海洋科學(xué)導(dǎo)論

1、海洋科學(xué)導(dǎo)論第二章大地水準(zhǔn)面的概念全球靜止海面是既不考慮地表海陸差異、也不考慮陸、海地勢起伏時的海面。它在海洋中是不 考慮波浪、潮汐和海流的存在、海水完全靜止時的海面；它在大陸上是靜止海面向大陸之下延伸 的遐想”海面”。兩者總稱大地水準(zhǔn)面，是陸上高程的起算面。海洋的劃分，海與洋的區(qū)別根據(jù)海洋要素特點(diǎn)及形態(tài)特征，可將其分為主要部分和附屬部分。主要部分為洋，附屬部分為 海、海灣和海峽。區(qū)別：洋或稱大洋，是海洋的主體部分，一般遠(yuǎn)離大陸，面積廣闊，約占海洋總面積的90.3%； 深度大，一般大于2000m；海洋要素如鹽度、溫度等不受大陸影響，鹽度平均為35,且年變化小; 具有獨(dú)立的潮汐系統(tǒng)和強(qiáng)大的洋流系

2、統(tǒng)。海事海洋的邊緣部分，全世界共有54個海，其面積只占世界海洋總面積的9.7%。海的深度較淺， 平均深度一般在2000m以內(nèi)。其溫度和鹽度等海洋水文要素受大陸影響很大，并有明顯的季節(jié)變 化。水色低，透明度小，沒有獨(dú)立的潮汐和洋流系統(tǒng)，潮波多系由大洋傳入，但潮汐漲落往往比 大洋顯著，海洋有自己的環(huán)流形式。按照海所處的位置可將其分為陸間海、內(nèi)海和邊緣海。陸間海是指位于大陸之間的海，面積和 深度都較大，如地中海和加勒比海。內(nèi)海是伸入大陸內(nèi)部的海，面積較小，其水文特征受周圍大 陸的強(qiáng)烈影響，如渤海和波羅的海等。邊緣海位于大陸邊緣，以半島、島嶼或群島與大洋相隔， 但水流交換通暢，如東海、日本海等。海灣是

3、洋或海延伸進(jìn)大陸且深度逐漸減小的水域，一般以入口海角之間的連線或入口處的等深 線作為與洋或海的分界。海峽是兩端連接海洋的狹窄水道。海峽最主要的特征是流急，特別是潮流速度大。大陸邊緣概念：大陸邊緣是大陸與大洋之間的過渡帶，按構(gòu)造活動性分為穩(wěn)定型和活動型兩大類。穩(wěn)定型大路邊緣：由大陸架、大陸坡和大陸隆三部分組成。大陸架是大陸周圍被海水淹沒的淺水地帶，是大陸向海洋底的自然延伸。其范圍是從低潮 線起以極其平緩的坡度延伸到坡度突然變大的地方為止。大陸架表面常見的地形主要有：沉沒的海岸階地；中、低緯地帶沉溺的河谷和高緯地帶沉溺 的冰川谷；海底平坦面，如大西洋陸架上可劃分出69級海底平坦面；水下沙丘、丘狀起

4、伏 和冰灘等微地貌形態(tài)。大陸坡是一個分開大陸和大洋的全球性巨大斜坡，其上限是大陸架外緣（陸架破折），下限 水深變化較大。大陸隆又叫大陸裾或大陸基，是自然大陸坡坡麓緩緩傾向洋底的扇形地，位于水深 20005000m 處?；顒有痛箨戇吘墸夯顒有痛箨戇吘壟c現(xiàn)代板塊的匯聚型邊界相一致，是全球最強(qiáng)烈的構(gòu)造活 動帶，集中分布在太平洋東西兩側(cè)，故又稱太平洋型大陸邊緣。太平洋型大陸邊緣又可進(jìn)一步分為島弧亞型和安第斯亞型兩類。，兩者都以深邃的海溝與大 洋底分界。島弧亞型與安第斯亞型的區(qū)別：島弧亞型大陸邊緣主要分布在西太平洋，其組成單元除大陸 架和大陸坡外一般缺失大陸隆，以發(fā)育海溝-島弧-邊緣海盆地為最大特點(diǎn)。這

