Earth Science Oceanography “Water World”

เนื้อหา มหาสมุทรของโลก สมดุลความร้อนของโลก กระแสน้ำในมหาสมุทร คลื่น น้ำขึ้นน้ำลง สมุทรศาสตร์ใกล้ฝั่ง เอลนินโญ ลานินญา

แรงภายในที่ต่อมหาสมุทร? แรงภายนอกที่กระทำต่อมหาสมุทร เช่น ลม (คลื่น ความปั่นป่วน คลื่นในเสกลใหญ่ การไหลเวียน การอุ่นขึ้นเนื่องมาจากดวงอาทิตย์และพลังงานความร้อนจากภายในโลก การเย็นลง การระเหย เนื่องจากดวงอาทิตย์และลม หยาดน้ำฟ้า (precipitation) แรงจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ที่ทำให้เกิดการขึ้นลง (tidal potential) แผ่นดินไหว แรงดึงดูดของโลก แรงเสียดทาน แรงภายในที่ต่อมหาสมุทร? ความแตกต่างของแรงกดดัน (pressure gradients) ความหนืด (viscosity ) หรือ แรงเสียดทาน (friction)

1. มหาสมุทรของโลก บนผิวหน้าโลกมีน้ำปกคลุมถึง 70.8 % ในบริเวณที่มีแต่ผืนน้ำ ไม่มีแผ่นดินในแนวขนานกับละติจูด (zonal) เลย อยู่ระหว่าง 85-90 0 เหนือ และ 55-60 0 ใต้ ที่ละติจูด 45-70 0 เหนือ มีแผ่นดินมากกว่าแผ่นน้ำ ที่ละติจูด 70-90 0 ใต้ มีแต่เพียงแผ่นดิน (แอนทาร์คติก้า) zonal : แนวตะวันออก-ตะวันตก ขนานกับละติจูด Meridional : แนวเหนือ-ใต้ ขนานกับลองจิจูด

Pacific Ocean 155.557 million sq km The Pacific Ocean is the largest of the world's five oceans body of water between the Southern Ocean, Asia, Australia, and the WesternHemisphere 155.557 million sq km

Atlantic Ocean The Atlantic Ocean is the second largest of the world's five oceans body of water between Africa, Europe, the Southern Ocean, and the Western Hemisphere 76.762 million sq km

Indian Ocean The Indian Ocean is the third largest of the world's five oceans body of water between Africa, the Southern Ocean, Asia, and Australia 68.556 million sq km

Arctic Ocean 14.056 million sq km The Arctic Ocean is the smallest of the world's five oceans body of water between Europe, Asia, and North America, mostly north of the Arctic Circle 14.056 million sq km

Arctic Ocean Bathy-metry (NOAA image) Arctic Ocean Bathy-metry (NOAA image). The ocean areas are all in blue with the darker blues the deeper areas. The green indicates lowlands and the browns indicate in-creasing altitude as the browns turn darker and get to greys. All the white on Green-land is permanent ice. Image has been edited to include the tree line (yellow) and the 10 isotherm (red).

Southern Ocean The International Hydrographic Organization in the spring of 2000 delimited a fifth world ocean now the fourth largest of the world's five oceans body of water between 60 degrees south latitude and Antarctica 20.327 million sq km

Ocean Area (km2) Ave Depth (m) Deepest Depth (m) Pacific 155,557,000 4,637 Mariana Tr. 11,034 Atlantic 76,762,000 3,921 Puerto Rico Tr. 8,605 Indian 68,556,000 3,963 Java Tr. 7,724 Arctic 14,056,000 1,205 Eurasia Basin (Molloy Deep ) 5,450 Southern 20,327,000 4,500 South Sandwich Trench 7,235 The International Hydrographic Organization 2000

Geometry Distribution Tarbuck & Lutgens (1997)

Marine Morphology สัณฐานใต้ทะเล Continental margin ขอบทวีป Coastline ชายฝั่งทะเล Continental shelf บ่าทวีป Continental slope ไหล่ทวีป Continental rise ลาดทวีป Ocean basin floor พื้นท้องสมุทร Abyssal plain ที่ราบใต้ทะเลลึก Sea mount เขาใต้สมุทร Mid ocean ridge สันกลางมหาสมุทร

Garrison, p.90.

