层水。当其向西运动溢出直布罗陀海槛,由于其密度大,沿大陆坡下滑,大约到1200m,即与周围海水密度相当,于是散布开来,并沿亚热带反气旋环流向西,西南扩散。
            北印度洋中层水来自红海与波斯湾,原理同上
            中层水分布见8楼2图


            6楼2014-09-13 14:00
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              大洋深层水:
              介于中层水与底层水之间,约在2000-4000m,由北大西洋格陵兰南部的上层海洋形成。贫氧是深层水主要特征。

              北大西洋暖流携带低纬度温暖高盐的海水到达北极,温度降低,密度增大,因此下沉成为北大西洋深层水。北大西洋深层水向南扩散,到达南极幅散带做绕极运动并上升,形成南极表层水。另外一些继续向北扩散,进入印度洋与太平洋,形成印度洋与太平洋深层水,从而形成大洋传送带


              7楼2014-09-13 14:01
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                大洋底层水:
                具有最大的密度,主要来源于威德尔海、罗斯海,其次是格陵兰海与挪威海。在北极与南极的冬季,海冰形成过程中会析出盐分,导致冰层下的海水盐度升高,密度增大,下沉()。由于其密度在各个水团中最大,因此会一直下沉到大洋底部,并在大洋底部散布开来。其中南极底层水最为强盛,几乎构成了大洋底层的主要水体


                8楼2014-09-13 14:01
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                  注意到在500米深处中纬度大洋西岸存在高海温的区域,这是因为西边界流流经大陆西岸时由于位涡守恒,会导致流幅变窄,流速加快,也导致流层加厚。


                  9楼2014-09-13 14:02
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                    北纬26.682°,东经133.193°的一个argo浮标在2012/02/25 测得的T-S图与温盐垂直剖面

                    由温盐剖面可以看到在200已浅存在一温度盐度剧烈变化的阶段,这是大洋的主温跃层,在此深度以上为表层水与次表层水。主温跃层一下,温度盐度降低,到700米深度左右盐度降到最低,这是低盐中层水,再往下水温继续降低,盐度开始升高,这是大洋深层水


                    10楼2014-09-13 14:02
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                      上楼所给的站点位于副热带幅合带,因此表层海水特点是高温高盐,下图是赤道海区(+1.628, +132.900,2013/07/24 )一argo测得的数据,可以清楚地看到在主温跃层之上存在很强的盐度跃层,构成赤道水与热带大洋水的分界


                      11楼2014-09-13 14:03
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                        补充,关于水团定义的相关内容
                        水团,是在一定的时期中形成于同一源地的、一定体积的水体。在同一水团内,主要海洋学特征(温度、盐度等)在空间上具有相对的均一性,在时间上具有大体一致的变化趋势,与其周围海水的物理、化学性质及其变化规律存在明显差异。
                        1.水团基本特征:
                        核心:在水团中,特征最明显的部分水体称为水团的核心。如暖水团有Tmax,而冷水团有Tmin。
                        边界:水团与水团之间的交界面(或交界区)称为水团的边界,或称之为“锋”。
                        强度:水团的强度一般是指该水体特征相对其他水团的差异性。其强度可从两方面来确定:
                        水团的空间范围大小——水团的体积越大就越强,反之就弱;
                        水团的特征要素强弱——表征水团的主要特征要素(如盐度、温度、密度)与周围水团差别越大,水团就越强,反之则弱。
                        2.水团的形成与变性
                        水团的形成既有共性,也有各自的特殊性。
                        水团形成的共性就是水团都从海面获得其原始特征,主要受太阳辐射、地理纬度、蒸发、降水、径流与大气的热交换等因子的影响,同时与海洋本身的条件,如海水稳定度、平流情况等有关。
                        水团的变性就是指该水团特征受到其他水团、地理或气象因子的影响,其高水平特征因子不断向低水平过渡,并逐渐丧失其原有特征的过程。
                        第一类变性过程:在外部因素诱导下而发生的变性过程。
                        第二类变性过程:由海水内部混合作用而引起的水团变性过程。
                        3.水团的T—S分析法

                        T—S曲线:以温度为纵坐标、盐度为横坐标,将测站上不同层次的实测温盐值标在在温盐坐标系中,(注上深度值,)然后自表至底有序地把各点联接起来的曲线(或折线)。
                        具体的T-S分析过程略过,因为我也搞不太清楚。下图为几个T-S图。

                        nt-S曲线的作法:t为纵坐标,S为横坐标
                        水团数=拐点数+2
                        水团的概念:大水体,不是某一深度或某一点,这个大水体主要的水文要素在空间上具有相对的均一性,在时间上具有相似的变化趋势,且与周围的海水在理化性质和变化规律上存在着一定的差异
                        水团的均一性是相对的,但总有一部分水体的特征值最为突出。因此常用核心值的大小及核心位置来判别整个水团特性水平的高低和水团的移动
                        水团的边界:是一个不连续面。


                        12楼2014-09-13 14:03
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                          太专业啦,楼主的专业是水文测量吗?


                          IP属地:浙江13楼2014-09-13 14:07
                          收起回复


                            来自Android客户端14楼2014-09-13 14:39
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