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浅海海流

[拼音]:qianhai hailiu

[外文]:current in shallow water

浅海中除潮流之外的规模较大的海水流动。通常把浅于200米的海域称为浅海。浅海上持续刮风,海水的密度分布不均,降水或大陆径流的影响,都能形成浅海海流。除此之外,有的浅海海流是深海海流进入浅海的分支。

1877年,美国调查船“布莱克”号和“信天翁”号,在西印度群岛近海和格兰德滩等浅海海域进行了调查,并在佛罗里达海峡测定了海流的速度。20世纪以来,B.海兰-汉森、F.南森、V.W.埃克曼等人的理论,既为深海海流、也为浅海海流奠定了理论基础。我国从50年代起,开始系统地研究我国沿海的浅海海流,70年代之后,发展了浅海海流的数值计算。

浅海海流在本质上与深海海流没有区别,研究方法和运动方程基本上相同,但仍然有它的一些特点:

(1)底摩擦效应对海流的影响。

研究浅海海流时,无论是严格的理论推导,还是用电子计算机进行数值计算,都不能忽略海底摩擦的存在,只是在处理底摩擦方式上略有不同:有时假定底摩擦力和流速成一定关系,有时假定底面的流速为零。由于底摩擦的存在,海流的一部分动能转变为热能,降低了流速。对于风漂流来讲,由于底摩擦的作用,表层流向对风向的偏角x0小于45.5°。海水越浅,偏角越小,且与深度h和摩擦阻力深度D有如下关系:

h/D 1/10 1/4 1/2 3/4 1 2 ……∞

x0  3.7° 21.5° 45° 45.5° 45° 45° 45°

式中μ为涡动粘滞系数;ω为地球自转角速度;ρ为海水密度;φ为所研究海区的纬度。

海水深度h 等于1.25D 时,漂流运动的特征与无限深的理想海洋中的风漂流完全一致,因此有人提出,h<1.25D 的海区中的风漂流为浅海漂流,h≥1.25D 的海区中的风漂流为深海漂流。

(2)季风、降水、蒸发、大陆径流、结冰和融冰等季节性变化因子的影响。

季风对大陆边缘的浅海海流有很大的影响。例如:我国的浙江、福建的沿岸流,因受季风的影响,冬季携带长江等江河冲淡水经台湾海峡进入南海,但夏季这种海流几乎消失;在阿拉伯湾同索马里海岸和非洲西海岸的某些浅海区域,季风使海流呈季节性的变化。降水、蒸发和径流的季节性变化,影响着表层的海流。结冰和融冰的变化,影响着浅海海流的消长。如果冬季结冰严重,春季融冰之后,流速就比较强;反之如果冬季结冰不严重,春季融冰之后,流速就比较弱。

(3)潮流的影响。

在近岸的海湾中,由于非线性效应及海底和海岸的摩擦作用,在潮流中产生了潮汐余流(去掉周期性潮流之后剩余的平均流动),其流速从每秒几厘米到几十厘米,可看成浅海海流。

若在涨潮流方向的左面,海岸向内凹陷,形成半月形,则在这个海湾内,潮汐余流往往会构成一个长久的气旋式环流;反之,如果半月形海湾在涨潮流方向的右面,湾内将出现长久的反气旋式环流。在突出岬角处,气旋式与反气旋式环流共存(见图)。

(4)海流规模的限制。

浅海海流的速度、分布宽度和深度,都比深海海流小得多,输送的水量也少得多,但是它与军事、航海、工业、渔业、泥沙运动、资源开采、污水排放和沿岸居民生活都有密切关系。例如,河口区泥沙的远距离输送,主要依靠海流;正确掌握和利用海流的特点,可以减少海洋污染,净化人类的环境。此外,近岸地区的水产养殖,只要掌握浅海海流的规律,就能收到事半功倍之效。

参考书目

景振华著:《海流学原理》,科学出版社,北京,1966。

M.J.Bowman,W.E.Esaias,eds,Oceanic Fronts in CoastalProcesses,Springer-Verlag,Berlin,1978.

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