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測海象 (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, 受方向、波浪及地形影響), 離岸流 (由海岸向外海流動,…
測海象
測海象
波浪與海岸地形
波浪傳向海岸時,因水深變淺的影響,波浪產生折射,最後波浪以垂直海岸線的方向行進岸邊
沿岸海水流動
沿岸流
海水沿海岸而行
受方向、波浪及地形影響
離岸流
由海岸向外海流動
與風向、海岸地形及水流方向有關
波浪的侵蝕及堆積作用是海岸地形變化的主要因素
突堤效應
上游方向→堆積
下游方向→侵蝕
海岸地形受到波浪、海流的影響
海流觀測
定點錨碇
可量測某一個固定點上隨時間變化的海流資訊
浮體與重錘將纜繩固定於海床上
音響式都卜勒流剖儀
不斷量測海流的瞬時流速,可繪製出海域的流場分布
安裝於研究船底或固定於海床上。儀器利用聲波的反射,產生的都卜勒效應推算海流流速
浮標觀測
由浮標位置的移動,測海流流速與流向
浮標上裝有無線電或衛星電話及全球定位系統,纜繩串連水下擋流裝置
海波及潮汐的觀測
海波觀測
浮球式波浪儀
浮球下方連接重物,使浮囚能固定於海上某一點,浮球內置有儀器,浮球上的天線可將資料即時傳回岸上基地
量測波高、週期、波浪前進方向
海上觀測浮標
原理與浮球市波浪儀近乎相同
深水海域的波浪觀測
壓力計
放置於海底,紀錄儲存海浪起伏所引起的水壓變化
適合淺水海域
音響式都卜勒流剖儀
經改良,易可測波浪
潮汐觀測
壓力計
將壓力計放置在一個下方留有一個小孔的「靜水井」中,小孔可以讓海水緩慢進出,濾除波浪的影響
浮筒式潮位移
利用浮筒隨水位的升降來帶動滑輪組,而記錄下水位的高度變化
溫鹽圖
定義:溫度、鹽度隨深度變化的圖,用來探討海水的垂直結構
用途:追蹤各層海水的來源、推論各層海流的大致方向、討論水團與水團間的混和情況
海水深度的測量
聲發頻道
1km聲速最小
由1km向下傳遞→聲速變大
由1km向上傳遞→聲速變大
測量方法
單波束測深儀
由單個聲波感應器完成發射和接受動作,只能獲得單筆資料
多波束測深儀
同一時間可產生許多聲波波束,得到許多測點的水深值
海水溫度與鹽度測量
測量儀器
溫鹽深儀(CTD)
方法
以鋼纜電纜線施放,資料即時傳輸至船上實驗室
今日最廣泛用於量測海溫與鹽度的儀器
由電子儀器直接量測個深度的溫度、壓力、導電度
SeaSoar(拖曳式)溫鹽深儀
利用船後由纜線牽引如小飛機機翼的調整,可不停上下量測資料,獲取行線垂直面上的完整資料
反轉式溫度計
方法:
裝置於南森瓶外一同作業,當瓶反轉採水,溫度計會記錄該深度的海水
缺點
費時,可測量深度有限
海底地貌
大陸邊緣
大陸坡
坡上有許多海底峽谷,向下直到海底盆地
海底峽谷主要是由濁流沖刷而成,為陸緣沉積物輸入海底的重要通道
是大陸邊緣坡度最陡的地區,平均坡度約4度
大陸緣積
位於大陸坡和洋底盆地之間,是由沉積物推積的平緩帶
非所有大陸邊緣都有大陸緣積
大陸棚
水深100-200公尺
南極大陸棚最深,可達350m
寬度可從幾公里至超過400公里以上
大陸棚為大陸邊緣坡度最緩的地區
海溝
海溝比相鄰洋底盆地深2-4公里
最深的海溝為
馬里亞納海溝
,位於西太平洋關島附近,最深處超過11公里
海溝多數集中在太平洋
最長的海溝是南美洲西側的秘魯-智利海溝,全長約5900公里
海溝是長而窄的海底陷落帶,為板塊邊界
活動型板塊
隱沒帶火山,淺、中、深源地震都有
大陸棚較窄、大陸坡較陡,大陸緣積被海溝取代
位在板塊邊界上
主要分布於太平洋周圍
非活動型板塊
不在板塊邊界上,無火山、地震
可明顯看到大陸棚、大陸坡、大陸緣積,有寬廣且平緩的地貌
大西洋、印度洋、北極海及南極洲大部分周緣地帶
洋底盆地
深海丘陵
分布於深海平原向中洋脊一側
為中洋機隨板塊移動因冷卻而下沉變深,
但崎嶇的表面上未被沉積物蓋滿的部分
海底山
大量岩漿可形成海底火山高原
大洋中的海底山以太平洋中分布最普遍
岩漿湧處可形成海底火山或海底火山島鏈
深海平原
世界最平坦之處
深海沉積物來源
中洋脊
三大洋中洋脊比較
主要地形
脊頂
中洋脊地型區最高的地方,高出兩側洋底盆地
脊頂位於板塊的擴張帶,中央斷裂谷為岩漿上湧區
側翼
在脊頂和洋底盆地間因洋脊不斷往兩側擴張,形成對稱性的側翼
側翼上的沉積物距脊頂愈遠,厚度愈厚
轉型斷層及破裂帶
中央斷裂谷被轉形斷層錯開一段距離
太平洋板塊移動速度是三大洋最快的,沒有足夠時間發育張裂地塹,
因而脊頂無中央斷裂谷的存在
台灣周邊海底地形
海洋地殼
海洋鑽探成果
深部生物圈的發現
天然氣水合物的發現
重建古海洋歷史
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
有磁性到轉的現象,對稱於洋脊軸
海洋沉積物
當海洋地殼逐漸移近大陸,來自陸上的沉積物會快速增加
大西洋大路邊緣附近,大都有超過5公里厚的沉積物
主要以海洋生物殘骸和泥砂為主
北印度洋孟加拉灣承接西藏高原沖刷下來的大量沉積物,其沉積層厚度超過20公里,是海洋地殼上已知最厚的沉積層
地殼年齡
老於2億年的海洋地可大都在海溝處隱沒消失
最老的海洋地殼的年齡約1億8千萬年,位於西太平洋馬里亞納海溝東側
中洋脊處誕生新的海洋地殼,藉由地函熱對流把較早生成的海洋地殼向兩側
岩石圈厚度
離中洋脊愈遠,海洋岩石圈的厚度愈厚
構造
研究方法
透過鑽井船鑽取岩芯直接取樣
海洋地殼平均厚度約7公里,主要分三種岩性
第一層:沉積物
第二層:玄武岩
第三層:輝長岩
利用震波在不同岩層中傳遞速度得快慢變化特性
組成
海洋岩石圈
海洋地殼
玄武岩1-2公里厚(波速:4-5km/s)
輝長岩3-5公里厚(波速:7km/s)
沉積物0-1公里厚(波速2-4km/s)
軟流圈之上的上部地函
橄欖岩(波速:>8mk/s)