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高中二~高中三年级 (16-18岁)

高中地理 海水的运动

风长时间吹过海面，摩擦力会拖动表层海水，但由于地球自转，海水并不顺着风向流动，而是在北半球偏向右、在南半球偏向左。 越往深处，水流转得越多、也越弱（埃克曼螺旋），把所有这些层加起来的净移动就是埃克曼输送，它与风向成直角。 埃克曼输送把海水聚向一侧，海面就会倾斜，形成压强梯度力与地转偏向力平衡的地转流；在海岸附近，风向不同还会引起上升流或下降流。 在图中改变风速和纬度，可以同时看到俯视的螺旋方向和大小，以及海流随深度减弱得有多快。

风怎样推动海水

🌊 风与地转偏向力
①就像吹热饮时表面会被吹走一样，海面上的风也靠摩擦力拖动表层海水
②由于地球自转，运动的物体受到地转偏向力，在北半球向右偏，在南半球向左偏
③因此表层海流与风向成一定角度，下面的各层偏转得更多
④赤道上地转偏向力为零，这种偏转几乎不会发生

埃克曼螺旋与埃克曼输送

5
37
埃克曼输送方向
北半球：风向右侧 90° / 南半球：风向左侧 90°
把从表层到埃克曼层底部所有层的水流加起来得到的净移动方向
📐 从图中读出的内容
①表层海流与风向偏离约 45°，北半球偏右，南半球偏左
②每往下一层，方向就朝同一侧多转一些，速度也变小，箭头的末端连成螺旋
③在埃克曼层底部，水流几乎与表层相反，速度只有表层的约 4%
④风越强，表层海流越快，埃克曼层越深；风速相同时，低纬度地转偏向力小，埃克曼层更深
⑤所有层加起来的埃克曼输送（绿色虚线）与风向成直角

地转流：海面坡度与地转偏向力的平衡

地转平衡
压强梯度力 = 地转偏向力 → 沿等海面高度线流动
只要埃克曼输送造成的海面坡度维持着，它就会持续流动，构成大洋表层环流的主干
🏔️ 海面上也有山丘和山谷
①在副热带海域，埃克曼输送把海水聚向大洋中部，那里的海面会隆起约 1 m
②海水受到由海面高处指向低处的压强梯度力
③海水一流动就受到地转偏向力，两个力平衡时，海水沿等海面高度线流动（地转流）
④北半球的地转流流动时，海面较高的一侧在它的右边
⑤黑潮、墨西哥湾流等副热带环流就是这样维持的
西向强化
大洋西边界流（黑潮、墨西哥湾流）≫ 东边界流（加利福尼亚寒流、加那利寒流）
地转偏向力随纬度增大（β 效应），使环流中心偏向西侧，于是西侧海流窄、深而快

上升流与下降流

比较

上升流 · 下沉流
类别上升流（Upwelling）下沉流（Downwelling）
原因表层海水离开，深处的海水上升补充表层海水聚集后向下沉
沿岸风与海岸平行，埃克曼输送指向外海时埃克曼输送指向海岸时
水温冷水上升，表层水温降低温暖的表层海水下沉
营养盐营养盐丰富，浮游生物繁盛，形成渔场营养盐缺乏
例子秘鲁沿岸、加利福尼亚沿岸副热带环流中心（马尾藻海）
🐟 上升流与渔场
①上升流海域中，富含营养盐的深层海水升到表层
②在有阳光的表层，浮游植物大量繁殖，以它们为食的浮游动物和鱼类随之聚集
③秘鲁、加利福尼亚、非洲西北部和非洲西南部沿岸的大渔场都位于沿岸上升流海域
④厄尔尼诺发生时，秘鲁沿岸的上升流减弱，鳀鱼渔获量大幅下降

例题与真题检验

例题 1
北半球外海风稳定吹时，整个表层海水（埃克曼输送）相对风向往哪一侧移动？
1
由于科里奥利效应，表层洋流逐渐偏离风向。
2
把各深度的洋流合起来，北半球的净输送是风向的直角右方（埃克曼输送）。
▸ 风向的直角右方（北半球）
南半球则是风向左侧 90°。在图中把纬度调成负值，螺旋和绿色箭头就会上下翻转。
例题 2
风平行海岸吹、表层水被推向外海时，什么会上升来填补空缺，对渔场有何影响？
1
埃克曼输送使表层水流向外海后，深处的冷海水上升来填补空缺（沿岸上升流）。
2
深层水富含营养盐，浮游植物大量繁殖 → 形成良好渔场。
▸ 冷的深层水上升 → 营养盐丰富 → 良好渔场
秘鲁和加利福尼亚沿岸的丰富渔场得益于沿岸上升流；厄尔尼诺使上升流减弱时，渔获量会大幅下降。
校内考试类型
关于海水运动的说法，正确的是？
①北半球埃克曼输送是风向的直角左方
②沿岸上升流发生时营养盐丰富，形成良好渔场
③地转流在水压梯度力与科里奥利力不平衡时产生
④埃克曼螺旋中越深洋流速度越快
⑤下降流海域营养盐丰富
▸ ② 沿岸上升流发生时营养盐丰富，形成良好渔场
1
上升流把富含营养盐的冷深层水带到表层，促进浮游生物繁殖、形成渔场。
2
北半球埃克曼输送为直角右方（①），地转流在两力平衡时产生（③），埃克曼螺旋越深越慢（④），下降流海域营养盐贫乏（⑤）。

总结

海水运动要点
风 → 埃克曼输送（成直角）→ 海面坡度 → 地转流 → 大洋环流
风的能量借助地转偏向力，形成大洋的大规模环流
🎯 考试要点
①埃克曼输送与风向成直角（北半球向右，南半球向左）
②在埃克曼螺旋中，北半球的海流随深度增加顺时针偏转并减弱
③地转流是压强梯度力与地转偏向力平衡的水流，沿等海面高度线流动
④西向强化使大洋西侧的海流窄而快
⑤风与海岸平行、埃克曼输送指向外海时发生沿岸上升流，形成良好渔场
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