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海洋表层海水和深层海水(表层海水与深层海水的温差)

来源:www.ascsdubai.com   时间:2023-06-21 04:58   点击:222  编辑:jing 手机版

1. 表层海水与深层海水的温差

在远离陆地的大洋中,海水温度分布主要受纬度位置影响。在靠近海岸的海域,海陆分布可以影响海水的温度。靠近陆地的海域有南北方向流动的洋流,海陆之间存在热力差异,气温与水温相互影响。

太平洋是世界上最温暖的大洋,表层海水温度高于其他各大洋。年均温在20℃以上的洋面约占太平洋总面积的88% ,其中年均温在25℃以上的面积约达35%。太平洋与其他大洋一样,其海水温度升高的热力来源主要是太阳辐射,因此,表层海水水温分布理应呈与纬线平行的带状分布。

但由于有陆地的存在、洋流性质的不同、气压风向的不一样,使表层水温分布另有特点。 从高低纬度来看,赤道附近年平均水温为25℃~28℃,愈向高纬水温愈低,等温线走向基本上与纬线一致。

从东西部来看,在南北纬40°间,东部等温线受寒流影响向低纬弯曲,西部等温线受暖流影响向高纬弯曲,即东部沿岸水温低于同纬度西部

沿岸之海水温度;在北纬40° ~60°,东部沿岸海水等温线受暖流影响向北弯曲,西部沿岸受寒流影响而向南弯曲,即东部沿岸的海水温度高于同纬度西部沿岸海水温度。

而且在北纬45。~50°和南纬50° ~60°,海水等温线的分布特别密,这主要是寒暖流交汇处温差变化大的缘故。从南北太平洋来看,南太平洋表层水温要低于同纬度北太平洋表层的水温1℃ ~2℃,这主要是海陆分布形势使北太平洋受北冰洋影响小,而南太平洋受南极影响大的缘故。

从太平洋冬夏水温变化来看,太平洋西部,由于受亚洲大陆的季风和人海径流水温的影响,表层水温具有明显的季节变化,冬冷、夏热。

2. 表层海水温度与什么有关

八月份世界海洋表层水温的分布呈现出有赤道附近海域向南北两极附近海域降低的特点;同纬度海域,中低纬度海域西部水温高于东部;较高纬度海域大洋东部水温高于西部。 影响海洋表层水温分布的主要因素是纬度位置和洋流。

低纬度海洋正午太阳高度比较大,太阳辐射强,海水温度高,高纬度海洋太阳辐射弱,水温低。

同纬度海洋中低纬度大洋西部是暖流,东部是寒流;较高纬度海洋大洋东部是暖流,西部是寒流。暖流水温高于同纬度寒流水温。

3. 表层海水和深层海水

海洋分为三层:“海洋表层水”为水深200米以上的海水;“海洋中深层水”为水深200米~700米之间的海水;“海洋深层水”为水深900米以下的海水。从海洋学的理论上讲,在大陆架外部海域的补偿深度(即海洋植物发生光合作用的极限深度,一般认为以200米为其极限值)以下,便可称为“海洋深层”(无光层)。反之,浅于200米以上的海水则称之为“海洋表层”(有光层)。全世界海洋的平均水深为3800米,从海洋学理论广义上讲,地球上的海水有95%为海洋深层的海水。由于有光层与无光层并没有一个明显的界限,实际上在海洋表层和“海洋深层”之间还存在着一个过渡层,即“海洋中层”。

4. 表层海水与深层海水的温差大吗

海水温差能  海水温差能是指涵养表层海水和深层海水之间水温差的热能,是海洋能的一种重要形 海洋能式。

低纬度的海面水温较高,与深层冷水存在温度差,而储存着温差热能,其能量与温差的大小和水量成正比  温差能的主要利用方式为发电,首次提出利用海水温差发电设想的是法国物理学家阿松瓦尔,1926年,阿松瓦尔的学生克劳德试验成功海水温差发电。

