4.5海洋效应(2)

　　在波动中，能量可以沿水平方向转移，若水深很大，水平方向上单位时间内流过单位宽度的能量为：

　　

　　式中，P为单位时间内流过单位宽度的能量；E为波浪的总能量；C为波速。

　　这表明，在深水波中，能量的一半是以速度向前传播的。公式（4-44）可改写为：

　　

　　式中，g为重力加速度；r为单位体积流体重量；H为波高（米）；T为周期（秒）。并取g=9.8米/秒，r=1000千克/米3，则

　　说明与波浪推进方向相垂直的单位宽度所通过的能量；与波高的平方和周期乘积成正比。如H=1米，T=5秒，每一米宽的海面可提供的功率为5千瓦；跨过10公里宽海面的能量，相当于一个新安江水电站，可见波浪能量之巨大。目前，大规模利用海浪的能量还存在许多困难，仅能利用它来为自动观测浮标站和航标照明提供动力。

　　我国近海波浪能量丰富，沿海平均波高约1米，估计波能蕴藏量可达1.5亿千瓦，可利用装机容量约3000～5000万千瓦。渤海湾、闽浙沿岸、珠江口外诸岛及南海诸岛沿岸波高常在1米以上，发电量可观。

　　世界波浪能的分布是很不均匀的，有地带性和地区牲。世界波能理论计算约为30～25亿千瓦。

　　（四）海洋热能

　　地球表面最大的能源是太阳。地球能够大量接收太阳能并予以贮藏的只有海洋。海洋所占的面积大，故而接收热量多，海水热容量大，故而贮存热量多。

　　海洋是从表层被加热的，这一加热特点就导致了海水温度随深度增加而递减。海水温度随深度递减属于稳定的密度结构。再加上海水导热率又很低（仅为铁导热率的1％），所以太阳热能集中贮存在海洋的表层。几百米以下的深层海水，经常保持着低温状态。在这一温差中，包含着巨大的能量。

　　19世纪40年代英国物理学家焦耳，首先用实验的方法求得了热的功当量，即将1公斤的水温度升高1℃，必须做427公斤米的功；反过来，将1公斤水降低1℃，就可以释放出相同的能量来。

　　要使热水温度降低必须有冷源。在赤道地区表层海水终年高温，深层水则终年低温。如用机器每秒钟抽取1立方米的海水并自动使其降温20℃，其所放出的热能有4—5％变成电能，其发出的电力就可以达到3000多千瓦。有人计算，如果把赤道附近的表层海水作为热源，2000米左右的深层海水作为冷源，上、下层温度差可达26℃以上，只要把赤道海域宽10公里；厚10米的表层海水，冷却到冷源的温度，其发出的电力就够全世界用一年。可见其能量之巨大。

　　美国学者威克（G.L.Wick）对海洋热能源进行过计算，首先根据海洋表层温水厚度约100米，其温度比深层水温高12℃这一基本事实，取全球不冻海洋总面积为3×1014平方米，按照如下能量公式计算：

　　E　=　ρVCΔT (4-46)

　　　=1000×3×1014×100×4.2×1000×12

　　　 =15×1023（焦耳）

　　式中，ρ为海水密度（1000公斤/米3）；V为海水容积（立方米）；C为海水比热（4.2×1000焦耳/公斤、℃）；ΔT为海水温度（℃）。这个计算结果，可以做为海洋恒定的热能贮存量。要把这种热能变成可利用能量，必须考虑海洋热量重新形成的时间。威克等人根据大洋循环，以海水再生所需时间为1000年（3×1010秒）计，则再生能量为：

　　

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