第四章：海洋和陸地水內容介紹地球上的水資源、水循環及水平衡（1）海洋（2-5）河流（6）湖泊、沼澤、水庫（7）地下水（8）冰川（9）第一節地球水循環及水平衡一水資源定義廣義水資源是指地球表面一切形式水體的總量。狹義水資源它僅僅指在一定時期內，能被人類直接或間接開發利用的那一部分動態水體。技術上可能，經濟上合理，且對生態環境可能造成的影響也是可接受的。地球上水的分布三大水庫：海洋水、陸地水、大氣水十大水庫：海洋水、冰川與永久積雪、地下水、永凍層底冰、湖泊水、土壤水、大氣水、沼澤水、河流水、生物水各種水體水資源儲量世界前10名水資源占有國家二世界各國水資源占有三各地區人均水資源量四水循環地球表面上各形態的水，在太陽輻射、地心引力、大氣環流等作用下，通過蒸發、水汽輸送、凝結降水、下滲和徑流等環節不斷發生相態轉換和周期循環運動的過程。內因：水有三態且自然界可以相互轉化外因：太陽輻射、大氣環流、地心引力環節：蒸發、輸送、降水、下滲及徑流等效應：水體更新，水量平衡類型：海陸大循環、海洋（陸地）小循環水循環類型海陸大循環，又稱外循環，指發生在全球海洋和陸地之間的水分交換過程。海洋（陸地）小循環，又稱內循環，發生在海洋（陸地）與大氣之間的水分交換過程。水汽輸送蒸發降水蒸發降水植物蒸騰湖地表徑流地下徑流海洋蒸發降水云云小循環小循環水體更新周期(年)水體更新周期(年)永久積雪9700沼澤水5海

水2500土壤水1地下水1400河流16天湖泊水17大氣水8天五水量平衡水量平衡：任一區域、任一時段內，其收入的水量與支出的水量之間的差額必然等于該時段區域內蓄水量的變化量，即總體上收支平衡。多年平均水量平衡方程全球水量平衡方程：P海+P陸=E海+E陸；P全球=E全球海洋水量平衡方程：P海+R外=E海陸地水量平衡方程：外流區：P外+R外=E外內流區：P內=E內111385海陸之間的水分交換海陸蒸發量之和等于海陸降水量之和海洋蒸發量提供海洋降水量的85%和陸地降水量的89%陸地降水量只有11%來源于陸地。海洋蒸發量大于降水量，陸地蒸發量小于降水量，海洋和陸地水通過徑流實現總體平衡。第二節海洋起源及海水性質一海洋的起源地球一經形成，便有了海水各大洋的年齡是不相同的，太平洋的年齡最古老，在遠古時代就形成了.而其他各大洋的年齡比較年輕，它們均在古生代末期或中生代形成。二世界大洋及劃分從地貌結構形態可分為：大洋中脊（44.9）大陸邊緣(22.4)、大洋盆地(32.7)三部分從水域形態可分為:洋、海、海灣、海峽洋：世界大洋的中心部分和主體部分。它遠離大陸、深度大、面積廣，不受陸地影響，具有穩定的理化性質、獨立的潮汐、強大的洋流系統。海：靠近大陸，深度淺，面積小，兼受洋陸影響，具有不穩定的理化性質、潮汐現象明顯、有獨立的海流系統海灣：海洋伸入大陸的部分，深度和寬度向大陸方向逐漸減小。海峽：連通海洋和海洋之間狹窄的水道。三海的分類地中海，或內海：位于一個陸地內部或兩個大陸之間，只有一個或多個海峽與相鄰海洋相溝通。（地中海、紅海、渤海）邊緣海，位于大陸邊緣，以半島或島嶼與大洋相分隔。（東海、南海、黃海）外海，位于大陸邊緣，但與洋有廣闊聯系的海。（阿拉伯海、巴倫支海）島間海，大洋中由一系列島嶼所環繞形成的水域。（爪哇海、蘇拉威西海）大洋中脊（32.7）大洋盆地（44.9）和大陸邊緣（22.4）四海水的化學組成海水中已發現80多種元素，其中可分為常量元素和微量元素。

常量元素是指每升海水中含100毫克以上的元素，反之為微量元素。海水中的常量元素的比例幾乎不變，因此海水組成基本是恒定的。海水的鹽度和氯度海水的鹽度：單位質量海水中所含溶解物質的質量為海水的鹽度。（絕對鹽度）鹽度的測定通常用電導率來推測鹽度。氯度與鹽度：氯度是指每千克海水中所含氯的克數，S‰=1.8605Cl‰鹽度的影響因素及分布在外海或大洋，影響鹽度的因素主要有降水，蒸發等；在近岸地區，鹽度則主要受洋流、河川徑流的影響。世界大洋的平均鹽度為千分之34.69,絕大部分海域表面鹽度變化在千分之33-37.表層海水平均鹽度自亞熱帶海區向高低緯遞減的鞍型。