1930年,克劳德在古巴海滨建造了世界上第一座海水温差发电站,获得了10kW的功率。

  温差能利用的最大困难是温差大小,能量密度低,其效率仅有3%左右,而且换热面积大,建设费用高,目前各国仍在积极探索中。

5. 表层海水与深层海水的温差是多少

6种方式

1.水力发电

  水力发电的基本原理是利用水位落差 ,配合水轮发电机产生电力,也就是利用水的位能转为水轮的机械能,再以机械能推动发电机,而得到电力。

2.火力发电

  火力发电指利用可燃物(中国多为煤)燃烧时产生的热能,通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。

3.核能发电

  利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能。

4.风力发电

  风力发电原理是利用风力带动风车叶片旋转,再通过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。

5.太阳能发电

  太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式,其中,光电利用(光伏发电)是近些年来发展最快,也是最具经济潜力的能源开发领域。

6.海洋能发电

  用海洋所蕴藏的能量发电。海洋的能量包括海水动能(包括海流能、波浪能等)、表层海水与深层海水之间的温差所含能量、潮汐的能量等(见潮汐电站、海洋能电站)。 海洋能通常指蕴藏于海洋中的可再生能源,主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等。

6. 表层海水和深层海水温度关系

这是因为,在太阳光照射之下,水表层温度升高比较快,而水的比热大、又是热的不良导体,所以水体中下层温度变化缓慢、微小。距离水面越远(水越深)温度变化越小,水底温度比较水面温度要低。

海水温度在垂直方向上的变化,总的来说是随着深度的增加而降低。海水的深度与温度的关系上存在着三层典型的结构:上层为混合层,深度为20~200米,此层中温度是均匀变化的;其下一层叫温跃层,此层温度急剧下降;最下一层位于温跃层下,海水的温度较平稳地下降。 海水会小于零度,但是:第一,水是热的不良导体,这点我们都已经知道了;第二,水的比热容是地球上最大的物质,降温和结冰要放出巨大的热;第三,降温时,温度是从海面上开始下降的,那么降到海底要有非常多的水来降温,第四,深层海水的压强非常大,导致了水的体积要缩小它会使海水更不容易结冰。

7. 表层海水与深层海水的温差增大,海水垂直对流交换

对流 convection 流体(气体或液体)通过自身各部分的宏观流动实现热量传递的过程。因流体的热导率很小,通过热传导传递的热量很少,对流是流体的主要传热方式。对流可分为自然对流和强迫对流。流体内的温度梯度会引起密度梯度,若低密度流体在下 ,高密度流体在上, 则将在重力作用下自然对流。冬天室内取暖就是借助于室内空气的自然对流来传热的,大气及海洋中也 存在自然对流 。 靠外来作用使流体循环流动,从而传热的是强迫对流。

8. 表层海水与深层海水热量交换

温度高分子活跃、膨胀增加密度变小。如果气体在一个容器内,无论温度怎么变化,只要还是气体的话,密度是不变的。如果不在容器内,就拿空气来说,温度高了,气体分子运动速度快,分子间距加大了,那么密度自然就变小了。

海水密度主要取决于海水的温度和盐度分布情况。赤道区温度最高,盐度较低,因而表层海水密度最小,约为1.0230 g/cm。由赤道向两极,密度逐渐增大。在副热带海域,虽然盐度最大,但因温度下降不大,仍然很高,所以密度虽有增大,但没有相应地出现极大值。海水最大密度出现在寒冷的极地海区,如在南极海区,密度可达1.0270g/cm以上。

对于固定深度来讲,海水密度只是温度和盐度的函数。因此,随着深度的增加,密度的水平差异与温度和盐度的水平分布相似,在不断减小,至大洋底层则已相当均匀。

海水的温度决定于辐射过程、大气与海水之间的热量交换和蒸发等因素。大洋中水温为 -2℃至30℃;深层水温低,大体为-1℃至4℃。大洋表层年平均水温:太平洋最高,为19.1℃;印度洋次之,为17.0℃;大西洋最低,为16.9℃。

