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3 測海象 (測海象 (海流觀測 (浮標觀測 (浮標上有GPS並串聯水下擋流裝置以帶動浮標漂動,由浮標位置推測海流流速與流向), 定點錨碇…
3 測海象
測海象
海流觀測
浮標觀測
浮標上有GPS並串聯水下擋流裝置以帶動浮標漂動,由浮標位置推測海流流速與流向
定點錨碇
以重錘固定在海床上,並裝有音響釋放儀,以聲音開鎖將儀器回收,可量測某一固定點上隨時間變化的海流資訊
早期多以航海者的回報、航行紀錄或追蹤漂浮物來推斷海流流向
音響式都卜勒流剖儀
多安裝於海床或船底,已發出聲波產生的都卜勒效應來推算海域的流場分布及瞬間流速,為現今最普遍的海流儀
波浪與潮汐觀測
波浪
壓力計
適合淺水海域,放置於海底紀錄波浪起伏所引起的水壓變化
浮球式波浪儀
以重物盡量固定於一定點,內有垂直加速儀、方向感應儀等儀器,浮球上則有天線將波高、週期、波浪行進方向等資料即時上傳
海上觀測浮標
原理與浮球式波浪儀幾乎相同,用來測量深水海域的波浪
音響式都卜勒流剖儀
改良後可測海流流速也可測波浪
潮汐
浮筒式潮位儀
利用浮筒隨水位的升降帶動滑輪組紀錄水位的高度變化
用途
除潮汐預報外,也可討論全球暖化和氣候變遷等議題
壓力計
將壓力計置於下方有一小孔的靜水井中,可濾除波浪的影響
溫鹽圖
用途
追蹤各層海水來源、推論各層海流的大致方向
溫鹽曲線的起始端和每一個轉折點都可視為水團,中間則為混合水,對比全世界已知的水團溫鹽值,可推論海水源於何處
定義
溫度、鹽度隨深度變化的圖,用來探討海水的垂直結構
波浪與海岸地形
沿岸海水流動
海水沿海岸行進行成沿岸流,會集則形成離岸流
突堤效應
上游方向堆積下游方向侵蝕
波浪傳向海岸時因水深變淺而折射,最後以垂直海岸線方向行進,使突出的海岸被聚焦侵蝕,凹處則堆積
溫度與鹽度測量
拖曳式溫鹽深儀
利用船後纜線牽引和機翼的調整,可上下量測航線垂直面上的資料
溫鹽深儀
以鋼纜電纜線施放,可即時上傳溫度鹽度等隨水深變化的情形,為今日最廣泛使用於海溫和鹽度的測量儀器,常與採水瓶一起使用
以離子測量導電度C並推算鹽度,以實用鹽度PSU為單位,以水壓D換算深度,並直接測量溫度T
反轉式溫度計
裝置於採水瓶外,反轉採水時會記錄該深度的水溫,是較正確測量海溫的開始,現今因較費時且測量深度有限而較少使用
水深測量
聲速的變化
水中的聲速會受溫度、鹽度和壓力的增加而增加,在上層海域主要受溫度降低而減小,深海區則主要因壓力增加而增加
聲發頻道
水深一公里處聲速最小,聲音被限制在此區域內傳播稱為聲發頻道
測深儀
用來側水深的聲納系統,安裝於船底,可分為單波數和多波速,後者是海床側繪的主要工具
海底地貌
洋底盆地
深海丘陵
位於深海平原向中洋脊一側,是中洋脊下沉冷卻但未被蓋滿的部分
海底山
常見於太平洋,岩漿湧出處可形成海底火山或海底火山高原
深海平原
世界最平坦之處,坡度小於0.06度,多深海沉積物
位於中洋脊與大陸邊緣之間的深海地區
中洋脊
地形
側翼
因中洋脊不斷擴張形成對稱性的側翼,離脊頂越遠則越厚
轉型斷層
轉型斷層與破裂帶是中洋脊的特徵,會將中央斷裂谷錯開一段距離,而太平洋板塊則因移動速度太快而無中央斷裂谷
脊頂
中洋脊最高的地方,位於板塊張裂帶,中央斷裂谷為岩漿上湧區
比較
太平洋
位於太平洋西南側,寬約兩千到四千公里,無中央斷裂谷
印度洋
呈現之字形,有中央斷裂谷
大西洋
位於中央,寬約一千到兩千公里,沿脊頂軸有中央斷裂谷
大陸邊緣
坡度變化
大陸緣積
位於大陸坡和洋底盆地之間,是由沉積物堆積而成的平緩地區,可達數公里厚,但並非所有大陸邊緣都有行程大陸緣積
海溝
長而窄的海底陷落帶,為板塊邊界,多集中在太平洋,最深的為馬里亞納海溝深達1.1公里,最長的則是祕魯智利海溝,長5900公里
大陸坡
大陸邊緣最陡區,平均坡度約4度,上有許多由濁流沖刷而成的海底峽谷,將陸緣沉積物輸入深海底
大陸棚
海岸向外海延伸被海水覆蓋的區域,為大陸邊緣最緩區,一般深100到200公尺,南極洲周為大陸棚最深,可到350公尺
板塊活動度
非活動性大陸邊緣
又稱太平洋型大陸邊緣,位在板塊邊界上,大陸緣積被海溝取代,具隱沒帶火山,淺、中、深源地震皆有
活動性大陸邊緣
又稱大西洋型大陸邊緣,不在板塊邊界,少火山地震,具大陸緣積
位於近陸側,佔海底面積約22%,多來自於陸地的沉積物
台灣周邊的海底地形
台灣島位於西太平洋島弧鏈上,東可連至琉球島弧,南可連到呂宋島弧,西淺東深,反映了歐亞板塊和菲律賓海板塊斜向碰撞的結果
台灣海峽為大陸棚,西南海域為大陸坡,東北、東南和南部海域接為海槽、海溝和島弧,東部海域則為大陸坡和海盆
海洋地殼
構造
研究方法
間接研究
利用震波在各岩層傳遞速度不同的特性觀側
直接研究
透過鑽井船鑽取岩心直接取樣
結果
海洋地殼厚約7公里,依序為沉澱物、玄武岩、輝長岩和橄欖石
組成
由上而下分別是平均約一公里厚的沉積物、一到兩公里厚的玄武岩、三到五公里厚的輝長岩、位於上部地函的軟流圈
鑽探成果
重建古海洋歷史
深部生物圈的發現
天然氣水合物的發現
空前活躍的火山活動
證實海底擴張和板塊構造學說
特性
地磁條帶
海底地殼的磁性條帶有磁性倒轉的現象,平行排列並對稱於中洋脊
海洋沉積物與厚度
海洋地殼上方會覆蓋海洋沉積物,並於靠近大陸時快速增加,大西洋兩岸的大陸邊緣有約五公里的沉積物,最厚的沉積層則出現在孟加拉彎,也因此離中洋脊越遠,岩石圈厚度越厚
地殼年齡
中洋脊產生新地殼,並由地函熱對流將較老的地殼推往兩側,老於兩億年的海洋地殼則在海溝處隱沒,最老的海洋地殼約1億8千萬年