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下Ch3測海象 (3-1測海象 (波浪與海岸地形 (海岸線彎曲 (突出的海岬:侵蝕為主, 海灣:堆積作用), 沿岸水流流動 (沿岸流…
下Ch3測海象
3-1測海象
海流
的觀測
早期
根據
船隻航行記錄繪製海流圖
追蹤漂浮物
:類似
瓶中信
的方法,可推斷
海流速度
現在
定點錨碇
測量
某一固定點上隨時間變化的海流資訊
音響釋放儀
、回收時
聲音遙控
開鎖
音響式都卜勒流剖儀
不斷測量海流的順時流速
,皆由所探測的資料
繪製海域的流場分布
,目前
研究船的基本設備
安裝於
研究船底部或固定於海床上
現今最普遍
的海流儀
浮標觀測
浮標位置的移動
推測海流
流速與流向
海面為浮標,水面下以纜繩串連
水下擋流裝置
波浪
的觀測
浮球式波浪儀
量測
波高、週期及波浪前進方向
垂直加速儀、方向感應儀
海上觀測浮標
深水
海域的波浪觀測
壓力計
放置於
海底
,記錄儲存
波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
早期藉
航海者目測
回報
涵蓋
範圍廣
但
較不精確
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
追蹤各層海水的來源、推論各層海流的大致方向
,並可討論
水團間的混合情況
潮汐
的觀測
通常以觀測
當地海水水位變化
代替
壓力計
壓力計下方留一個小孔的
靜水井
,可讓
海水緩慢進出
,濾除
波浪
影響
浮筒式潮位儀
利用
浮筒隨水位升降來帶動滑輪組
,紀錄水位的高度變化
除
潮汐預報
,同時也可用於討論
全球暖化造成水水位上升、氣候長期變遷
等研究
海水
溫度與鹽度
的量測
測量儀器
溫鹽深儀(CTD)
今日最廣泛
用於量測
海溫與鹽度
,
海洋研究船的基本配備
之一
與
採水
瓶一起使用
以
鋼纜電纜線
施放
SeaSour(
拖曳式
)溫鹽深儀
利用
船後纜線牽引
如同
小飛機機翼
的調整,不停
上下測量
,獲取
航線垂直面上
的完整資料
反轉式溫度計
費時
,測量
深度有限
現今
較少使用
裝置於
南森瓶(採水)外作業
溫鹽深儀
溫度(T)
導電度(C)
鹽度
海中鹽類以
離子
方式存在
不直接測量
鹽度值,以
實用鹽度(PSU)
為單位
水壓(D)
深度
每
深10公尺
,約增加1大氣壓
波浪與海岸地形
波浪的侵蝕及堆積
為海岸地形地貌變化的
最主要因素
波浪傳向海岸時因
水深變淺
的影響而產生
折射
,最後以
垂直海岸線方向行進
至岸邊
受
波浪、海流
等海水運動影響而呈現多樣面貌
海岸線彎曲
突出的海岬:侵蝕為主
海灣:堆積
作用
沿岸水流流動
沿岸流
受
風向、波浪及地形
影響
離岸流
與
風向、海岸地形及水流方向
有關
凸堤效應
上游:堆積
下游:侵蝕
海水深度的測量
僅
近岸淺海
可藉由
光學原理遙測衛星
的影像資料判斷
影響水深量測
的重要因子
上層
海域
因
海溫隨身度增加而減少,故聲速隨水深增加而減小
深海
溫度變化幅度減緩,主要因素變成
壓力
聲波速度
因海水
溫度、鹽度和壓力
增加而增加
發聲頻道
聲速在
水深1公里處最小
ˋ,聲音被限制在這區域內傳播
衛星雷達遙測
因
電磁波無法穿透海水
,至今
仍無應用
在海水深度的量測,大多需
依靠船隻出海測量
方法
1920年代前
繩索量測
範圍:點
1920年代後
測深儀:聲納系統
單束波
測深儀
多束波
測深儀
海床測繪的主要工具
範圍:面
3-2海底地貌
洋底盆地
位於
中洋脊與大陸邊緣之間
的深海地區,占海洋總面積的
45%
,深度介於
4000-6000公尺
之間
地形
深海丘陵
崎嶇
表面
未被沉積物蓋滿
海底火山、島鏈、高原
岩漿湧出
形成
深海平原
世界
最平坦
中洋脊
全球
海底地形圖上最顯著
的地形
世界
最大最長的火山山脈
,目前還在
不斷冒出岩漿
山脊寬度超過1000公里
,約占海洋總面積的
33%
地形:
脊頂、側翼、轉形斷層和破裂帶
大陸邊緣
陸地與洋底盆地間
廣闊的過度地帶,占海洋總面積約
22%
依
板塊活動度
可分為
非活動性和活動性
非活動性
有
寬廣且較平緩
的地貌
活動性
太平洋
周圍地帶
地形:
大陸棚、大陸坡、大陸緣積
台灣
周圍主要海底地形有
大陸棚、大陸坡、海脊、海槽、海溝及洋底盆地
依
地理位置和深度
主要可畫分成三大地形:
大陸邊緣、洋底盆地、中洋脊
3-3海洋地殼
磁性異常條譜平行排列
在中洋脊兩側,對稱於
洋脊軸
,成為
海底擴張
最有利的證據
海洋岩石圈
海洋地殼+軟流圈以上的上部地函
,地表面積
3/5
都屬海洋岩石圈
海洋地殼
的三種
岩性
第二層:
玄武岩
第三層:
輝長岩(緩慢凝固)
第一層:
沉積物
上部地函:橄欖岩
大陸邊緣
附近
沉積物較厚
海洋鑽探成果
雖
未鑽透莫荷面
,但
獲取了各大洋地殼與沉積物標本
證實
海底擴張
和
板塊構造
學說
大西洋海底鑽探
的取樣與定年分析發現
重建
古海洋歷史
將沉積物中的
海洋微體化石
與
沙塵
的成分進行分析和定年
提供
白堊紀末期恐龍大滅絕
以及
地中海曾經一度乾涸
的證據
深部生物圈
的發現
水深數千公尺的
海床底下800公尺
仍活躍著大量的
微生物
天然氣水合物
的發現
海床下數百公尺的沉積物中所含
可燃燒的冰塊
(天然氣水合物),估計可成為
21世紀最具經濟潛力
的能源
空前活躍的火山活動
在
太平洋和印度洋
深海底有若干高出周圍海床的
海底火山高原
海底火山的上部主要由
白堊紀時代的玄武岩流
構成
大量
玄武岩
顯示白堊紀曾出現空前活躍的火山活動
火山
釋放出大量二氧化碳
加劇溫室效應
2005年
日本的地球號
海洋鑽探船已開始執行任務,致力於研究環境變化,且將要
穿過海洋地殼下的莫荷面,到達地函
離中洋脊愈遠
的海洋
岩石圈厚度愈厚
中洋脊
誕生,
新形成的會把較早生成的推向兩側
,因此海洋地殼的年齡由中洋脊
向兩側逐漸變老