自然科學概論報告

海洋

班級 : 夜四技資二忠

學號 : F9351127

姓名 : 吳必麒

老師 : 胡添進

洋流                  

洋流常被形容為「海洋中的河流」，是大洋中常年遵循著固定方向流動的大規模水流。

早在唐朝，中、日兩國的使節及憎侶東渡日本時，就會利用海流（黑潮）來加快航行的速度，而16世紀時，許多航行於大西洋的探險者，也發現了洋流的蹤跡。

海洋規律的循環體系和大氣循環一樣都是維持全球熱量恆定的重要機制，對海洋、陸地的環境及生態具有舉足輕重的影響。

洋流的成因:

表面洋流的形成多多少少都與風的作用有關，其他諸如海水水團的密度、鹽度、溫度，乃至地形及海面高度都會影響海水的流動。影響全球表層洋流的重要因素是風和地球自轉偏向力（科氏力）。

隨其成因的不同而有不同性質的海流:

吹送流: 固定風向的風持續吹過海面，其對海面施加的摩擦力造成海水的流動。

密度流: 因溫度、鹽度及所含懸浮物的不同，海洋內部的海水密度分佈得很不均勻，水壓的差異會導致海水的流動。                                           

傾斜流：海面因風、氣壓、降水或河水流入等原因而傾斜，其所引起的海流。因沿岸河水的流注，傾斜流多發生於近海。

補償流: 又分下降流、上升流，下降流多發生於表層海水會聚處，使得上層海水下降；上升流多發生在表層海水分散的地方，使下層的海水上升。上升流會把海面下二、三百公尺富含營養鹽的海水帶至表層，引來大量魚群而形成良好的漁場。

海洋的環流:

全球大氣環流所造成的盛行風(主要是指低緯度的信風和中緯度的盛行西風)常年吹拂海面，推動海水的漂流，並使上層海水帶動下層海水流動，形成海流。

赤道附近偏東的信風作用會使赤道洋面的海水往西方流，在陸地地形的阻礙及地球自轉篇向力的作用下，再分轉南北向，後在西風帶的作用下，水再順勢由西向東流，形成完整的主要環流系統。

通常海流由低緯度地區流向高緯度地區時，海流會較流過地區的海洋水溫高，故稱之為「暖流」（warm current）；反之，由高緯度地區流向低緯度地區的海流，則為「寒流」（cool current）。

海洋環流形成圖                                                                 

洋流的觀測:

海流的測量大致可分為兩種方式：

漂流法 ( drift method )

以海面的漂浮物體隨著海流漂動，間接推算海水的流向與流速。例如:船泊漂流、海流瓶、海流竿、深海漂筒。                          定點觀測法 (fixed current measurement)                         以某定點為觀測基準點,用海流計來直接測量海流。例如: 厄克曼海流計、照相海流計。

資料來源 : content.edu.tw/senior/earth/tp_ml/current/ cu-index.files/cu-text.htm   

潮汐

潮汐是海面週期性的升降運動，如果海水上漲的現象 發生在白天，就稱為「潮」；發生在晚上則稱為「汐」。

潮汐的原因: 航海的人都知道潮汐和月球的關係，但是沒有人可以提供令人滿意的理論來解釋每天兩次漲潮的原因。牛頓證明潮汐的形成是由於月球和地球的兩個不同端萬有引力不同所致。月球和地球較接近月球的一端所產生的萬有引力較強，而和遠離月球的一端所產生的萬有引力則較弱。這是因為距離增加，萬有引力減少的原因。

潮差的周期變化: 固定的地方每次的潮差都不一樣，其變化受到月球公轉位置的影響（即太陽、地球及月球三者的相對位置），因而與月球的盈虧有關。通常在朔、望後一、兩天的潮差最大，上、下弦前後的潮差最小。從台中站的潮汐記錄，可看出潮差大小的變化周期約為半個月。

潮汐的型態:                                                     半日潮：一日之內有明顯的兩次高潮與低潮變化。

全日潮：一日之內只有一次高潮和低潮的現象。

混合潮：為半日潮與全日潮間的混合型，每日高、低潮變化不像半日潮或全日潮那麼單純的變化，相鄰兩次漲潮的潮差有極為明顯的大小差異。

潮汐的影響:

