地球科学Ⅱ›大气·海洋的运动

海水的运动

Ocean Dynamics

风推动海洋
🌊 咖啡杯的风
①向热咖啡吹气 — 表面被推开
②海洋同理 — 风对海面施加摩擦力
③但地球自转!→ 科里奥利效应作用
④水不沿风向直行,而以"扭曲"方向移动
⑤这就是埃克曼输运的核心
埃克曼螺旋与埃克曼输运
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埃克曼输运方向
北半球:风向右直角 / 南半球:风向左直角
由于科里奥利效应,海水净输运方向与风成直角
📐 埃克曼螺旋原理
①风 → 表层海流(从风向偏转约45°)
②表层海流 → 摩擦力传向下层
③各层因科里奥利效应继续偏转 + 速度衰减
④结果:越深越按顺时针(北半球)旋转、强度减弱
⑤所有层叠加 → 与风成90°方向 = 埃克曼输运
地转流 — 海面坡度与科里奥利的平衡
地转平衡
气压梯度力 = 科里奥利力 → 沿等压线(等水面线)流动
即使无风也维持的大洋环流核心
🏔️ 海面也有"山"和"谷"
①埃克曼输运聚集海水 → 海面隆起
②水从高水面 → 低水面(气压梯度力)
③科里奥利力抵消 → 沿等水面线流动 = 地转流
④北半球:高水面在右流动
⑤亚热带环流(黑潮、湾流)的原理
西边界强化
大洋西部海流(黑潮、湾流)≫ 东部(加州、加那利)
科里奥利的纬度变化(β效应)使西部窄而快
上升流与下沉流

比较

📊上升流 vs 下沉流
类别上升流(Upwelling)下沉流(Downwelling)
原因表层水离开 → 深层水上升表层水汇聚 → 下沉
沿岸上升流风沿海岸 + 埃克曼输运向外海反向
水温冷深层水上升 → 表层冷却暖表层水下沉
营养盐富营养 → 形成渔场!贫营养
示例秘鲁沿岸、加州沿岸辐合区
🐟 上升流与渔场关系
①上升流区:富营养盐的深层水上升
②浮游植物大量繁殖 → 食物链活跃
③世界四大渔场多位于上升流区附近
④厄尔尼诺:上升流减弱 → 渔获量骤减(秘鲁沿岸)
总结
海水运动要点
风 → 埃克曼输运(直角)→ 海面坡度 → 地转流 → 大洋环流
风能通过科里奥利效应产生大洋环流
🎯 考试要点
①埃克曼输运:与风成直角(北半球右、南半球左)
②埃克曼螺旋:越深越顺时针(北半球)+ 速度衰减
③地转流=气压梯度力与科里奥利的平衡(沿等水面线)
④西边界强化:β效应 → 西部窄而快
⑤沿岸上升流:风沿海岸 → 深层水上升 → 形成渔场