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湖水运动的力及其影响

时间:2023-08-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:引起湖水运动的力主要有:风力、水力梯度及造成水平或垂直密度梯度引起的力。由水流进出湖泊而引起水力效应。湖流是各种力相互作用的结果,但在许多情况下少数特定的力起着支配作用。由于持久的风力和气压梯度造成湖面倾斜,当外力作用停止时将引起湖水流动,使湖面复原。湖泊内部静振是由热力分层现象引起的。

湖水运动的力及其影响

引起湖水运动的力主要有:风力、水力梯度及造成水平或垂直密度梯度引起的力。湖面风将能量传给湖水,引起湖水运动。由水流进出湖泊而引起水力效应。湖水内部压力梯度及由水温、含沙量或溶解质浓度变化造成的密度梯度都能引起湖水运动。

湖流是各种力相互作用的结果,但在许多情况下少数特定的力起着支配作用。当没有水平压力梯度、没有摩擦时,水平流受地转偏向力影响,北半球将偏向右。在压力梯度起支配作用时,则这种力与地转偏向力相结合形成所谓的转流。这种情况只出现在很大的湖泊中。由于风力作用或气压梯度使水面倾斜而产生梯度流。由风力引起的湖流最为普遍。在大的深水湖中,理论上表面流流向将沿着风向右偏45度,及到深层,流速逐渐减弱,且进一步向右偏。在风力影响不能到达的深度以下,水流的方向与风向相反。对于中纬度大而深的湖泊这种深度约为100米。兰米尔环流是风在水面引起的一种小型环流现象,刮风时,可以观察到水面上产生许多平行波纹,而且可以延续到相当远的距离,在波纹处出现相对下沉,波纹之间则相对上升,这种环流现象也可以由湖内热力混合下沉而造成。

湖中波浪多是由湖面风引起的。风吹到平静的湖面上,首先使广阔的湖面产生波动和波纹,形成比较有规则、范围较小且向同一方向扩展的表面张力波。波高的增加与风速、作用持续时间及吹程呈函数关系。然而即使在最大的湖泊中,也不会出现海洋中的波涛现象。湖面波浪沿着风向且与波浪顶峰垂直方向传播,若波长超过水深的4倍,波速近似等于水深与重力加速度乘积的平方根;若水深较大时,波速与波长的平方根成正比。(www.xing528.com)

由于持久的风力和气压梯度造成湖面倾斜,当外力作用停止时将引起湖水流动,使湖面复原。这一过程称静振。基本的静振为单节的,但如发生谐波,则亦可能是多节的。如风沿狭长的湖泊长轴劲吹,则多出现纵向静振,而横穿狭窄湖面则多出现横向静振。湖泊内部静振是由热力分层现象引起的。

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