5、類大陸邊緣的島嶼 在平面分布上多呈弧形凸向洋側(cè)，故稱島弧，大都與海溝相伴存在。（洋殼與洋殼相互碰撞）安第斯型大陸邊緣分布在太平洋東側(cè)的中美-南美洲陸緣，高大陡峭的安第斯山脈直落深邃的 秘魯-智利海溝，大陸架和大陸坡都較狹窄，大陸隆被深海溝所取代，形成全球高差（15m以上） 最懸殊的地帶。（洋殼與陸殼相互碰撞）大洋中脊的概念大洋中脊又稱中央海嶺，是指貫穿世界四大洋、成因相同、特征相似的海底山脈系列。沙貝-瀉湖沉積體系的概念及發(fā)育階段概念：沙貝又稱障壁島、堤島、堡島等，泛指近海與海岸線延伸方向平行分布的一系列沙貝和 沙島。被沙貝從毗鄰海域隔離出來，仍與海洋溝通或有限溝通的淺水域稱為瀉湖。沙貝-瀉湖

6、相互 依存，構(gòu)成沙貝-瀉湖體系。沙貝、瀉湖的形成于第四紀(jì)冰期后的海面上升有關(guān)，其發(fā)育一般經(jīng)歷四個階段。海灣瀉湖是 初期發(fā)育階段，此時濱外沙貝尚在水下或不連續(xù)，故與海洋聯(lián)系密切。濱外沙體變大，潮流通道 聯(lián)系不暢而成為半封閉瀉湖，可有淡水注入，使鹽度降低，瀉湖完全被沙貝阻隔，與海洋聯(lián)系基 本斷絕而成為封閉瀉湖，只有暴風(fēng)浪時海水才可越過沙貝進(jìn)入瀉湖。封閉瀉湖進(jìn)一步演化為濱海 沼澤，植物叢生，并為后期的河流沖積物所覆蓋，成為埋藏瀉湖。河口灣沉積的概念河口灣是與開闊海洋自由溝通的半封閉沿岸水體，與河流相接并被徑流所淡化，上限為潮流界 或沉積物進(jìn)行雙向搬運(yùn)的上界。根據(jù)經(jīng)典性觀點(diǎn)，現(xiàn)代陸架上主要分布著三種沉

7、積物：殘留沉積物；現(xiàn)代沉積物；準(zhǔn)殘 留沉積（具體的見書4445）按大洋沉積物的成因?qū)⑵浞譃檫h(yuǎn)洋粘土、鈣質(zhì)生物、硅質(zhì)生物、陸源碎屑和火山碎屑沉積五種 主要類型。第三章水分子的締合的概念：各水分子之間因極性又互相結(jié)合，形成比較復(fù)雜的水分子，但水的化學(xué) 性質(zhì)并未改變，這種現(xiàn)象稱為水分子的締合。純水的特性水分子的結(jié)構(gòu)特殊；水的溶解力很強(qiáng)；水的密度變化有反常；水的熱性質(zhì)特殊（具體 的看書5657）11.海水的鹽度的概念:1kg海水中的碳酸鹽全部轉(zhuǎn)換成氧化物，漠和碘以氯當(dāng)量置換，有機(jī)物全部 氧化之后所剩固體物質(zhì)的總克數(shù)。單位是g/kg。熱膨脹系數(shù)：在海水溫度高于最大密度溫度時，若再吸取熱量，除增加其內(nèi)能使

8、溫度升高外， 還會發(fā)生體積膨脹，其相對變化率稱為海水的熱膨脹系數(shù)。壓縮系數(shù)：單位體積的海水，當(dāng)壓力增加1pa時，其體積的負(fù)增量稱為壓縮系數(shù)。等溫壓縮、絕熱壓縮（具體的看書6162）絕熱變化的概念在絕熱下沉?xí)r，壓力增大使其體積縮小，外力對海水微團(tuán)作功，增加了其內(nèi)能導(dǎo)致溫度升高； 反之，當(dāng)絕熱上升時，體積膨脹，消耗內(nèi)能導(dǎo)致溫度降低。上述海水微團(tuán)內(nèi)的溫度變化稱為絕熱 變化。位溫的概念海洋中某一深度（壓力為p）的海水微團(tuán)，絕熱上升到海面（壓力為大氣壓p0）時所具有的溫度 稱為該深度海水的位溫。飽和水汽壓的概念所謂飽和水汽壓，是指水分子由水面逃出和同時回到水中的過程達(dá)到動態(tài)平衡時，水面上水 汽所具有的壓

