海洋

海水的組成

海水的組成 (seawater)
國立百齡高級中學地球科學科汪伃鮶老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

圖片來源:http://en.wikipedia.org/wiki/Seawater

走到海邊,問你對海洋的感覺,你會怎麼回答?深邃遼闊、或是又鹹又苦?

其實海洋剛形成時體積不大,也不會像現在這樣帶著又鹹又苦的味道,是後來由火山活動釋出硫、氯離子及金屬離子,並且在水循環過程中,溶出岩石中所含的鹽分,也溶出金屬離子;海底岩石也會是出鹽類,才慢慢演化成現今的海洋。下圖是目前海水主要成分。

海岸(coast)變遷

海岸(coast)變遷
國立百齡高級中學地球科學科汪伃鮶老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

有許多因素會使海岸的侵蝕與堆積作用重新做調整,進而造成海岸變遷。海平面升降可分為全球性與區域性的。

全球性是由全球平均氣溫的改變影響了冰川的溶化體積,進而影響海平面的升降。

區域性改變的原因:

1.板塊擠壓造成陸地的抬升;以台灣為例,台灣是聚合性版塊邊界,造山運動至今仍繼續進行著,使得海蝕平台被抬升形成海階地形。也使得台灣地形陡峭,加速 河流侵蝕速率。另外岩層破碎、多斷層、地震等現象,都使岩層易發生鬆動、崩落,增加泥砂量。當泥砂入海再受到沿岸流的搬運形成了台灣西岸中段廣大的沉積平 原及海埔新生地。

2.冰河覆載消退造成陸地的抬升;以台灣為例,距今約1萬8千年前的最近一次冰河期,造成全球海平面下降,台灣周圍海平面比現在低約120公尺,因此台灣 海峽大部分的海床露出海平面,使得台灣與大陸相連。像我們曾在澎湖海域發現長吻鱷、大象、犀牛、與鹿的化石等等現象。脫離冰期後,冰川融化使海平面又上 升,海水便又覆蓋了台灣海峽。

洋流

洋流 (Ocean Current)
國立百齡高級中學地球科學科汪伃鮶老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

海洋中的水一直在運動,具有較大規模、流向穩定的海水流動稱之為洋流,也稱為海流。

一般把大洋的流動稱之為洋流(方向大致固定),近海的稱為海流。

海洋水色

海洋水色 (ocean color)
臺北市立萬芳高級中學地球科學科邱怡禎老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

仔細觀察,會發現海水顏色並不是單一顏色,而有許多的變化,如:開闊水域至大陸棚,水色由深藍色轉為淺綠色。而海洋水色的變化,亦是過去有經驗的航海人員用來導航、測深及尋找魚場的重要參考因素。

是什麼原因致使海洋水色的改變呢?海洋的顏色是由入射光與水中物質或顆粒相互作用所決定的。最重要的成分是能自由浮動的光合作用生物(浮游植物)和無機粒子。浮游植物含有葉綠素,它吸收紅光和藍光的波段,反射綠光。水中微粒物質可反射和吸收光線,因而降低了水的清澈度。溶解於水中的物質也會影響海水顏色。

圖片來源:NASA 官方網站

沖繩海槽的岩心紀錄

沖繩海槽的岩心紀錄
臺北市立建國高級中學蔡哲銘老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

沖繩海槽是東海大陸棚的邊緣,位於日本和台灣之間,是因菲律賓海板塊向西北方擠壓歐亞板塊,導致琉球海溝後方的岩石圈在張力環境下,擴展而形成的弧後盆地,海水深度從北段的500公尺逐漸變深至南段的2,300公尺。

聯合果敢號

海洋的水從何處來?

海洋的水從何處來?
臺北市立建國高級中學葉昭松老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

有關海洋的形成,可以分兩個方面來討論:一、海從哪裡來;二、海水如何獲得其現有的成分。針對海水的來源,目前則有三種假說,包括(一)地球的原始大氣凝聚而來。(二)由火成岩分解而來及(三)經漫長地質年代逐漸累積而得。

人造衛星在海洋之運用(Satellite remote sensing) (三)

人造衛星在海洋之運用(Satellite remote sensing) (三)
國立南科國際實驗高級中學地球科學科許群老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編

三、衛星測高遙測:
測高衛星上裝有測高儀 (altimeter),自天線沿天底方向發射脈衝到海面而折回,經由雷達往返海面之時間而計算海水面與衛星之高度,因為水的良好反射性質,這種方法特別適用於海洋。再由衛星高度減去此一距離,得一相對於某參考橢球面之動力高 (dynamic height)。在 2001 年成功發射升空的人造衛星 Jason-1 是現階段最新的測高衛星,而當今被普遍使用最多的則是 TOPEX/POSEIDON 衛星,TOPEX/POSEIDON 人造衛星是由美國太空總署 (National Aeronautics and Space Administration, NASA) 與法國太空總署 (Center National d’Etudes Spatials, CNES) 共同合作 於 1992年 8月 10 日發射,該衛星的主要任務是研究全球海洋洋流以衛星測高儀技術得到更精密和精確的海水位觀測量,TOPEX 為美國太空總署所製造的雙頻測高儀,而 POSEIDON 為法國太空總署所致試驗性質的固態單頻測高儀。衛星測高指的是利用衛星測高儀來測量海水面的高度變化,由海水面高度的變化配合地球自轉所產生的假想力 (Coriolis force,柯氏力) 可以計算出大致上的表面海水的運動狀況, 星測高監測海流及海水位及全球海洋重力、地形計算。

人造衛星在海洋之運用(Satellite remote sensing) (二)

人造衛星在海洋之運用(Satellite remote sensing) (二)
國立南科國際實驗高級中學地球科學科許群老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

二、水色衛星遙測:
水色量測係以自然的陽光照射來產生海洋水色圖,由於在電磁譜中,只有可見光及近紅外線之能量能透射水柱,所以測量水柱輻射率時,通常只能用可見光光譜帶及近紅外線光譜帶來測量來取得相關的水色資料。一般而言,在特定光譜帶中光的散射及吸收是依照物質的形狀、尺度大小及組成成分而定,光譜帶隨著物質及微粒不同的形態而有所變。水色的定性測量雖然已經可行,然而獲得正確的定量資料則相當困難。這是因為海洋水色量測是在大氣層外觀測,因此其所蒐集到的訊號,實質上除了海洋水色之外,尚夾雜著大氣散射光、海面反射光,以及儀器雜訊等,也因此海洋水色的訊號需要種種校正,例如增益截差校正與大氣校正等。

人造衛星在海洋之運用(Satellite remote sensing) (一)

人造衛星在海洋之運用(Satellite remote sensing) (一)
國立南科國際實驗高級中學地球科學科許群老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

自古以來,人們一直對海洋懷有極大的憧憬,想像海洋深處所隱藏的種種神秘,並希望透過探測來瞭解海洋,這情形就如同現代人對太空探險的興趣一般,好奇心驅使人們不斷地觀察和研究海洋。然而海洋的研究發展所費不貲,舉凡船舶、儀器、人力、時間等等,樣樣需要大把大把的鈔票,甚而有時候花錢也不一定有所收穫,因為多變的天候海象常使探測計畫失敗而終止。

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