海面地形(英語:ocean surface topography),也稱為海洋動力地形(英語:ocean dynamic topography),是指平均海面相對于大地水準面的起伏。這種起伏的程度通常在±1米之間,大致僅相當于大地水準面起伏的百分之一。海面地形及其形成機制在大地測量學和海洋學研究中具有重要意義,可以通過幾何水準法、水文法和重力-衛星測高法等方法進行研究。
簡介
海面地形是描述海面穩態動力起伏的一個概念。它是指平均海面相對于某一等位面(大地水準面)的傾斜。平均海面可視為無干擾的穩態海水面,它相對于大地水準面的高,稱為穩態海面地形,簡稱海面地形。對近岸海域海面地形的測定,可采用大地水準聯測法,即以某一驗潮站的平均海面作為高程起算的重力等位面(大地水準面),再以精密水準聯測其他各站的平均海面高程,其差值即為海面地形。在大洋海域,可采用海洋水準方法或衛星測高方法測定海面地形。海面地形資料不僅用于研究海洋大地水準面,還能用于深海潮汐、海洋形態以及海流等的研究。
重要性
按大地測量學的傳統觀點,認為平均海面與大地水準面吻合,但實際兩者之間存在差異,其值可達3~4米,此差異即海面地形。因此,在精度為10量級的常規大地測量中,可不予顧及,但對于海洋測量和精度超過10的高精度大地測量,就必須考慮它的影響。
地形研究
海面地形及特點
①南高北低,東高西低;②南北海面地形高程最大高差約70cm;③黃、渤海海面地形和華南沿海海面地形較為平緩,東海海面地形起伏較大;④華南沿海地平線高程較為一致。
形成機制
中國近海海面地形的形成機制主要有:海洋水文因素 、大氣壓力影響 、太平洋北赤道流影響及緯度不同等原因,探討如下:
1.海水密度不同造成海面地形高程差異:
海水密度的不同是造成海面地形高程差異的主要因素;小長山站至坎門站海平面的高程差異的主要是由海洋水文因素確定的,而廈門站至北海站海平面的高程差異還受大氣壓力因素的影響。如圖《淺水區各地海面地形高程差異》所示。
2.大氣壓力的影響:
a.氣壓的均衡效應:中國近海(北緯4°~40°)40多個長期氣象站統計,南北平均氣溫為27.9℃和9.04℃,平均差18.86℃。各站的平均氣壓也有差別,但同一站各年平均氣壓變化甚小,且沒有明顯周期。統計如圖《中國近海長期氣象站氣壓統計結果》所示。氣壓對地平線的均衡效應是:氣壓上升或下降1hPa,海平面分別減小或增加1cm。
b.氣壓的非均衡效應:海平面的波動與氣壓的擾動,頻率相同和相位較一致,具有共振條件,海平面與氣壓共振引起海面地形升高。
3.太平洋北赤道流對中國近海海面地形的影響:
太平洋北赤道流的流向與我國近海海面地形南高北低和東高西低較為一致。黑潮是太平洋上北赤道流的一個分支,沿呂宋島和中國臺灣東岸向北進入東海,流向日本南方,流向穩定,流速在0.9~3.0kn之間變化,最大時可達3.4kn,對中國臺灣以東海區海面地形有一定的影響。
太平洋北赤道流的另一支,經巴士海峽后,折向西北,經澎湖列島、中國臺灣海峽向東北流去,流速較弱。
在中國臺灣西岸最大流速1.5kn,現發現這支太平洋北赤道流對東山至遮浪海區已構成影響。
在沿岸淺水區,海水密度變化主要是由溫度變化引起,而鹽度變化很小,東山至遮浪海區海面地形,不僅溫度受淺水影響,而且鹽度也受深水影響。鹽度顯著偏高,顯然是太平洋北赤道流影響之故。從觀測資料知,已不能采用淺水公式計算地平線高度,而應采用深水區計算公式,其乘常數為中國臺灣南部深水區乘常數之半,即溫度、鹽度共同影響結果。
參考資料 >