第四章 海洋面面觀 ■ 4-1 海洋觀測工具 ■ 4-2 海水的性質與水團 ■ 4-3 海水的運動

海洋觀測工具 海洋研究主要利用海洋研究船在現場測量或採集海水樣品，獲得不同深度海水的物理與化學資料，以供分析。

海洋觀測 海洋觀測重點包括： 海水深度的測量 海水性質的測量 海流速度的測量 潮汐水位觀測 廣闊的海洋必須藉助人造衛星，利用其上各式感應器所獲得的觀察資料，可知海表溫度、波浪高度、海面風速等等。

海水深度的測量 測量儀器： 多聲束回聲探測儀 ＋全球衛星定位系統 測量原理： 多聲束回聲測深儀，發射出 多聲束聲波到達海底，並接 收反射回來之聲波。有了聲 音在海水傳播速度(約1500 公尺／秒)和時間差的資料， 即可測量出海床的海底深度 ，正確繪製出海底地形。 利用全球衛星定位系統將船 隻正確的定位。

海水性質的測量 測量儀器： 溫鹽深儀（CTD）＋輪盤式採水瓶 測量原理： 溫鹽深儀利用溫度探針量測溫度，測海水導電度換算成鹽度、水壓換算成深度，以得到不同深度的溫度與鹽度。 採水瓶放入海水時，上下瓶蓋均打開，到達所要深度，由船上傳遞訊號使其中一瓶瓶蓋關閉，便可得該處之海水，以分析海水成分。

海流速度的測量 移動式海流儀 觀測重點：洋流的路徑和平均流速。 測量方式： (1)漂流瓶。 (2)人造衛星追蹤裝有無線電或衛星發報器的浮球。 錨碇式海流儀 觀測重點：洋流流經觀測點時的瞬間流速或流向，以及其隨時間的變化。 測量方式： (1)螺旋槳式 (2)音響式

潮汐水位觀測 利用水尺進行人工觀測，一小時一次。 利用設置在驗潮井或驗潮房的自記驗潮儀來自動記錄朝為的變化。

海水的性質 鹽度：一公斤海水溶解物質的總量，以千分比（‰）表示。一般海水的平均鹽度是35‰。 鹽度測量：海水中所含的離子愈多，則導電度愈好 ，因此現今的鹽度是根據海水導電度換算而來。 海水鹽度會有所變化，但是海水中主要成分間的比例大致保持不變，這說明海水混合得相當均勻。 密度：隨溫度、鹽度和壓力而改變 ，密度較大的海水會下沉至較深處 。

表面海水的溫度、鹽度及密度隨緯度之變化 海水鹽度會受河水注入、蒸發、降水或結冰等因素影響而有所變化。 融冰多 鹽度低 蒸發多 鹽度高 降水多

海水中主要元素(離子)含量的比較 不管海水的鹽度如何變動，海水中主要成分間的比例大致保持不變。

水團與溫鹽圖 表面海水的溫度和鹽度受到形成海域的氣候影響 。下沈或流往它處，仍帶著原來的特性，因而自成一個水團。 溫鹽圖上不同的曲線型態，可用來分辨出不同的水團。 極區表層海水因低溫低鹽， 出現在溫鹽圖左下方。 極區底層海水因低溫高鹽， 出現在溫鹽圖右下方。 溫鹽圖也可以追蹤水團的來源。 →見實習活動（四）！

臺灣附近海水溫鹽圖實例 南海和黑潮的海水是由不同的水團所組成，水溫高於15℃的淺層海水，黑潮的溫度與鹽度都比南海高。 ⓐ測站位置示意圖，S為南海測站， K為黑潮測站；ⓑ溫鹽圖。

海水的運動 海洋水分子的運動形式可分為兩大類： 在原處附近做週期性的振盪，包含： 波浪 潮汐 持續向前並可運載物質到遠處，包含： 表面洋流 溫鹽環流

波 浪 波浪的成因：風吹海面，將能量傳給水面而造就大大小小不同的波浪 。 波浪的基本要素：

波浪中水分子的運動 波浪發生時，水面下的水分子運動軌跡近似在原地作圓周運動，圓周軌跡大小隨深度遞減 。 水深超過波長的一半，就沒有波動現象，而且波高高度大於波長的七分之一時，波浪就會開始破碎。