9. 表层海水的水温一定高于海洋深处的水温吗

水下的温度与水上的温度有区别。水下的温度比水上的温度要低一些。尤其在深海,海底水温和海面的水温温差较大。水面上受阳光照射强度大,水面温度高。水下阳光照射较弱,温度较低。冷水的密度大,向下沉。温水密度较小,向上浮。由于水的這一特性,水面上的温度高,水下的温度低。

10. 表层海水与深层海水的温差范围

海水温差发电是一种可再生能源,主要是利用表层海水与深层海水的温度不同来进行发电。

☞工作原理

海洋温差发电是利用热交换的原理来发电。首先需要抽取温度较高的海洋表层水,将热交换器里面沸点很低的工作流体(working fluid,如氨、氟利昂等)蒸发气化,然后推动涡轮发电机而发出电力;再把它导入另外一个热交换器,利用深层海水的冷度,将它冷凝而回归液态,这样就完成了一个循环,周而复始的工作。

在热交换技术平台,目前有封闭式循环系统、开放式循环系统、混合式循环系统等,其中以封闭式循环系统技术较成熟。而在地点的设置上,则有岸基式、离岸式差别。

☞封闭式循环系统

随着海水深度的变化,表层海水受到阳光照射,吸收能量而温度较高;而在海平面200米以下,阳光几乎无法到达,因此温度较低。海水深度越深,其温度也就越低。海水温差发电时,需抽取表层温度较高的海水,使热交换机内的低沸点液体〈例如氨〉沸腾为蒸气,然后推动发电机发电,再将其导入另一热交换机,使用深层海水将其冷却,如此完成一个循环。

☞开放式循环系统

将表层海水引入真空状态的蒸发槽中,因低压下水的沸点极低而沸腾为水蒸气,再引至凝结槽,以深层海水使之凝结为水。此过程中会在蒸发槽与凝结槽之间因压力差因而形成蒸汽流,在其间加上涡轮机即可发电。另外,使用开放式循环系统发电会在凝结槽中形成淡水,可供使用。排出的淡水,这是它的有利之处。

☞混合式循环系统

开始时类似开放式循环,将温暖的海面水引进真空容器使其闪蒸成蒸气,蒸气再进入氨的蒸发器(vaporizer),使工作流体(氨)气化来转动涡轮机发电,如同封闭式循环一般,因此混合式循环兼具开放式循环与封闭式循环两者的特性。

☞岸基式温差发电厂

建置深海水管,将深层海水取至岸边发电厂,此过程容易使冷水管之温度上升,从而使发电效率更低,另外深海抽水管的建置难度较高。

☞离岸式温差发电厂

发电厂建置在海上作业平台上,将深层海水抽取至作业平台,温水与冷水的交换在海上作业平台上完成发电,再由电缆供电至岸边。离岸式海上作业平台类似钻油平台,因此水下作业需要锚固深海海底及锚定电缆。其优点是发电效率相对较高,可降低发电成本。

☞优点

不消耗任何燃料

无废料

不会制造空气污染、水污染、噪音污染

整个发电过程几乎不排放任何温室气体,例如二氧化碳

全年且一天中所有时间段皆可发电,十分稳定

副产品是淡水,可供使用

☞缺点

资金庞大

发电成本高

深海冷水管路施工风险高

影响周遭海域生物的生存权

11. 表层海水温度的变化特点

世界海洋的水温变化一般在-2℃—30℃之间,其中年平均水温超过20℃的区域占整个海洋面积的一半以上。海水温度日变化很小,变化水深范围从0—30米处,而年变化可到达水深350米左右处。

在水深350米左右处,有一恒温层。但随深度增加,水温逐渐下降(每深1000米,约下降1°—2℃),在水深3000—4000米处,温度达到2°—-1℃。

影响海水温度的因素:

1、纬度:不同纬度得到的太阳辐射不同,则温度不同。全球海水温度分布规律:由低纬度海区向高纬度海区递减。

2、洋流:同纬度海区,暖流流经海水温度较高,寒流流经海水温度较低。

3、季节:夏季海水温度高,冬季海水温度低。

4、深度:表层海水随深度的增加而显著递减,1000米以内变化较明显,1000米——2000米变化较小,2000米以常年保持低温状态

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