密度流也稱異重流,是海流的一種。主要由重力和密度差異所引起靜壓力導(dǎo)致的高密度流體向低密度流體下方的侵入。
概念介紹
該術(shù)語多用于工程領(lǐng)域,比如鹽水從淡水下方侵入河口,湖底或海底因懸沙造成的高密度水所導(dǎo)致的水流。許多現(xiàn)象和大氣中冷鋒所伴隨的過程十分相似。
形成原因
引起密度差異的因素有溫度、溶解質(zhì)含量及混合物含量等,如工廠廢熱水排入河中形成溫差異重流,淡水與鹽水交匯形成鹽水異重流,河流挾帶泥沙形成的渾水異重流等。
由于各個(gè)海域接受太陽輻射強(qiáng)度的差異,便出現(xiàn)海水溫度不同、在低緯度的海水溫度高些。海水體積膨脹。海水密度就會(huì)變小,海面(等壓面)便會(huì)升高一些。而另一海區(qū)海水溫度相對(duì)較低,海面低些、在水平壓強(qiáng)梯度力作用下,海水就要向海面較低的海域流動(dòng)。另外,由于海水鹽度的差異,也會(huì)影響海水的密度,海水鹽度大,海水的密度也會(huì)增大(海面較低)。由于海洋溫度、鹽度的差異導(dǎo)致海水密度大小的不同,引起海洋水體的流動(dòng)便形成了密度流。
實(shí)際上地球上海水的流動(dòng),是海洋與大氣環(huán)境相互作用相互影響形成的,海洋向大氣輸送熱能,而大氣又向海洋施以動(dòng)能。海水在海水溫度、鹽度、大陸地形及地轉(zhuǎn)偏向力等諸多因素綜合影響下形成的有一定規(guī)律性的運(yùn)動(dòng)形式,不可能有單純的風(fēng)海流或密度流。
基本特征
鹽度特征
由于不同海域海水鹽度的差異形成的密度流,一般是表層海水由密度小(海面較高)的海域流向海水鹽度大的海域。專家們常以地中海為中心。地中海是全球中最大的陸間海,東西長約4000千米,南北寬約8100千米、總面積約250萬平方千米。
地中海夏季炎熱。海水蒸發(fā)強(qiáng)烈,海水鹽度平均為37‰,地中海中海鹽度高達(dá)39‰。相鄰的大西洋,海水含鹽量比地中海低,海水密度小。海平面較地中海高。促使大西洋的表層海水通過直布羅陀海峽進(jìn)入地中海。而地中海鹽度大的海水從底層流入大西洋進(jìn)行補(bǔ)償,進(jìn)行水體循環(huán)。
地中海與紅海相比,地中海的鹽度相對(duì)較小,這是因?yàn)榈刂泻1韺雍K梢酝ㄟ^蘇伊士運(yùn)河流入紅海。而紅海港應(yīng)從底層滾進(jìn)地中海進(jìn)行補(bǔ)償。
在印度洋鹽度較小的表層海水,通過霍爾木茲海峽淀入波斯灣,而波斯灣內(nèi)鹽度較大的海水,從底層通過海峽流入印度洋予以補(bǔ)償。
溫度特征
地球的海水溫度高的暖流主要分布在熱帶、亞熱帶的大洋西岸海域。除北太平洋暖流、北大西洋城往外,還有南太平洋網(wǎng)岸的東澳大利亞暖流、南大西洋西岸的巴西暖流、南印度洋西岸莫桑比克服溫和厄加勒斯暖流等。
全球海洋水是連續(xù)性的。暖流從熱帶流向寒帶,井要與從寒帶流出的寒流進(jìn)行水平補(bǔ)償或由上升流進(jìn)行垂直補(bǔ)償。
寒流基本上分布在大西洋的東岸。如北太平洋東摩的加利福尼亞寒流。北大西洋東岸的加部利寒流,在南太平洋東岸有秘·寒流,南大西洋東岸有奔格拉寒流,南印度洋東岸有西澳大利亞寒流等。
分類情況
按發(fā)生的位置,分為:
(1)上異重流,較輕流體在上面的流動(dòng),如河流淡水入海。(2)下異直流,亦稱“潛流”。較重流體在下面的流動(dòng),如渾水流入水庫,或海水沿河底上溯。(3)中異重流,三種不同密度的流體,介于兩種密度之間的一層插入其間的流動(dòng)。
大型漁場
由于洋流密度的不同,當(dāng)洋流向上翻滾時(shí),將海底沉淀的營養(yǎng)物質(zhì)翻騰到海洋表面,這樣就給海洋生物提供了大量餌料,有利于魚類的聚集與繁衍,從而形成大型漁場。
基本內(nèi)容
Density stream
洋流的一種
由于各地海水的溫度鹽度不同,引起海水密度的差異,使水面高度不同,從而導(dǎo)致海水流動(dòng)。如地中海蒸發(fā)旺盛,鹽度大,水面低,而相鄰的大西洋水面較高,于是大西洋表層海水經(jīng)直布羅陀海峽流入地中海,地中海海水由海峽底層流入大西洋。
密度流簡介
由于海水密度的水平方向的不均勻分布引起等壓面傾斜而產(chǎn)生的洋流,叫密度流。換句話說,密度流是海水本身的密度在水平方向上分布的差異起的。海水的密度取決于海水的溫度、鹽度和壓力,在水平方向的分布因地而異。例如,其一海區(qū)由于接受太陽的熱量多而溫度升高,體積膨脹,密度變小,海面(等壓面)會(huì)稍稍升高;在另一海區(qū)接受的太陽熱量少,密度相對(duì)變大,水溫變低,體積縮小,從而海面(等壓面)相對(duì)變低些。兩個(gè)海區(qū)間海面及其以下各層等壓面產(chǎn)生不同程度的傾斜,即海水內(nèi)部任意一個(gè)水平面(即等勢面)上壓力都不相同。在水平壓強(qiáng)梯度力的作用下,海水從壓力大的地方向壓力小的地方流動(dòng)。一旦海水開始流動(dòng),地轉(zhuǎn)偏向力立即發(fā)生作用,把本應(yīng)順?biāo)綁簭?qiáng)梯度力方向流動(dòng)的海水拉向右偏(北半球),直到地轉(zhuǎn)偏向力與水平壓強(qiáng)梯度力大小相等、方向相反時(shí),洋流便沿等壓面與等勢面的交線流動(dòng)了,洋流以等速前進(jìn),這時(shí)的洋流,叫做密度流。顯然,面對(duì)密度流的流向,左邊等壓面低,右邊等壓面高;左面密度大,右邊密度小。一般說,海水的鹽度變化范圍不大,而海水的溫度差別較大,因此海水的密度主要取決于海水的溫度,如果觀測者面朝流向,則其左邊水溫低,右邊水溫高(在南半球,上述方向則相反)。世界上最強(qiáng)大的洋流,如灣流、黑潮、本格拉海流,都屬于與海水密度分布有關(guān)的海流。
參考資料 >