五海水的溫度海水溫度取決于熱量收支狀況。收入：太陽輻射、大氣逆輻射、地殼內能、水汽凝結釋放的潛熱支出：海面輻射、海水蒸發海水溫度日變小，年變與緯度有關。日較差不超過0.4度年變化，溫帶變化最大北半球變幅大于南半球六世界表層海水的分布太平洋溫度最高，最低為北冰洋。南北回歸線之間熱帶海區水溫最高水溫從低緯向高緯遞減北半球的海水溫度高于南半球大洋東西兩側受洋流影響溫度差異明顯寒暖流交匯處，等溫線密集，水平梯度大夏季水溫高于冬季，水溫的水平梯度冬季大七海水溫度的垂直分布海水溫度的垂直分布表層暖水對流層（600-1000米），其中（0-100米）表層擾動層深層冷水平流層海冰冰點隨鹽度的增加而降低八海水密度單位體積的海水質量就是海水的密度。海水密度與溫度、鹽度、壓力有關。九海水顏色、透明度海水的顏色取決于海水對陽光的吸收和反射。海水透明度，以直徑30厘米的白圓盤投入水中的可見深度來表示.第三節海水的運動波浪一波浪及波浪要素波浪是海面上水質點呈周期性波狀起伏的一種水文現象.波峰和波谷：靜水面以上部分為波峰，靜水面以下為波谷。波頂和波底；波峰的最高點為波頂，波谷的最低點為波底。波高和波長：波頂到波底的垂直距離為波高，相鄰兩個波頂之間的水平距離為波長。周期：同一地點相繼出現兩次波頂所需要的時間間隔。波速：波浪的傳播速度，是波長與周期之比。二波浪的分類按波浪周期分類表面張力波:周期最短；風是它的生成力，表面張力是它的恢復力。重力波：主要干擾力是風，重力是它的恢復力長周期波是風暴或地震所生成。潮波是天體作用造成的，其周期最長。對于長周期波和潮波，恢復力主要是柯氏力。按成因分類風浪和涌浪，在風的直接作用下水面出現的波動為風浪；風停息或離開后所留下的波浪為涌浪。內波，由兩種密度不同海水作相對運動引起的波動。潮汐波，海水在引潮力作用下引起波動海嘯，由火山地震或風暴引起的巨浪。按水深分類深水波，水深相對于波長很大的波。通常發生在海面較薄的一個水層深度，波速取決于波長，又稱表面波或短波。淺水波，水深相對于波長很小的波。通常影響這個海域深度，波速取決于水深，又稱體波或長波。三波浪折射、繞射波浪傳播過程中可以繞越進入被障礙物遮蔽的水域，這種現象叫波浪繞射。常發生在近岸海域，海灣處。當波浪傳至淺水區域，由于水下地形的影響，波速逐漸減慢，波向線逐漸偏轉，趨向于與岸線垂直，最后垂直于岸線，這種現象叫波浪折射。波浪折射的結果使得突出的海岬處成為波能輻聚區，加劇了海岸的侵蝕，而海灣處成為波能輻散區，增強了泥沙的堆積。四風暴潮由強烈的大氣擾動或天氣系統所引起的海面異常升降現象叫做風暴潮。臺風、氣旋以及鋒面常引起風暴潮的災害發生。風暴潮是沿海地區一種常見的自然災害。按照發生地區可分為溫帶風暴潮和熱帶風暴潮。五地震海嘯由海底或海岸附近地震、火山爆發所引起海面急劇升降的現象叫海嘯。海嘯是一種長周期波，傳播速度取決于海區深度。C2=gH海嘯的災害性極大，破壞能力極強，常驟然形成水墻，入侵陸地百余公里。西北太平洋區域是海嘯發生的集中區域，其中日本太平洋沿岸、夏威夷群島、印尼群島等均是多發地帶。我國由于近岸海域水下地形平緩、大陸架發育所以海嘯在我國少見。潮汐一潮汐潮汐是指由月球和太陽引力引起，發生在河口或海面上水位周期性漲退的現象叫潮汐。通常把周期性垂直漲退現象叫作潮汐，而周期性的水平流動被稱為潮流。二潮汐過程一個完整的潮汐過程可以分為漲潮、平潮、退潮和停潮4個階段。一個潮周期內，最高水位被稱為高潮(滿潮)，最低水位被稱為低潮（干潮）。漲潮是指從最低水位上漲到最高水位的過程。平潮是指當水位漲到最高水位時，這一水位將在一段時間內保持相對穩定，稱為平潮。退潮是指從最高水位下落到最低水位的過程。停潮是指當水位退落到最低水位時，這一水位將在一段時間內保持相對穩定，這一過程被稱為停潮一個潮周期內，高潮和低潮的水位差被成為潮差。三潮汐類型根據潮汐的發生周期和特征可劃分為：半日潮、全日潮、不規則半日潮、不規則全日潮四潮汐的成因海洋潮汐是由于月球和太陽的引潮力引起的。引潮力指引起海面漲退的合外力。月球引潮力是地表某點受月球引力與該點運動的慣性離心力之合力。