9、力。熱傳導(dǎo)的概念相鄰海水溫度不同時，由于海水分子或海水塊體的交換，會使熱量由高溫處向低溫處轉(zhuǎn)移，這 就是熱傳導(dǎo)。海水形成的必要條件：海水溫度降至冰點(diǎn)并繼續(xù)失熱、相對冰點(diǎn)稍有過冷卻現(xiàn)象并有凝結(jié)核存 在。海水的凝結(jié)過程與淡水的區(qū)別：海水最大密度溫度隨鹽度的增大而降低的速率比其冰點(diǎn)隨鹽度 增大而降低的速率快，當(dāng)鹽度低于24.695時，結(jié)冰情況與淡水相同；當(dāng)鹽度高于24.695時（海 水鹽度通常如此），海水冰點(diǎn)高于最大密度溫度，因此，即使海面降至冰點(diǎn)，但由于增密所引起 的對流混合仍不停止，因此只有當(dāng)對流混合層的溫度同時達(dá)到冰點(diǎn)時，海水才會開始結(jié)冰。所以 海水結(jié)冰可以從海面至對流可達(dá)深度內(nèi)同時開始。海面

10、有效回輻射Qb的概念所謂海面有效回輻射，即指海面的長波輻射與大氣回輻射（長波）之差。（具體見書76）影響水平衡的因子海洋中水的收入主要靠降水、陸地徑流和融冰；支出則主要是蒸發(fā)和結(jié)冰。蒸發(fā)；降水；大陸徑流；結(jié)冰與融冰（具體的見書8182）海洋水溫的平面（水平）分布特點(diǎn)（P8488）; P90的圖；海洋表層的鹽度分布總特征（P93）;海水密度的分布變化（P98100）； P99的圖水團(tuán)的概念：源地和形成機(jī)制相近，具有相對均勻的物理、化學(xué)和生物特征及大體一致的變化 趨勢，而與周圍海水存在明顯差異的宏大水體。水團(tuán)的變性的概念：水團(tuán)從其源地所獲得的各種特性，在運(yùn)動過程中受環(huán)境變化影響或與周圍 海水交換、

11、混合，會發(fā)生不同程度的變化，此即水團(tuán)的變性。海水混合的形式有三種：分子混合；渦動混合；對流混合（具體見書102）。1、人工放射性核素的主要來源有四個方面二 核武器爆炸、核動力艦船和原子能工廠排放的放射性廢物、高水平固體放射性廢物向海洋的 投放、放射性核素的應(yīng)用和事故。2、 海洋污染的定義：直接或間接由人類向大洋和河口排放的各種廢物或廢熱，弓I起對人類生存環(huán)境和健康的危害，或者危及海洋生命（如魚類）的現(xiàn)象。3、為什么CO2濃度隨深度增加？邃；CO2濃度隨深度增加，因為藻類光合作用消耗CO2而在呼吸中放出CO2，另一個原因是 CO2的溶解度隨壓力增加而增加。4、大氣成分在海水中的溶解度主要取決于氣

12、體的性質(zhì)、氣體的分壓、海水的溫度與鹽度。5、 溶解氧的補(bǔ)償深度：在某一個深度下，溶解氧的生產(chǎn)量恰好等于消耗量時的深度。6、海水中的硫主要以二甲基硫（DMS）、硫化氫、二硫化碳、二甲亞颯等形式存在。（為什 么捏？）由于H2 S具有較強(qiáng)的還原性，在天然海水中往往會以重金屬硫化物形式沉入海 底，而在海水中不占主要成分。CS2因其水溶性差也在海水中含量甚少。由于海洋浮游植 物活動中的代謝產(chǎn)物可以產(chǎn)生DMSPQMSP在酶的催化下分解得到DMS。因此DMS是海 水中硫的主要形式，另外，由于DMS的揮發(fā)性，它很容易在海水與大氣之間進(jìn)行交換，這 些DMS到大氣中可以成為云凝核子（CCN），直接影響沿岸地區(qū)的氣

