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第三章:測海象 (波浪與海岸地形 (沿岸海水流動 (沿岸流 (海水沿海岸而行 (受風向、坡浪及地形影響)), 離岸流 (由海岸向外海移動…
第三章:測海象
波浪與海岸地形
沿岸海水流動
沿岸流
海水沿海岸而行
受風向、坡浪及地形影響
離岸流
由海岸向外海移動
與風向、海岸地形及水流方向有關
突堤效應
海岸作用
下游方向-侵蝕
上游方向-堆積
波浪以垂直海岸線方向行進至岸邊
海岸線
彎曲、多灣、岬
海岬以侵蝕作用為主
海灣為堆積作用
平直
突出地區受侵蝕,凹入地區多堆積,海岸線轉為平直
海水深度量測
聲波速度:因海水溫度、鹽度和壓力的增加而增加
上層海域
因溫度降低,聲速隨水深增加而減小
深海
因壓力增大,聲速隨水深增加而增加
聲發頻道
位置
1公里
最小
由1公里向下傳遞
速度由小變大
由1公里向上傳遞
速度由小變大
測量水深的方法
1920年代後
單波束測深儀
多波束測深儀
測深儀
1920年代前
繩索量測
海底地貌
洋底盆地
大陸邊緣與中洋脊間的深海地區
深海平原
世界最平坦之處
深海丘陵
分布於深海平原向中洋脊一側
海底山
岩漿湧出可形成海底火山或海底火山島鏈,如:太平洋夏威夷島鏈、天皇海底火山群
大量岩漿也可形成海底火山高原,如:太平洋的安東爪哇高原
以太平洋中分布最為普遍
中洋脊
主要地形
側翼
距離脊頂愈遠,沉積物愈厚
轉型斷層與破裂帶
橫截脊軸的轉型斷層與向兩側延伸的破裂帶是中洋脊地形的明顯特徵
脊頂
位於板塊的擴張帶,是中洋脊最高的地方,有些會露出海面,如:冰島
三大洋中洋脊
太平洋
太平洋東南側
印度洋
呈現人字形
大西洋
大西洋中央
大陸邊緣
依坡度變化分
大陸坡
為大陸邊緣坡度最陡的地區
有許多海底峽谷,主要是由濁流沖刷而成
大陸緣積
位於大陸坡和洋底盆地之間
大陸棚
為大陸邊緣坡度最緩的地區
海溝
為板塊邊界
多數集中在太平洋
最深的海溝為馬里亞納海溝
最長的海溝為祕魯-智利海溝
依板塊活動度分
非活動性大陸邊緣
不在板塊邊界上
沒有火山與地震活動
別稱:太西洋型大陸邊緣
可明顯看到大陸棚、大陸坡與大陸緣積,有著寬廣平緩的地貌
活動性大陸邊緣
位在板塊邊界上
隱沒帶火山,淺、中、深源地震皆有
別稱:太平洋型大陸邊緣
大陸棚較窄,大陸坡較陡,大陸緣積被海溝取代
海洋地殼
構造
研究方法
直接
透過鑽井船鑽取岩心直接取樣
間接
利用震波在不同岩層中傳遞速度的快慢變化特性
結果
海洋地殼平均厚度7公里
海洋岩石圈組成
海洋地殼
玄武岩
震波波速4~5km/s
.
輝長岩
震波波速7km/s
.
沉積岩
震波波速2~4km/s
軟流圈之上的上部地函
橄欖岩
震波波速大於8km/s
...
岩層細縫中,有從軟流圈向上侵入後冷卻的玄武岩脈
海洋鑽探的成果
成果
重建古海洋史
將沉積物進行分析和定年
深部生物圈的發現
證實海底擴張和板塊構造學說
大西洋海底鑽探的取樣
天然氣水合物的發現
空前活躍的火山活動
利用氧原子的同位素比值測定
地球號
目標:鑽過海洋地殼下的莫荷面,達到地函
特性
地磁條帶
對稱於洋脊軸,有磁性倒轉的現象
海洋沉積物
沉積物以海洋生物殘骸為主
愈接近大陸,來自陸地的沉積物就會快速增加
孟加拉灣是海洋地殼上最厚的沉積層
地殼年齡
中洋脊處誕生新的海洋地殼,由地函熱對流把海洋地殼推向兩側,由中洋脊向兩側逐漸變老
大多於海溝處隱沒消失
最老的海洋地殼位於馬里亞納海溝
岩石圈厚度
離中洋脊愈遠,海洋岩石圈的厚度愈厚
海水溫度與鹽度的量測
量測儀器
溫鹽深儀
(拖曳式)溫鹽深儀
反轉式溫度計
溫鹽深儀
T
溫度
D
深度
由水壓換算可得知深度
C
導電度
可得知海水鹽度
海流的觀測
早期
追蹤漂浮物,推斷海流的流速
現代
浮標觀測
量測海流流速與流向
定點錨碇
某一固定點上隨時間變化的海流資訊
音響式都卜勒流剖儀
可不斷量測海流的瞬時流速,繪製出海域的流場分布
波浪及潮汐的觀測
波浪的觀測
觀測方法及儀器
浮球式波浪儀
量測波高、週期及波浪行進方向
海上觀測浮標
深水海域的波浪觀測
壓力計
記錄波浪起伏的海水壓力變化,適合淺水海域
音響式都卜勒潮位儀
早期藉航海者的目測回報
不精準
潮汐的觀測
用途:除了潮汐預報,也可用於討論全球暖化造成海水水位上升、氣候長期變遷研究
壓力計
浮筒式潮位儀
溫鹽圖
溫度、鹽度隨深度變化的圖,探討海水的垂直結構
用途
推論各層海流的大致方向
討論水團與水團間的混和情況
追蹤各層海水的來源
台灣周邊的海底地形
向東可連結琉球島弧,向南可連結呂宋島弧,海底深度西淺東深
東南部及南方海域
海脊、海槽、海溝
南海海盆與呂宋島弧交界處有馬尼拉海溝
東部海域
大陸坡、海盆
西南海域(澎湖群島南方)
大陸坡
斜坡底度與南海的海盆相連
東北部海域
海槽、海溝、島弧
琉球海槽
琉球海溝
沖繩海槽
西部海峽(台灣海峽)
大陸棚