波浪的相關名詞（一） 湧浪 長波浪週期長，具有較大能量，可以傳播到比較遠的地方。台灣地區在遠洋若有颱風產生或強烈東北季風吹拂海面時，易出現湧浪。 碎波 波浪由深海前進到岸邊時，摩擦力使得波浪的波速變慢，波長變短，波高增加，最後破碎形成碎波。 瘋狗浪 強烈的東北季風或颱風吹起的湧浪，遇到海岸坡度較大的礁石區，浪頭會驟然抬升，卻因波長很長，尚未形成碎波，仍保有巨大的動能，而輕易將礁石上的人沖倒 。

波浪的相關名詞（二） 海嘯 由海底地震、海底山崩或海底火山爆發所引起。 雖然海嘯波長長達幾公里到幾百公里，但波高常僅幾十公分，因此，在大洋中行駛的船隻即使有海嘯通過，也不易察覺。 但是海嘯的能量很大，傳遞速度非常快，抵達海岸後，不但迅速堆疊成高聳的碎波，同時又繼續向前快速推進 。

海洋環流 海水朝固定方向流動的現象稱為洋流。 洋流的種類： 風吹流：固定方向持續性的風帶動海水的流動，影響的深度約幾十公尺到幾百公尺，又稱為表層洋流。 密度流 ：因溫度、鹽度或壓力引起的密度差異，在重力作用下緩慢移動，又稱為溫鹽流，發生在風吹流之下。 湧升流：海水水平流動時，在科氏力作用下造成了垂直移動，例如祕魯附近沿岸的湧升流。

全球表層洋流圖 因科氏力效應，北半球海洋環流呈順時鐘方向運行，南半球則為逆時鐘方向 。 暖 流　 冷 流　

溫鹽環流 溫鹽環流和風吹流兩者共同擔任平衡地球不同緯度熱量的角色，調節了地球高低緯度間的熱量，形成最著名的大洋輸送帶。

潮 汐 潮汐是每日發生於海水面的週期性起伏現象 。 月球和太陽的引潮力是產生潮汐的原因。 潮 汐 潮汐是每日發生於海水面的週期性起伏現象 。 月球和太陽的引潮力是產生潮汐的原因。 潮水移動受緯度與海底地形影響，沿海各地潮位的變化的大小與週期不一定相同。 常見的潮汐型態： 半日潮 全日潮 混合潮

半日潮 週期為12小時25分，且同一日內次潮差幾乎相同。 淡水至嘉義沿海、澎湖及東岸花東至成功沿海，均屬之。

全日潮 週期為24小時50分，一日內只見一次滿潮和乾潮。 基隆、台南安平和高雄屬之。

混合潮 24小時50分內，可見兩次滿潮和乾潮，但兩次潮差差異很明顯。 台南將軍及台東富岡屬之。

錢 塘 潮 聞名中外的錢塘潮成因，跟錢塘江出海口特殊地形有關。 杭州灣以喇叭型朝東方展開，當潮水由東向西湧進錢塘江口時，江面面積迅速縮小，將兩側潮水堆高。前浪因遇到較淺江底，速度變慢，速度快的後浪追上後，層層堆疊，使潮水高度陡增。

潮 流 潮位的垂直變化必引發海水在水平方向的移動，伴隨潮汐而來的水流，稱為潮流。 科氏力的影響，在北半球潮流會向右偏，形成橢圓形移動軌跡，一個潮汐週期迴轉一次。 潮流常會平行海岸作來回運動。

台灣西岸潮流與潮差示意圖 臺灣西部沿海的臺中是潮差最大之處，可視為潮流集散地。 潮流沿岸往返的特性，使得汙染物質會擴散到其他海岸。