13、候。7、 惰性氣體：惰性氣體的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在水體中不參加化學(xué)反應(yīng)，所以稱為保守氣體。它們在海水中的變化主要受物理過程的影響，因此可以根據(jù)其在海水中分布了解水體的 物理過程。8、 海洋中的氮循環(huán)的具體轉(zhuǎn)化過程分別為：生物固氮作用、氮的同化作用、硝化作用、硝酸鹽的還原作用、氨化作用、反硝化作用。第五章1、海流的分類按成因分：密度流、風(fēng)海流、補(bǔ)償流按受力分：地轉(zhuǎn)流、慣性流按運(yùn)動方向分：上升流、下降流按發(fā)生區(qū)域分：赤道流、陸架流、東西邊界流等按海流溫度與周圍海水溫度差異分：暖流、寒流2、描述海水運(yùn)動的方法有：拉格朗日方法、歐拉方法3、作用在海水上的力有多種，歸結(jié)起來可分為兩大類：一是引起海水運(yùn)動的力

14、，諸如重力、壓強(qiáng)梯度力、風(fēng)應(yīng)力、引潮力等；另一類是由于海水運(yùn)動后所派生出來的力，如地轉(zhuǎn) 偏向力、摩擦力。4、正壓場：在靜態(tài)的海洋中，當(dāng)海水密度為常數(shù)或者只是深度的函數(shù)時，海洋中壓力的變 化也只是深度的函數(shù)，此時海洋中的等壓面必然是水平的，即與等勢面平行。這種壓力場稱 為正壓場。5、斜壓場：當(dāng)海水密度不為常數(shù)時，特別在水平方向上存在明顯差異時（或者由于外部的 原因），此時等壓面相對于等勢面將會發(fā)生傾斜，這種壓力場稱為斜壓場。6、內(nèi)壓場：當(dāng)海水密度在水平方向上存在明顯差異時，必然導(dǎo)致兩等壓面之間的距離不等， 使其相對于等勢面發(fā)生傾斜。這種由海洋中密度差異所形成的斜壓狀態(tài)，稱為內(nèi)壓場。7、外壓場：由

15、于海洋外部原因，例如海面上的風(fēng)、降水、江河徑流等因子引起海面傾斜所 產(chǎn)生的壓力場稱為外壓場。8、地轉(zhuǎn)流：若不考慮海水的湍應(yīng)力和其它能夠影響海水流動的因素，則這種水平壓強(qiáng)梯度 力與科氏力取得平衡時的定常流動，稱為地轉(zhuǎn)流。9、洋流西向強(qiáng)化：在大洋西岸流線密集、流速大；而大洋東岸，流線稀疏、流速小，這種 現(xiàn)象被稱為洋流西向強(qiáng)化。10、世界大洋的水團(tuán)：表層水：具有高溫、相對低鹽特性，其源就是低緯海區(qū)密度最小的表層暖水本身。次表層水：具有獨(dú)特的高鹽特性和相對高溫，它是由副熱輻聚區(qū)表層海水下沉而形成的， 其下界為主溫躍層，南北范圍在南北極鋒之間。中層水：具有低鹽特征，是西風(fēng)漂流中的輻聚區(qū)表層海水下沉形成。

16、深層水：北大西洋上部但在表層以下深度上是它的源地，因此貧氧是其主要特性。底層水：源于極地海區(qū)，具有最大的密度。第六章1、波陡：波高與波長之比稱為波陡，以0 = （H/A ）表示。2、波浪的類型：按相對水深分：深水波、淺水波；按波形的傳播與否分：駐波、前進(jìn)波；按波動發(fā)生的位置分：表面波、內(nèi)波、邊緣波；按成因分：風(fēng)浪、涌浪、地震波。3、深水波與淺水波的區(qū)別（重點(diǎn)）見書P1844、駐波與波群的區(qū)別見書P1875、海洋內(nèi)波：除了海面的波動而外，在海洋內(nèi)部也會發(fā)生波動現(xiàn)象，稱為海洋內(nèi)波。6、海洋內(nèi)波的作用、影響：內(nèi)波也是海水運(yùn)動的重要形式，它能將大、中尺度運(yùn)動過程的 能量傳遞給小尺度過程。它是引起海水內(nèi)