太陽對地球產生的引潮力約為月球產生引潮力的0.46倍。五朔望大潮和弦點小潮當農歷初一或十五，月日地三個天體的位置大致在一條直線上，月球和太陽的合成引潮力最大，潮汐現象最為顯著，潮差最大，故稱為大潮或朔望大潮；當農歷初八或二十三，月日地三個天體的位置大致成一直角，月球和太陽的合成引潮力最小，潮差最小，故稱為小潮或弦點小潮六地形對潮汐的影響海區形態、深度影響潮汐發生發展。喇叭型河口區常出現涌潮和暴漲潮。洋流一洋流概述洋流：發生在海區與海區之間大規模的相對穩定的定向性非周期性的海水運動洋流按成因可分為有：風海流、密度流、補償流以及潮流等。洋流分類凡從高緯流向低緯的海流，我們稱之為“寒流”。凡從低緯流向高緯的海流，我們稱之為“暖流”。二風海流、密度流、補償流密度流：由于海水在水平方向上密度不同引起等壓面傾斜所導致海水流動稱為密度流。補償流：由于海水流出另一個海區的海水補充這種海水流動。風海流：海水在風的切應力以及由風引起等壓面傾斜所造成的海水水平運動。風海流引起的密度流是世界大洋表層環流系統的主要原因。三世界大洋表層洋流北半球基本模式以北回歸線高壓帶為中心的反氣旋型環流以中高緯度海上低壓為中心的氣旋型環流北印度洋的季風環流南半球基本模式以南回歸線高壓帶為中心的反氣旋型環流中高緯度的大規模西風漂流南極大陸的繞極環流。第四節：海平面變化一海平面變化由于氣候變化、地殼運動等原因引起的海平面升降中國沿海海平面近50年來呈上升趨勢，平均以每年1.0～3.0毫米的速率上升

二海平面上升與海洋災害海平面上升是一種長期的、緩發性災害。海平面上升直接導致潮位升高，風暴潮致災程度增強、海水入侵距離、面積加大；海平面上升使潮差和波高增大，加重了海岸侵蝕的強度；海平面上升和淡水資源短缺的共同作用，加劇了河口區的咸潮入侵程度第五節海洋資源及海洋環境保護一海洋的重要性海洋是地球表面最大的單元體海洋是地球水圈的主體海洋是地球表面最大的資源庫海洋的經濟、政治、軍事地位重要二海洋資源海水水資源和豐富的化學資源。海底蘊藏著豐富的礦產資源海洋有著巨大的動力系統海洋是地球上最大的生物庫。三海洋污染和環境保護引起海洋污染的原因主要有：汕船泄漏、傾倒工業廢料和生活垃圾、生活污水直接排進海洋四海洋污染特征一是污染源廣二是持續性強三是擴散范圍廣四是防治難、危害大。第六節河流一河流流域水系河流指經常性或間隙性的水流以及容納水流的河槽的總稱。流域指由分水線所圍限有徑流流入干流或支流的集水區域。水系指流域中由干流和支流組成的河流網絡二河流的過水斷面過水斷面：垂直于河道主流方向,某一特定時刻水面線與河底線包圍的面積。過水斷面要素：四要素：面積、濕周、糙度、水力半徑三河流的縱斷面河流縱斷面指河底或水面高程沿河長的變化。四落差、河長、比降、河長：河源到河口的軸線長度落差：某一河段兩端的高程差比降：單位河長的落差五河流的分段河流可分為河源、上游、中游、下游、河口等五個分段。六河流的水情要素河流的水情要素：描述河流存在、運動、變化的特征指標。河流的水情要素：水位、流速、流量、泥沙、冰情等。七水位水位：河流自由水面高出某一基準面以上的高程。八流速流速是指河流水質點在單位時間內所通過的距離。九流量流量就是在單位時間內流體通過某一斷面的水量十河流的徑流過程流域的降水由地面與地下匯入河網，并流出流域出口斷面的水流稱為徑流。徑流過程：坡面漫流、河網匯（集）流常見的徑流形式又可分為：地面徑流、地下徑流、壤中流等。十一河流徑流量的年內變化我國河流多數為冬季枯水期、春季增水期、夏季洪水期，秋季平水期。南方河流年內分配較北方河流均勻。十二洪水大量降水或積雪融水短時間內匯入河槽，流量和水位激增，形成特大徑流稱為洪水。洪水三要素：洪峰流量、洪水總量、洪水歷時。十三河流與自然地理環境自然地理環境對河流的影響河流是流域內自然地理背景下的產物。河流的地理分布受氣候嚴格控制河流的水文、水情要素受氣候條件制約流域海拔、地形影響河流過程和特征流域植被和土壤狀況影響徑流過程和泥沙特性。河流對自然環境的影響河流本身是流域自然環境的重要組成河流過程是水循環