沿海漁業:利用潮汐灘地或河口地區，以立竿式或懸掛式之牡蠣養殖，及文蛤、蚶、蜊等經濟貝類之養殖. 澎湖居民也嘗試利用漲、退潮時的水位變化，在海邊建構石滬來圍捕魚。

澎湖的石滬

潮汐發電: 潮汐是人類最早利用的海洋能源，北大西洋沿岸居民早就利用潮汐來推動磨坊轉輪，今日更利用乾、滿潮的潮差從事發電。

港區的營運: 船隻在航行或靠、離碼頭時，必需考率慮吃水的深度。當船隻吃水深度小於水深時，可以安全航行；一旦吃水深度大於水深，那就要等到接近漲潮，甚至在接近大潮時才能進出港口。巴拿馬運河連通大西洋與太平洋，傳隻通過時必需分段而行，每段都有水閘控制水位，以便船隻通行，東、西兩端需利用漲落潮之便以調整水位。

資料來源:content1.edu.tw/publish/007/material/ 428669/tidal/tidindex.htm  

海水的運動

海水受外力的影響，出現三種不同的運動，即波浪、洋流和潮汐，它們不但主宰著海岸地形的發育和氣候的變化，也深深制約著人類的活動。

(一) 波浪(wave)：就是海水的波動，主要由風力所引起，故稱風浪，其波峰尖銳，波長以數公尺至十數公尺為多，周期僅數秒，但暴風雨時，波高可以達到二、三十公尺。

(二)潮汐(tide)：由於日、月對地球的引力，致使地表的海水出現周期性升

降活動。其中，太陽雖然很大，離開地球卻甚遠，因此作用於海水的引力反而小於月球，僅得其46％。故當地球自轉時，朝向及背向月球的一面，將出現高潮﹔再自轉至和月球成直角關係時，潮水退至最低，成為低潮波浪的周期指的是前後兩個波峰經過同一地點的時間。

(三)洋流(ocean current)：一般而言，全球洋流系統以赤道為中心，南、北半球大致對稱。以北太平洋為例，熱帶出現由信風吹送向西流的北赤道流，在抵達大陸東岸後，一部分折回赤道成為向東流的亦道逆流。另一部分則轉向高緯，形成暖流「黑潮」。黑潮一直流到北緯40度附近，一方面和北方流下的寒流「親潮」相遇，一方面受西風影響成 。直到美洲西岸後，一部分流入寒帶，形成阿拉斯加暖流﹔另一部分轉向低緯，是為加利福利亞漂流。後者到達熱帶後再返回北赤道流，最後完成一個大循環。洋流給沿途地區帶來氣候上的調節。

影響波浪大小的因素

風的強度∼【風力愈大，波浪則愈大】

風的持續期﹝吹時﹞∼【風吹的時閒愈長，波浪愈大】

吹程∼【波浪在海面上傳送的距離愈長，波浪愈大】

資料來源http://hk.geocities.com/y2e429/wave_1.htm 

目前海水的溫度鹽度以及深度已改用鹽溫儀測量採水器單純的負責採取海水樣本以分析海水成分。目前最常使用是輪盤式採水器經常和鹽溫深儀連結在一起作業。

目前測量深度是使用聲納，他是利用聲波反射的原理。用聲波往返時間和聲速就能推算出海底深度。

1.      海水溫度，T,℃，應用BT(Bathythermograph)、熱阻計(Thermistor)，溫度計，熱紅外輻射儀(IR radiometer)等量測。

2.      鹽度，S, psu，海水樣本滴定或由鹽度計量導電度再計算S。

3.      氫離子濃度，pH,（無單位），利用化學滴定法，或用pH meter量測。

4.      懸浮物質，（重量百分比濃度或其他單位），利用透光度計或聲波裝置量測水中透光度或聲波散射回訊反算懸浮物濃度。

5.      葉綠素含量，利用螢光計量測再計算出葉綠素含量。

6.      海流（速、向），Knots, m/sec, degrees，利用船位漂移、浮標追蹤、漂流卡、瓶、流速計等。

7.      波浪（波高、波長、週期），m, m, sec，波浪計、波浪桿、目測。

8.      潮位，m，驗潮桿、潮位計等。

9.      其他參數包括海上氣象狀況、太陽輻射、降水、蒸發等等多屬海洋氣象範圍，亦為海洋觀測的項目。