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地球上水的物理性质(3)

时间:2015-10-10 21:21 来源:地理教师网 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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  世界大洋表面水温分布的总趋势是:水温从低纬向高纬递减;在南北回归线之间的热带海区水温最高;大洋东西两侧,水温分布有明显差异;在寒暖流交汇处等温线特别密集,水温水平梯度很大;夏季大洋表面水温普遍高于冬季,而水温的水平梯度则冬季大于夏季。总之,大洋表面水温分布的这些特点,主要是由太阳辐射和洋流性质所决定的。

  2)水温的垂直分布大洋水温的垂直分布,从海面向海底呈不均匀递减的趋势。在南北纬40°之间,海水垂直结构可分两层,即表层暖水对流层(一般深度达600—1000米)和深层冷水平流层。表层暖水对流层的最上一层(约0—100米)受气候影响明显,紊动混合强烈,对流旺盛,水温垂直分布均匀,垂直梯度极小,故称为表层扰动层。在此层下部与冷水之间形成一个温跃层,水温垂直梯度递减率达最大值。

  3.海水温度的时间变化

  1)水温的日变影响水温日变的因素有:太阳辐射、季节变化、天气状况(风、云)、潮汐和地理位置等。大洋表面水温日变一般很小,日较差不超过0.4℃。水温的日变随纬度的增加而减小。在靠近大陆浅海区日较差可达3—4℃以上。最高、最低水温出现的时间各地不同,但最高水温每天出现在14—16时,最低水温则出现在4—6时。水温日变深度,一般可达10—20米,最大深度可达60—70米。

  2)水温的年变影响水温年变的因素有:太阳辐射、洋流性质、季风和海陆位置。水温年变的地理分布为:从赤道和热带海区向中纬海区增大,然后向高纬海区减小;在同一热量带,大洋西侧较东侧变幅大,靠近海岸地区更大;南北两半球相比,北半球各纬度带的年较差大于南半球,见表1-3。水温年变深度,一般可达100—150米,最大深度可达500米左右。

  4.海冰淡水结冰时的水温是0℃,最大密度温度是3.98℃;而含有盐分的海水,其冰点和最大密度温度都随盐度的增加而降低,但降低的数值不同。当海水的盐度大于24.695×10-3时,冰点温度低于最大密度温度;而盐度小于24.695×10-3时,冰点温度高于最大密度温度;只有盐度在24.695×10-3时,海水的冰点温度与最大密度温度相同,为-1.332℃。

  通常大洋表面盐度均大于24.695×10-3,因此冰点更低。当海面水温达到冰点时,因密度增大形成对流,所以难于结冰。只有相当深的一层海水充分冷却后才开始结冰。海水结冰时,就要不断的析出盐分,使表层海水盐度增加,密度增大,因而表层水继续下沉,加强了海水的对流,结冰就更困难、更缓慢。因此只有当水温降到冰点以下,海水达到某种程度的过冷以后,在有结晶核的条件下,海水才开始结冰。海水结冰时,首先形成的是含纯水的冰晶,这些冰晶包围着未结冰的海水。冰晶析出后,剩下的盐分使未结冰的海水变浓,结果进一步降低了海水的冰点,这种海水就会下沉,并与下面海水发生混合。

  (二)河水温度

  河水的热状况是河流的水文物理特征之一,它对农田灌溉、水生生物的养殖以及某些水工建筑物等,都有重要意义。河水热状况的综合标志是河水温度。当水温达到零下的过冷却状态时,河流中有可能出现冰晶。这时,如气温继续保持在零下,河流就会出现冰情。

  河流水温及冰情的发生和消长,首先受到太阳辐射、气温等地带性因素的控制,因而水温和冰情的分布基本上体现了地带性规律。

  河流水温还受补给来源的影响:高山冰雪融水补给的河流水温低;雨水补给的河流水温较高;地下水补给的河流水温变幅小。

  河流水温在空间上、时间上都有变化。一般河流水温的地区分布形势,大体与气温一致。河流年平均水温都略高于当地的年平均气温,但差值不大,一般只有1—2℃,但在封冻期很长、冬季气温很低的地区,差值就增大了。河流水温年变化主要受季节影响,春季河水热量收入比支出大,因而河水温度升高,最高水温多出现在盛夏;秋冬河水热量收入比支出小,温度降低,最低水温多出现在冬季气温最低的时候。不同地理位置水温的年变幅不同。
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