關于海洋日溫差的研究

2024年2月20日發(作者：人怎么畫)

關于海洋日溫差的研究

2011年夏天，我進入初中學習，增加了地理等課程，很快我就被吸引了。地球怎樣運動、地球表面氣溫的變化、溫度變化造成植物、地貌等等的變化??這一切在我眼前展現了一個全新的世界，我滿懷熱情地投入到地理學習中。在學到地球溫度變化部分中，我知道了一個概念——日溫差。所謂日溫差是指“ ”學習了這一章后，我產生了一個疑問：為什么只有陸地日溫差，而沒有海洋日溫差呢？帶著這個疑問我向老師請教，老師建議我通過研究尋找答案。下面簡單介紹一下我的研究情況。

一、海洋的基本情況

地球上的海洋

（一）海洋是地球的水庫（教材69頁圖3.1）

1、 海洋水：占地球水體總量的96.53%。平均水深3800米，體積13.7億立方千米。

2、 其它形式的水體

淡水占2.53%，如冰川、地下淡水 ……

湖泊咸水和地下咸水0.94%

（二）海洋是大氣的熱源和水源

1、海洋是大氣中水汽和陸地水的主要來源。

如右圖海洋每年蒸發量達450000立方千米，

其中大約90%的水汽以降水形式返回海洋，其余

約10%的水汽由大氣輸送陸地上空，凝結降落，

再通過河川徑流返回海洋。

2、 海洋是大氣的主要的直接熱源。

對流層主要的直接熱源來自地面輻射，而海洋面積占地球表面的71%。

3、 海洋還積極參與著大氣的熱量平衡和水分平衡，海洋和大氣之間存在著物質和能量的交換。

對整個世界大洋而言，約75％的水體溫度在0～6℃之間，50％的水體溫度在1.3～3.8℃之間，整體水溫平均為3.8℃。其中，太平洋平均為3.7℃，大西洋4.0℃，印度洋為3.8℃

海水表層的水溫，主要取決于太陽輻射和受氣溫的影響，因而低緯度海區水溫高，高緯度海區水溫低，高低之差可達30°C。水溫一般隨深度的增加而降低，在深1000米處的水溫約為4～5°C，2000米深處為2～3°C，深于3000米處為1～2°C。

大洋表面溫度的分布，冬夏明顯不同,2月份在太平洋中北緯 5～50度和南緯20～50度的海域，等溫線基本上和緯圈平行，但在黑潮區有高溫水舌指向東北；南緯10度的海域，有向東伸展的高溫水舌；南緯 5～15度的海域，有29°C的高溫區。北半球海水的最低溫度，可低于0°C;白令海、鄂霍茨克海和日本海北部的海水可以結冰；南部大洋海水的溫度，最低 可達1°C左右。夏季（8月），太平洋北緯23.5～40度、南緯15～60度海域，等溫線幾乎與緯圈平行，而赤道海域的等溫線呈舌狀分布：高溫舌從加羅 林群島附近向西南伸展；在北緯50～70度海域，為向東南伸展的低溫水舌。北太平洋的最低溫度為7°C；南大洋的最低溫度為-1°C,出現在南極附近的海 域。其他大洋的溫度分布雖各有特點，但其分布規律仍和太平洋相近。

二、海洋溫度及研究海洋溫度的意義

海水溫度是反映海水熱狀況的一個物理量。世界海洋的水溫變 化一般在-2℃—30℃之間，其中年平均水溫超過20℃的區域占整個海洋面積的一半以上。海水溫度有日、月、年、多年等周期性變化和不規則的變化，它主要 取決于海洋熱收支狀況及其時間變化。經直接觀測表明：海水溫度日變化很小，變化水深范圍從0—30米處，而年變化可到達水深350米左右處。在水深350 米左右處，有一恒溫層。但隨深度增加，水溫逐漸下降（每深1000米，約下降1°—2℃），在水深3000—4000米處，溫度達到2°—-1℃。海水溫 度是海洋水文狀況中最重要

的因子之一，常作為研究水團性質，描述水團運動的基本指標。研究海水溫度的時空分布及變化規律，不僅是海洋學的重要內容，而且對氣象、航海、捕撈業和水聲等學科也很重要。

三大洋表面年平均水溫約為17.4℃，其中以太平洋最高，達19.1℃，印度洋次之，達 17.0℃，大西洋最低，為16.9℃。水溫一般隨深度的增加而降低，在深度1000米處的水溫約為4～5℃，2000米處為2～3℃，深于3000米處 為1～2℃。占大洋總體積75％的海水，溫度在0～6℃之間，全球海洋平均溫度約為3.5℃。海水溫度還有日、月，年、多年等周期性變化和不規則變化

