05-2 地转流-风海流31.ppt

南海海面高度与环流?地转流定义海洋中等压面倾斜于等势面,水平压强梯度力与科氏力(地转偏向力)平衡时,海水稳定的流动称为地转流。 F p 0正压场等势面等压面 p 1p 2p 3p 4斜压场 z 5z 1z 2z 3z 4 PG PG 倾斜的等压面 F C F pF pF pF CV f Initial Final V i 水质点的受力及其运动 F 合地转流的形成过程 v 0f 0 f cvf Gpv 1f 1 0 1?????gz p? x p???? 1 假定等压面只沿 x 轴正方向向上倾斜,与等势面之夹角为β,不考虑海水湍流摩擦力和其它力作用,则地转流运动方程为: 运动方程及其解析解 gzx fv??????为科氏参数?? sin 2?f fv?0 1????? fuy p? 0?????????????????????????) ( ) ( ) (30 1 20 1 10 1gz p fuy p fvx p???0??u ???????????????) ( ) (3 1gz p x fv p??x zf gv?????地转流大小与等压面和等势面之间夹角的正切成正比,而与科氏参数成反比;其方向垂直于水平压强梯度力的方向; 北半球观测者面朝流向而立,右侧等压面高、左侧等压面低;南半球相反。地转流主要特征???????? tgf gv u0 其解为: 等势面等压面斜压场 G PF βx? z??对于等势面上海水密度均匀分布的斜压场,等压面倾斜于等势面主要是由不规则增减水、风或气压变化等外部原因造成的(此时的斜压场称为外压场),此时等压面相对于等势面的倾角β不随深度而变,故流速 v为常量,这种地转流又称倾斜流或坡度流。?对于由于等势面上海水密度分布不均匀引起的斜压场(此时的斜压场称为内压场),等压面相对于等势面的倾角β随深度增加而逐渐减小,至某一深度两者重合,故此时的地转流流速 v也随深度增加而逐渐减小,至等压面和等势面重合的深度流速等于 0,这种地转流又称密度流。外压场与内压场地转流特征外压场导致的倾斜流等密度面等压面 p 0p 1p 2p 3p 4????????斜压场流况 Fp⊕ Fc⊕⊕内压场导致的密度流 p 0p 1p 2p 3p 4???????? Fp⊕ Fc ⊕⊕⊕等势面 zg gh P?????? 410?????????地转流特征海面为下凹面的内压场流况等密度面等压面 p 0p 1p 2p 3p 4p b ?????????? Fp⊕ Fc Fp Fc⊙h 小?大?对于倾斜流或坡度流,北半球观测者面朝流向而立,右侧水位高、左侧水位低; h 大?小h 大?小地转流特征?对于密度流,北半球观测者面朝流向而立,一般地,右侧海水密度小、温度高、盐度小,左侧海水密度大、温度低、盐度大。?南半球的情形相反。在北半球,海流运动因感应到科氏力的作用,表层海水会倾向向右侧堆积。左图为运动刚开始时,右图则为达到地转平衡后。地转流