Continental margin ขอบทวีป Coastline ชายฝั่งทะเล a line on a map indicating the disposition of a coast Continental shelf บ่าทวีป The width of the continental shelf varies significantly The largest shelf—the Siberian shelf in the Arctic Ocean stretches to 1500 km average depth being ~130 m flat topography (0.1° gradient)

Continental margin ขอบทวีป Continental slope ไหล่ทวีป separated from the continental slope by the shelfedge or shelf-break Approximately 200 m depth The gradient of the slope (4° on an average) but it can be as low as 1° or as high as 10°

Continental margin ขอบทวีป Continental rise ลาดทวีป Extending as far as 500 km from the slope consists of thick sediments deposited Its gradient is intermediate between the slope and the shelf, on the order of 0.5-1°

Ocean basin floor พื้นท้องสมุทร http://www.nio.org/aroundus/Sagar/ocean_floor.jsp

http://www-aviso.cls.fr/html/applications/geophysique/geoid_uk.html

Mediterranean sea mediterranean sea mostly enclosed sea that has limited exchange of deep water with outer oceans and where the water circulation is dominated by salinity and temperature differences rather than winds ทะเลเมดิเตอเรเนียน มักมีแผ่นดินล้อมรอบเป็นส่วนมาก มีร่องน้ำ 2-3 ช่อง บางครั้งมีชื่อว่า ทะเล(ยุโรป)เมดิเตอเรเนียน ถ้าหยาดน้ำฟ้าที่เข้ามามากทำให้การสมดุลของน้ำเป็นบวก ดังนั้น ด้วยคำจำกัดความนี้ ทั้งทะเลอาร์คติคและแคริบเบียนจึงเป็นทะเลเมดิเตอเรเนียน เรียกทะเลอาร์คติคเมดิเตอเรเนียน และทะเลแคริบเบียนเมดิเตอเรเนียน

Mediterranean sea The mediterranean seas of the Atlantic Ocean The European Mediterranean Sea including the Black Sea , the Sea of Azov, the Aegean Sea and the Sea of Marmara Baffin Bay The Baltic Sea The mediterranean seas of the Indian Ocean The Persian Gulf The Red Sea

Marginal Seas ทะเลริมทวีป A marginal sea is a part of ocean partially enclosed by land such as islands, archipelagos or peninsulas.Unlike mediterranean seas, marginal seas have ocean currents caused by ocean winds เป็นแอ่งน้ำทะเลขนาดใหญ่ ที่ต่อกับมหาสมุทรเปิดโดยร่องน้ำแคบๆหนึ่งแห่งหรือมากกว่า ทะเลริมทวีปอื่นๆ ที่แยกออกจากมหาสมุทรเปิดโดยช่องแคบ (straits) หรือ หมู่เกาะ

Marginal Seas ทะเลริมทวีป Marginal seas of the Pacific Ocean The Bering Sea (separated by the Aleutian Islands) The Sea of Japan (by the Japanese Archipelago) Marginal seas of the Atlantic Ocean The North Sea (separated by Great Britain) A marginal sea of the Indian Ocean The Andaman Sea (separated by the Andaman and Nicobar Islands)

2. การขนส่งความร้อน การโยกย้ายความร้อนมี 3 วิธี คือ การนำความร้อน conduction การพาความร้อน convection การแผ่รังสี radiation ความร้อนมี 2 ชนิด คือ ความร้อนสัมผัส Sensible heat และ ความร้อนแฝงLatent heat

Heat transfer

Heat transfer

Houghton, p. 18

Fig.1.4 a,b

3. กระแสน้ำในมหาสมุทร ชนิดของกระแสน้ำในมหาสมุทร กระแสน้ำที่ถูกขับดันด้วยลม กระแสน้ำที่ถูกขับดันด้วยความหนาแน่น (เช่น turbidity current กับ thermohaline circulation กระแสน้ำที่ถูกขับดันด้วยแรงดึงดูดของโลก กระแสน้ำขึ้นน้ำลง และ กระแสน้ำที่ถูกขับดันด้วยคลื่น (สองพวกนี้มีความสำคัญแถวใกล้ฝั่ง)

Six major circulation cells in the global ocean (modified from Garrison,1995).

Sargasso Sea

Currents-Horizontal Surface (Shallow Circulation) Driven by Winds Global Patterns Effect of Coriolis Force Ekman Spiral Effect of Landmasses Ekman Transport

Coriolis force

Ocean Surface circulation. Tarbuck & Lutgens (1997)

Gyres Major circular bodies Result from boundary currents being deflected by winds and Coriolis Clockwise in NHM Counter-clockwise in SHM

Coriolis effect

Gyres

Western Boundary Currents

Eastern Boundary Currents

Subsurface-Patterns in the Atlantic

กระบวนการทางมหาสมุทร 1 อัปสรสุดา ศิริพงศ์ ภาควิชาวิทยาศาสตร์ทางทะเล คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โทร/โทรสาร 02-218-5405 e-mail: sabsorns@chula.ac.th การอบรมครูผู้สอนวิชาวิทยาศาสตร์โลก ระดับมัธยมปลาย 4 พฤษภาคม 2548 เวลา 10.30-12.00 น.