17、部混合、形式溫、鹽細(xì)微結(jié)構(gòu)的重要原因。它能將 深層較冷的海水連同其中的營養(yǎng)鹽輸送到海洋上層，有利于海洋生物的生長。由內(nèi)波引起的 等密面的波動會影響海洋中聲速的大小與傳播方向，從而影響聲納的效能，對潛艇的隱蔽與 監(jiān)測起著有利或有害的作用。海水等密面的起伏，會使水下潛艇的航行和停留產(chǎn)生上下顛簸。 由此可見，對海洋內(nèi)波的的研究具有重要的學(xué)術(shù)意義和實際應(yīng)用意義。7、風(fēng)浪：是指當(dāng)?shù)仫L(fēng)產(chǎn)生，且一直處在風(fēng)的作用之下的海面波動狀態(tài)。其特征是波峰尖削， 在海面上的分布很不規(guī)律，波峰線短，周期小，當(dāng)風(fēng)大時常常出現(xiàn)破碎現(xiàn)象，形成浪花。8、涌浪：是指海面上由其他海區(qū)傳來的或者當(dāng)?shù)仫L(fēng)力迅速減小、平息，或者風(fēng)向改變后海

18、面上遺留下來的波動。其特征是涌浪的波面比較平坦，光滑，波峰線長，周期、波長都比較 大，在海上的傳播比較規(guī)則。（在海洋中風(fēng)浪和涌浪會單獨(dú)存在，但往往同時存在，它們的 傳播方向也往往不同。）9、彌散：實際的海浪可視為是由許多不同波長、不同周期和振幅的分波組成，這些組成部 分在傳播過程中，波長大的速度快，波長短的速度慢，于是使原來疊加在一起的波動分散開 來，這種現(xiàn)象稱為彌散。10、角散：又由于各個分波的傳播方向也不盡一致，在傳播過程中向不同方向分散開來，這 種現(xiàn)象稱為角散。11、先行涌：如果某地開始觀測到周期很大而波高極小甚至極難察覺的涌浪到來，繼而周期 逐漸變小，浪高繼續(xù)增大，則意味著風(fēng)暴可能向本

19、地襲來，因此人們把這種涌浪稱為先行涌。12、沿岸流和離岸流當(dāng)波浪在近岸破碎時，能把相當(dāng)多的水量帶入破碎區(qū)，這些海水最終會經(jīng)過破碎帶重新返回 到海洋中，從而形成所謂的離岸流。離岸流之間順岸邊的流動稱為沿岸流。1、沿岸流與離岸派的區(qū)別見書P204第七章潮汐1：名詞解釋漲潮時潮位不斷增高，達(dá)到一定的高度以后，潮位短時間內(nèi)不漲也不退，稱之為平潮。平潮 過后，潮位開始下降。當(dāng)潮位退到最低的時候，與平潮情況類似，也發(fā)生潮位不退不漲的現(xiàn) 象，叫做停潮。凡是一天之中兩個潮的潮差不等，漲潮時和落潮時也不等，這種不規(guī)則現(xiàn)象稱為潮汐的日不 等現(xiàn)象。月球從新月位置出發(fā)再回到新月位置的時間間隔，叫做朔望月。地球繞地月公

20、共質(zhì)心運(yùn)動 所產(chǎn)生的慣性離心力與月球引力的合力稱為引潮力。2:潮汐靜力理論的假設(shè)以及結(jié)論這一理論假定：（1）地球為一個圓球，其表面完全被等深的海水所覆蓋，不考慮的存在；（2） 海水沒有粘滯性，也沒有慣性，海面能隨時與等勢面重疊；（3）海水不受地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦 力的作用。根據(jù)潮汐靜力理論課得到以下幾個結(jié)論：（1）在赤道上永遠(yuǎn)出現(xiàn)正規(guī)半日潮；（2）當(dāng)月赤緯 6不等于0時，兩級高緯度地區(qū)出現(xiàn)正規(guī)日潮；（3）當(dāng)0不等于0時，在其他緯度上出現(xiàn)日 不等現(xiàn)象，越靠近赤道，半日潮的成分越大，反之，越靠近南、北極，日潮的成分越顯著。3:風(fēng)暴潮的概念與分類風(fēng)暴潮來自海上的一種巨大的自然界額災(zāi)害現(xiàn)象，系指由于強(qiáng)烈的

