海洋的热、化学作用及与大气的交换

三、海洋的物理作用

1.调节气候

大气环流是指全球范围内大气流型的总体，一般指较大范围内大气运动的长时期的平均状态。它反映了大气运动的基本状态和基本特征，是各种不同尺度天气系统活动的基础。形成各地气候的主要物理因素有太阳辐射、大气环流及海陆分布和地形差异等。太阳辐射是大气活动的基本动力，也是影响气候的基本因素。

北半球具有海陆相间分布的特点，因而将纬向的气压带分裂为几个闭合的高、低压系统。由于海陆的热力性质差异，这种高低压系统活动中心也会随着季节有所变化，有些地区出现在海洋，有些则发生在陆地，进行着海陆之间的热量和水汽交换。或者说，大气环流就是陆地与海洋吸收和散发热量形成的各种气流及气压所造成的各地季风。季风可造成特殊类型的气候。

中国近海太阳辐射总量在（2.08～6.25）×10⁸m J/m²，冬季为（2.08～5.42）×10⁸m J/ m²/月，夏季为（4.17～6.25）×10⁸m J/m²/月，其四季分配是夏季最大，冬季最小，而秋季大于春季。所以，不同地区的气候差异以及各地气候季节交替，主要是太阳辐射在地球表面分布不均及随时间变化的结果。

中国近海降水的季节性很强。冬季来自内陆的干冷气流盛行，降水一般很少；春季海上暖湿空气开始活跃于中国沿海，与内陆干冷空气相遇，造成锋面雨和气旋雨；夏季东南和西南风把海上大量水气带上沿岸和大陆，往往形成大量降水。夏秋季节的台风就是由发生在西北太平洋热带海洋上的强大而深厚的热带气旋所致。我国东海沿岸的降水主要出现在4～9月，占全年降水量的70％，在此期间，有春雨、梅雨和台风雨三个阶段。总之，风雨气候之形成无不与海洋大气环流与季风形成有关。据估计，全球每年约有5.77亿km³水参与水文循环，其中绝大部分是海洋蒸发水。这就更显示出了海洋气象的物化作用。(www.xing528.com)

2.平衡大气

太阳辐射进入地球之后，除30％被大气反射和部分吸收外，大约有一半到达地面和海面被吸收。据测，海洋吸收的太阳能约占地球表面太阳能的4/5。海洋表面积大且具有强大的吸热、贮热功能，所以升温比其他任何物质都慢；当热量释放时，其温度降低也慢。波浪运动十分有效地把热分布在一个可深达100m的原层中，这些均与陆地情况不同。

海洋增温稳定，而海面和地表通过蒸发向上传递热能，就引起强烈的对流。辐射和对流的效应维持着能量平稳。而风则推动洋流把吸收的太阳能量再在水平方向上分配，形成地球完整的大供热闭合循环。海洋和大气是紧密相关的，最后的能量环流模式决定于这两个系统的相互作用。

海洋不仅有很强的热功平衡转化效应，而且对大气中的CO₂和O₂的组成平衡起着很大的作用。海洋在太阳光能作用下，每年可生产360亿t氧，其中大部分是海藻类的光合放氧，另一部分是海水溶氧与放氧，故有“大气中60％～70％的氧来自海洋”之说。

过去，我们只知道森林是净化CO₂的一个重要途径。其实，海洋是一巨大的碳储存库，海洋吸收多余CO₂的作用更大，以碳酸根离子（HCO-3）形式储存。海洋中浮游藻类每年以CO₂形式消耗的碳量可能达400亿t，在某一特定时刻，溶入海洋表层的CO₂量和整个大气中CO₂浓度总是保持平稳的。长期以来，大气中CO₂浓度为0.03％，而今可能上升到0.04％。其他每年多余CO₂大部分被海水吸收与溶解。此外，由于风浪的作用，大气和海洋之间还有CO₂和O₂的动态交换。所以，海洋在调节大气的温度与成分中起着极其重要的气象物理作用。