海洋环流复习.pptx

0;太平洋的风场（年平均）;太平洋的风场（1月）;太平洋的风场（7月）;世 界 表 层 洋 流 的 分 布;6;2 副热带逆流;2 西风漂流（南极绕极流）;赤道流系的分布;赤道流系的季节变化;北大西洋环流;http://rads.tudelft.nl/gulfstream/gif/;全球变暖的影响;加纳利上升流系统;安哥拉海流;印度洋的季风与环流;阿古拉斯海流;;南印度洋特殊的东边界流;印尼贯穿流（Indonesian Throughflow，ITF）;绕岛环流理论（Island Rule）;2月;我国近海年平均环流场;渤海环流系统特点;黄海环流系统特点;东海环流系统特点;南海环流特征;海洋环流的基本特征;考虑以角速度Ω旋转的直角坐标系，任意矢量r可表示为 对于一个与旋转坐标系相对静止的观察者来说，r随时间的变化率可写为 对于一个非旋转观察者，r的分量和单位矢量都随时间变化，所以 即;旋转坐标系下的运动方程;Rossby数;Rossby数物理意义;3.正压海洋和斜压海洋;第三节 地转运动、流函数和势函数;1.地转运动;运动状态下的压力p可表示为静压力p0和由于运动引起的压力偏差p’之和 静压力p0满足 大尺度运动 在自由面高度z = h处，p = P0，则 因而有;1.涡度;绝对涡度 相对涡度 牵连涡度; 涡度方程表明：涡度的变化由内因、斜压作用和外因共同决定，绝对涡度的变化和相对涡度的变化相同。;涡度变化原因1——内部作用;内部作用导致涡度变化——“楞次定律”;涡度变化原因2——斜压作用;涡度变化原因3——外力作用;第五节 热成风关系;热成风关系应用;赤道潜流的流动方向？;第六节 泰勒-普劳德曼定理;泰勒柱—正压流体流动趋向二维;1.环流;如果没有斜压项， 摩擦力的作用忽略 Kelvin定理： 绝对环流守恒，也就是通过物质面的绝对涡度通量守恒，类比于通过感应线圈的磁通量守恒。;由于绝对环流为行星涡度通量与相对涡度通量之和，所以其中一方之减小将引起另一方相应的增加。因此，Kelvin定理表明，为使绝对涡度通量守恒，涡度诱发机制是造成相对涡度与行星涡度之间转换的原因。 环流是一个量度涡度的标量，由于涡度是一个矢量，所以讨论环流只能给出涡度场矢量动力学的一个不完善的图像。 涡度方程直接研究涡??的矢量性质，但主要是说明涡度如何变化，不是作为制约涡度变化的一个有用的约束关系。;涡度方程 根据连续方程 得到 考虑标量属性λ，满足 点乘上式 矢量恒等式 上两式相加;（1）λ是守恒量，即ψ = 0 （2）摩擦力可忽略，即F = 0 （3）正压流体，即 ，或λ仅是p和ρ的函数 则位势涡度 守恒，即 引入守恒量 位势涡度 密度定常;定义： 为位势涡度 其中 为垂直方向上的相对涡度;位涡守恒定理是Kelvin定理在特殊物理面上的应用 根据Kelvin定理： 其中 此时Kelvin定理写为：;对于一个高度为H的流体柱，根据 质量守恒，有 这就是位势涡度守恒，可以从Kelvin定理推出。前者是从微观（流体团）的角度，后者是从宏观（环流）的角度，二者是等价的。 ;位涡守恒——角动量守恒;位涡守恒应用1—流体沿等深线运动;位涡守恒应用2—流体沿纬线运动;;南半球，位涡为： 赤道上，位涡为： 所以赤道上的相对涡度很大 →赤道上自西向东运动的赤道潜流;位涡守恒应用5—副热带逆流的形成;位涡守恒应用6—西向强化;64;垂直积分连续方程 上边界条件 下边界条件 因此 ;第十节 准地转运动和位涡方程;由一阶ε动量方程求旋度得涡度方程：;频散波和非频散波;频散波和非频散波的特点;二、浅水运动中的小振幅波动;浅水重力波是两列方向相反，频率大小相同的波动 ，这是一种非频散波。;3. f = C（f平面）下无限平面等深流体中的波动;Poincare波的特点;4. f = C（f平面）下水平有界等深流体中的波动;频散关系;离散的Poincare波;Kelvin波;Kelvin波的特点;4. 水平有界非等深流体中的波动;将通解代入边界条件，得本征值关系： （1） 精确到s的最低阶，坡度之存在并不改变Kelvin波 （2） 关于σ的方程有两类解： 精确到s的最低阶，Poincare波不受小坡度影响。 称为地形Rossby波;（1）只有当旋转与地形坡度效应同时存在，才会产生 Rossby波。亦即旋转效应和地形坡度是Rossby波产生的必要条件。 （2）地形Rossby波是单向传播的，其相速为： f 0，浅流体位于波传播方向的右方。 （3）地形Rossby波是低频波，因为频率小于f/2 时 （4）对于高波数（即小尺度），Rossby波与Poincare波以及Kelvin波相反，频率随波数增加而减小。;准地转位涡方程 可写为 为简单令 设波解