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物理海洋學(英語:Physical oceanography)研究海洋與鄰近之大氣的各種物理性質,以及牽涉海洋所發生的各種物理現象。主要研究主題包括海流、潮汐、波浪、海水循環、海水及海底沉積物的物理性質、海水與大氣間的關係等。物理海洋學是海洋學的幾個子領域之一,其他包括海洋生物學[1]、海洋化學和海洋地質學。

物理海洋學可以細分為描述性海洋學和動態物理海洋學 。描述性物理海洋學旨在通過觀察和複雜數值模型研究海洋,描述儘可能精確的流體運動。動態物理海洋學則主要側重於控制流體運動的過程,強調理論研究和數值模型。 這些與氣象學共同是地球物理流體動力學(GFD)大型領域的一部分。

地理環境

地球約97%的水都在海洋之中。海洋是絕大多數水汽的來源,大氣中的水汽凝結,形成陸地上的降水。海洋巨大的熱容緩和了地球的氣候,吸收各種氣體影響大氣的組成 。海洋甚至透過海底變質作用影響火山岩的形成,以及隱沒帶產生的火山氣體和岩漿。

海洋的深度遠大於大陸的高度;由地球陸高海深曲線的測量表明,地球的平均海拔高度只有840米,而海洋的平均深度是3800米[2]。但相對於陸地,海底山脈和壕溝等極端情況比較少。

溫度、鹽度與密度

由於世界海洋絕大多數是深水,海水平均溫度較低,大約75%海洋體積的溫度為0°C至-5°。相同的百分比下的海水鹽度範圍在34-35 ppt(3.4-3.5%)。然而,表層海水仍然有很多變化。表面溫度範圍可以從熱帶海域約35°C,到極點附近降至冰點。鹽度可能在10至41 ppt(1.0-4.1%)之間變化 。

溫度的垂直結構可分為三個基本層,梯度低的表面混合層、梯度高的溫躍層,以及深水層。在溫度方面,海洋分層與緯度高度相依;溫躍層在熱帶地區明顯,但在極地水域不存在)。海水中的鹵素通常位於表面附近,蒸發會升高熱帶地區的鹽度,極地地區則因為融冰而稀釋。鹽度和溫度隨着深度的變化改變了海水的密度,形成斜密層。

視頻

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《海洋人物》第一集:物理海洋學「先導」——胡敦欣
物理海洋學導論

參考文獻