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地理中图(2019)版 高一必修一
第五节 海水的性质和运动对人类活动的影响
地球上互相连通的广阔水域构成了海洋。洋是海洋的中心部分,约占海洋总面积的80%。世界上有四个大洋,即太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。海是海洋的边缘部分,主要分布在大陆的边缘(见图2-5-2)。
海水的性质主要指海水的盐度、温度和密度。从宏观上看,世界大洋的盐度、温度和密度分布的特征是:在表层大致沿纬向呈带状分布,即东西方向上的变化小,而在经向,即南北方向上的变化却十分显著﹔在垂直方向上,基本呈层状分布,且随深度的增加,水平方向上的差异逐渐缩小,深层海水的盐度、温度和密度分布均匀。
海水的性质
海水的盐度及其分布 海水最显著的特征是味道咸而苦涩,这是因为海水中含有氯化钠(约占海水中盐量的77.7%)、氯化镁(约占海水中盐量的10.9%)等多种盐类物质。如果把全球海水中的盐类物质分离出来平铺在陆地上,可使全球陆地平均高度增加约150米。海水中所含盐类物质的质量用盐度表示,即每1000克海水中所溶解的盐类物质的总克数,通常用千分数( ‰)表示。
世界海水的平均盐度为35‰,由于海水的盐度受多种因素的影响,因此不同海域的海水盐度是存在差异的。一般而言,降水稀少、蒸发强烈的海域海水盐度偏高,降水丰沛或有大量径流注入的海域海水盐度偏低。
表层海水平均盐度的纬度分布特征是:从赤道向两极呈马鞍形分布。赤道地区由于降水量大于蒸发量而盐度较低,南北半球的副热带海区是表层海水平均盐度的高值区域,自副热带海区向高纬度海区,盐度逐渐降低。在各海区中,红海盐度最高,超过40‰,波罗的海盐度最低,平均只有7‰~8‰。
海水的温度及其分布 海水热量主要来自太阳辐射,海水热量的主要消耗途径是海水蒸发。海水的温度取决于海水热量的收支状况。受太阳辐射影响,海水温度的时空分布有以下特征。
在水平方向上,表层海水温度表现为从低纬度地区向高纬度地区逐渐降低。
世界海洋8月表层海水温度分布图
在南北半球分布上,北半球海水等温线分布不规则,而南半球海水等温线近似平行于纬线。北半球水温略高于南半球同纬度水温。
世界海洋8月表层海水温度分布图
从等温线的疏密来看,不同温度性质的海流交汇处,海水温度梯度最大,等温线特别密集。
世界海洋8月表层海水温度分布图
表层海水温度随时间变化的特征表现为:在一年中,同一海域的表层海水温度,夏季高于冬季;在一天中,表层海水的最高温度出现在14—16时。
水温下降幅度先快后慢;大约在1000米处海水温度变化幅度变小。
海水的密度及其分布 海水密度是单位体积海水的质量,单位是g·cm3。海水的密度值为1.02~ 1.07g·cm3 。海水密度大小取决于温度、盐度和压力三个因素。
在水平方向上,表层海水密度主要受温度和盐度变化的影响。 赤道附近的海水温度高、盐度低,表层海水密度最小;向两极方向海水密度逐渐增大,在两极的寒冷海域出现密度最大值。
海水的性质对人类活动的影响
海洋面积广大,人们认识海洋,最直接的就是海水。海水是一个整体,它对人类活动有广泛、深刻的影响。
利用海水制盐,是与人们生活联系最密切的生产活动之一。中国主要的盐场有天津长芦盐场、台湾布袋盐场、海南莺歌海盐场等。
天津长芦盐场
台湾布袋盐场
海南莺歌海盐场
水是人类生产生活必需的自然资源,海水淡化可以解决人类目前面临的淡水资源短缺危机,促进人类社会的可持续发展。
曹妃甸工业区地处渤海中心地带,淡水资源短缺。目前,曹妃甸建有多个海水淡化工厂,在满足当地对淡水需求的同时也为周边城市提供淡化海水。