21、大氣擾動一如強(qiáng)風(fēng)和氣壓 驟變所招致的海面異常升高的現(xiàn)象。如果按照誘發(fā)風(fēng)暴潮的大氣擾動之特征來分類，通常把風(fēng)暴潮分為由熱帶風(fēng)暴（如臺風(fēng)，颶 風(fēng)）所引起的和溫帶氣旋所引起的兩大類。另外，在中國北方的渤海、黃海還存在另一種類 型的風(fēng)暴潮。這類稱為風(fēng)潮。4:中國風(fēng)暴潮的特點(diǎn)（1）一年四季均有發(fā)生。（2）發(fā)生的次數(shù)較多。（3）風(fēng)暴潮位的高度較大（2）風(fēng)暴潮的 規(guī)律比較復(fù)雜，特別在潮差打的淺水區(qū)。天文潮與風(fēng)暴潮具有明顯的非線性耦合效 應(yīng)，致使風(fēng)暴潮的規(guī)律更為復(fù)雜。第八章大氣與海洋1：相對濕度：空氣中的實際水汽壓與同溫度下的飽和水汽壓之比，稱為相對濕度，用百分 數(shù)表示。露點(diǎn)：對于一定質(zhì)量的濕空氣，若氣壓保持

22、不變，而令其冷卻，則濕度參量保持不變， 但飽和水汽壓卻因溫度的降低而減小。當(dāng)飽和水汽壓等于實際水汽壓時，空氣達(dá)到飽和。濕 空氣等壓降溫達(dá)到飽和時的溫度就是露點(diǎn)溫度。2:季風(fēng)的知識點(diǎn)季風(fēng)是大范圍盛行風(fēng)向隨季節(jié)有顯著變化的風(fēng)系。主要是由于海陸溫度對比的季節(jié)性變化和 地球上行星風(fēng)系的季節(jié)性南北移動所致。它具有以下特點(diǎn)：（1）盛行風(fēng)向隨著季節(jié)的變化而有很大的不同，甚至接近于相反方向（2）兩種季節(jié)（冬季風(fēng)和夏季風(fēng)）各有不同的源地，因而其氣團(tuán)性質(zhì)有著本質(zhì)的差異（3）能夠給天氣現(xiàn)象造成明顯不同的各種季節(jié)，例如雨季和旱季、冬夏明顯對比等。季風(fēng)受各種因素的影響，主要有：P251（1） 海陸影響（2）行星環(huán)流影響

23、（3）青藏高原大地形影響3：臺風(fēng)是發(fā)生在熱帶海洋上的一種具有暖心結(jié)構(gòu)的氣旋性漩渦，是具有一定強(qiáng)度的熱帶氣 旋。4:海洋在氣候系統(tǒng)中的地位海洋，尤其是熱帶海洋，是大氣運(yùn)動的重要能源海洋具有極大的熱容量，相對大氣運(yùn)動而言，海洋運(yùn)動比較穩(wěn)定，運(yùn)動和變化比較緩慢。海洋是地球大氣系統(tǒng)CO2的最大的匯。而以上三個重要性質(zhì)，決定了海洋對大氣運(yùn)動和氣候變化具有不可忽視的影響：海洋對大氣系統(tǒng)熱力平衡的影響海洋對水汽循環(huán)的影響海洋對大氣運(yùn)動的協(xié)調(diào)作用海洋對溫室效應(yīng)的緩解作用第九章海洋生物1 :影響海洋生物吸收和累計的影響P324污染物質(zhì)濃度的影響污染物質(zhì)不同化學(xué)形式的影響不同污染物之間的影響溫度和鹽度的影響生物因素的影響2：污損生物的定義：海洋污損生物也稱海洋附著生物，是指生長在船底和海中一切設(shè)施表 面的動物、植物和微生物。海洋污損生物的危害：增加船舶的阻力 阻塞管道，嚴(yán)重影響生產(chǎn) 加速金屬腐蝕使海水中儀表及轉(zhuǎn)動 機(jī)件失靈章聲學(xué)海%中6聲浮標(biāo)等的影的崔水產(chǎn)以的及應(yīng)用1：人們在