海水的溫度是海水溫度計上表示海水冷、熱的物理量，以攝氏度數表示。水溫升高或降低，標志著海水內部分子熱運動平均動能的增強或減弱。水溫的高低取決于輻射過程、大氣與海水之間的熱交換和蒸發等因素。

在大洋中，水溫的變化幅度不是很大，一般從－2℃到30℃，其中，75％的水溫為0℃到6℃，50％的水溫為1．3℃到3．8℃。

南極地帶的威德爾海是世界大洋中水溫最低的地方。在此處由于海水結冰，致使水的鹽度也增大，因而形成了冷而且密度大的下沉海水，并沿著海底向北部分布開來，形成了南極來源的底層海流。

從整體上來看，表層水溫最高的區域是位于北緯5°～10°之間。

海水溫度在垂直方向上的變化，總的來說是隨著深度的增加而降低。海水的深度與溫度的關系上存在著三層典型的結構：上層為混合層，深度為20～200米，此層中溫度是均勻變化的；其下一層叫溫躍層，此層溫度急劇下降；最下一層

位于溫躍層下，海水的溫度較平穩地下降。

海水溫度在垂直方向上的變化，總的來說是隨著深度的增加而降低。

海水的深度與溫度的關系上存在著三層典型的結構：上層為混合層，深度為20～200米，此層中溫度是均勻變化的；其下一層叫溫躍層，此層溫度急劇下降；最下一層位于溫躍層下，海水的溫度較平穩地下降。

1000米以下在0度左右

（一）海水熱量的收支狀況

1、 海水熱量收入：太陽輻射（主） 海水熱量支出：海水蒸發（主）

注意與陸地比較有何不同？ 答：陸地地面熱量支出主要方式是地面輻射。

2、 一年中，全球海洋熱量的收入和支出基本平衡，但不同海區、不同季節熱量收支不平衡。

A 不同緯度：教材70頁圖3.3 北半球海洋熱量收支隨緯度的變化可看出

低緯海區 熱量收入＞熱量支出，即海水吸收的太陽輻射大于海水蒸發的支出

副熱帶海區 熱量收入與熱量支出基本持平

中高緯海區 熱量收入＜熱量支出，即海水吸收的太陽輻射小于海水蒸發的支出

提問：從多年平均情況看，為什么低緯海區溫度沒有上升，而高緯海區溫度沒有下降？

答：因為低緯海區再通過洋流、大氣環流等方式把熱量輸往高緯度海區，從而保持各個海區溫度的相對穩定。

B 不同季節：如冬季到夏季過渡，熱量收入＞熱量支出，因而海水溫度上升

夏季到冬季過渡，熱量收入＜熱量支出，因而海水溫度下降

（二）影響海水溫度變化的因素

根本上是取決于熱量平衡的分布與變化

其它因素有沿岸地形、氣象、洋流等。

（三）海水溫度的分布規律

1、水平分布

不同緯度海區：由低緯向高緯方向遞減。（教材71頁圖3.5 溫度曲線 ）

同一緯度不同海區：暖流經過海區大于寒流經過海區。

同一海區：夏季高，冬季低。

2、垂直分布（教材70頁圖3.4）

上層海水 海水溫度隨深度增加而遞減（為什么？）

深層海水（1000米以下） 海水溫度隨水深變化不大，保持低溫狀態（為什么？）

答：海水的熱量主要來自太陽輻射；海水導熱率很低。

（四）海水對大氣溫度起著調節作用

由于海水熱容量大，海水溫度的變化比陸地溫度的變化小；海洋上空的氣溫變化比陸地上空的氣溫變化慢。

三、海洋溫度變化較小的原因

受比熱容的影響

你有這樣的經驗嗎？夏天，你赤腳在陽光下的地上、石板上，與赤腳在水中的感覺有何不同？相反，冬天，你赤腳在陽光下的地上、石板上，與赤腳在水中的感覺又有何不同？

——這就是海陸性質的不同產生的差異：陸地受熱快散熱也快，保溫性能差，你冷它更冷、你熱它更熱；海洋相反受熱慢散熱也慢，保溫性能較好，你冷它不會更冷、你熱它不會更熱。