随着海水淡化技术的提高,海水淡化的成本大幅度降低,海水淡化的规模不断扩大。目前,世界海水淡化的日产量已达到2700万吨,并且还以每年10%~ 30%的速度增长。海水淡化已成为一些沿海国家和地区解决淡水短缺问题的有效途径之一。
海水温度的时空变化,对气象、航海、捕捞业等有深刻的影响。例如,热带海面生成的台风给沿海地区带来暴雨,引发洪水,也带来丰沛的降水。
海水密度变化对航行于海中,特别是深海中的探测船和潜艇有直接的影响,对设在海底的通信电缆也有重要的影响。
波浪 波浪是海水运动的一种形式,大多数波浪是在风吹过海面并将能量传递给水体时形成的。风越大,波浪也就越大。
由海底地震、火山爆发等引起的巨浪,我们称之为海啸,其破坏力极大。
海水的运动及其对人类活动的影响
波浪从风那里获得了能量,又在运动过程中不断地消耗能量,经历产生、发展和消亡的过程。波浪以其巨大的能量,在海岸附近进行着侵蚀和堆积作用。
波浪也有一定的利用价值,如利用波浪开展体育项目、发电等 。
潮汐 潮汐是海水在天体引潮力作用下产生的水位周期性涨落的现象。古人将白天的海水涨落称为潮、夜晚的海水涨落称为汐,合称潮汐。
潮汐是塑造海岸的主要动力。涨潮时,从广阔海面上涌入海湾的潮流把泥沙带进湾底;落潮时,又把一部分泥沙带回海中。在潮流进出海滩的过程中,强潮流冲刷海岸和滩面,弱潮流使泥沙沉积下来抬高和加宽滩面。
潮汐与人类的关系非常密切。海港工程,航运交通,军事活动,渔、盐、水产业,近海环境研究与污染治理等都与潮汐现象密切相关。永不休止的潮汐运动还蕴藏着极为巨大的能量,人们已经开始利用这种能量进行潮汐发电等生产活动。
潮汐发电原理
洋流 洋流也称海流,指海水沿着一定方向有规律的大规模流动。根据自身水温与所经海区水温的高低关系的不同,洋流分为寒流和暖流。洋流的水温比到达海区的水温高的为暖流,洋流的水温比到达海区的水温低的为寒流。
世界洋流分布图
洋流可以促进高、低纬度间热量的输送和交换,对全球热量平衡具有重要作用。洋流对沿岸气候的影响很大,暖流对沿岸的气候有增温加湿的作用,而寒流对沿岸气候有降温减湿的作用。
影响
2
北海渔场
北海道渔场
纽芬兰渔场
秘鲁渔场
洋流对于海洋生物资源有显著影响,在寒暖流交汇处,容易形成大型渔场。
洋流对海洋航运也有显著的影响,当海轮顺洋流航行时,航速要比逆洋流航行快得多。
另外,陆地上许多污染物随着地表径流进入海洋,洋流把污染物携带到更加广阔的海洋中,这样就扩大了污染的范围,但也能加快受污染海区的海水净化速度。
①扩大污染范围 ②污染物的扩散和净化
高纬度寒流带来冰山,威胁海洋航行安全
案例研究 海水中的盐类物质来自何方
一些人认为、海水中的盐类物质主要来自陆地。火山喷出的气体中的氯气和二氧化硫溶解于水,形成了氯化物和硫酸盐,富集于岩石中。陆地上的河流在流向海洋的途中,不断冲刷泥土和岩石,将其中可溶解的盐分带入了海洋。全世界每年都有十分可观的盐分被河流带入海洋。
人们通过分析海洋和河流中的各种矿物质、发现两者的物质组成差别很大。海洋中的盐类按其含量由多到少分别是氯化物、硫酸盐、碳酸盐,而江河中同样盐类的含量排列顺序刚好相反。在含盐的土壤或咸水湖中,氯化镁的含量比海洋中少,而硫酸钙和硫酸镁的含量却比海洋中多。
20世纪70年代,新发现的海底大断裂带上的热液活动又为人们提供了海水中盐类物质来源的新证据。海水通过各种裂隙和通道进入洋中脊地区的深层部位,被加热后形成温度高达300~ 350℃的热水,并溶入了大量矿盐,当它们涌出海底地面后,就将矿盐带入了浅层海水中,这种现象被称为热液活动。许多海洋科学家认为,海底热液活动是海盐的重要补充。
目前,科学家们对海水中盐类物质的来源仍然争论不休,要想彻底揭开这个谜,还需要进一步的研究。
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