所以：夏季陸地氣溫高于海洋，冬季海洋氣溫高于陸地。

而且，海洋的年最高氣溫和最低氣溫出現的時間也相應比陸地晚一個月：

最高氣溫北半球陸地7月、海洋8月；最低氣溫北半球陸地1月、海洋2月；

最高氣溫南半球陸地1月、海洋2月；最低氣溫南半球陸地7月、海洋8月。

陸地和海洋的比熱容不一樣。水的比熱是最大的，在接受外界熱量時候自身改變溫度最慢的，所以陸地溫度變化快，海洋溫度變化慢，兩者很難同時達到相同溫度

海陸熱力性質不同。

水的比熱最大。

在同樣受熱或冷卻的情況下，水的溫度變化要小些。

在受太陽照射條件相同時，白天沿海地區比內陸地區溫升慢，夜晚沿海地區溫度降低也少。

所以一天之中，沿海地區溫度變化小，內陸地區溫度變化大。

在一年之中，夏季內陸比沿海炎熱，冬季內陸比沿海寒冷。

海水溫度是海水的一個重要的理化指標。海水溫度實際上是度量海水熱量的重要指標。每天海水溫度都會隨著太陽的輻射而發生變化。大洋表層水溫每天變化很小。一般不會超過0.4℃。淺海的海水表層每天的溫度變化較大，常常可以達到3到4℃以上。海水表層溫度的每日變化會通過海水向更深層海水傳導，不過影響的最大深度不會超過50米。

表層水溫的每日變化的最高值和最低值出現的時間與太陽的輻射強度有直接的關系。每天中午12點左右是每天太陽輻射最強的時候，海水的最高溫度一般會在午后2點左右出現；每天夜間海水的溫度都會降低，到凌晨4點海水的溫度會下降到全天最低點。

為什么每天海水的溫度變化總是滯后于太陽輻射的變化呢？因為太陽輻射的熱量大部分用于蒸發海水，只有一小部分用于升高水溫，由于海水的比熱比空氣大得多。因此，水溫上升

的過程十分緩慢，出現了海水溫度最高值比太陽輻射最強時間滯后的現象。同樣，海水降溫的過程也進行得比較緩慢，形成了最低水溫要比太陽輻射的最弱時間晚得多得現象。

每年海洋表層水溫總是受到太陽輻射、海流和盛行風變化的影響。赤道和高緯度海區表層水溫的年變化相對比較小，一般為1到2℃，中緯度變化最大，尤其史在北緯35度附近，表層水溫年變化可以達到12℃。表層以下各層水溫的年變化比較小。海水越深，水溫越低，而且深層海水的水溫年變化幅度也越來越小。不過，在大洋底層的海水由于受到地殼內巖漿活動的影響，溫度會出現異常的變化。

三大洋表面年平均水溫約為17.4℃，其中以太平洋最高，達19.1℃，印度洋次之，達17.0℃，大西洋最低，為16.9℃。水溫一般隨深度的增加而降低，在深度1000米處的水溫約為4～5℃，2000米處為2～3℃，深于300D米處為1～2℃。占大洋總體積75％的海水，溫度在0～6℃之間，全球海洋平均溫度約為3.5℃。海水溫度還有日、月，年、多年等周期性變化和不規則變化。海水溫度常作為研究水團性質、鑒別洋流的基本指標。研究海水溫度的時空分布及其變化規律，不僅是海洋地理學的重要內容，而且對漁業、航海、氣象和水聲等學科也有重要價值。

四、海洋溫度變化小的意義

為什么說海洋水對大氣溫度有調節作用？

解析：大氣是從地表的熱輻射中獲得溫度的，地表是輻射熱能的儲存器，而占地表面積71％的海洋自然就成為大氣熱量的主要提供者。據計算，若把全球海洋100米厚的水層濕度降低1℃，所放出的熱量將使大氣溫度升高60℃。可見，海洋水溫度的變化對大氣溫度起著極深刻的影響。

由于地面和大氣全年從太陽輻射中所獲得的熱量很不均衡，春、夏兩季獲得的熱量多于失去的熱量，春季平均多為0.052卡/厘米2·分，夏季平均多為0.072卡/厘米2·分；而秋、冬兩季獲得的熱量又少于失去的熱量，秋季平均虧損0.044卡/厘米2·分，冬季平均虧損0.085卡/厘米2·分。這樣，海洋水就可以把春夏兩季儲存的熱量用于補嘗秋冬兩季的虧損，它在季節調節過程中所起的主導作用，使海水溫度變化比較平緩。而遼闊的海洋水面，龐大的海洋水體，其熱容量又比土壤大2～3倍，比巖石大5～7倍，比空氣大3000多倍，加之海水溫度的變化比陸地溫度變化要小得多，使海洋上空的氣溫變化比陸地上空的氣溫變化也緩慢得多。

因此，海水對大氣溫度起著明顯的調節作用。

夏天海洋比陸地溫度低，那它們為什么不發生熱傳遞使得溫度一樣

熱傳遞是需要時間和介質的！要想海陸溫度一樣不知道要等到猴年馬月啊

熱傳遞只發生在海岸，其實海陸間熱量交換是通過垂直環流實現的。

夏季陸地溫度高，空氣上升，高空流向海洋，到海洋上空下沉，低空由海洋流向大陸，即為海風。

冬季陸地溫度低，環流相反，為陸風。

因為地面與海水的比熱容不一樣