海洋科学导论复习提纲
第一章绪论
第一节、海洋科学研究内容
全球海洋总面积约3.6亿平方公里，平均深度约3800米，最大深度11034米。全球海洋的容积约为13.7亿立方公里，占地球总水量的97%以上。如果地球的地壳是一个平坦光滑的球面，那么就会是一个表面被2600多米深的海水所覆盖的“水球”。
地球科学体系是一个独特的、复杂的、交叉科学体系。它包括地理学、地质学、大气科学、海洋科学、水文科学、固体地球物理学。其相关学科有环境科学和测绘科学。
海洋科学是地球科学的重要分支之一。人们根据研究对象不同，通常把它分为：物理海洋学、海洋化学、海洋生物、海洋地质等四大学科。
（一）、研究内容
海洋科学的研究对象是地球表面的海洋，以及溶解或悬浮于海水中的物质，生存于海洋中的生物、海洋底边界、侧边界和上边界。是研究发生在海洋中各种的物理、化学、生物、地质地貌等各种现象和过程的发生，发展和演变规律及它们与环境相互作用、相互影响的规律的一门综合性科学。特点：1、特殊性与复杂性；2、作为一个物理系统，海洋中的三态变化无时不刻不在进行，是其他星球上未发现的。3、海洋作为一个自然系统，具有多层耦合的特点。
研究特点：1、明显依赖于直接观测；2、信息论控制论系统论等方法在研究中越来越显示其作用；3、学科分支细化与相互交叉渗透并重，而综合与整体化研究的趋势日益明显。
物理海洋学：
以物理学的理论、技术和方法研究发生于海洋中的各种物理现象及其变化规律的学科。主要包括物理海洋学、海洋气象学、海洋声学、海洋光学、海洋电磁学、河口海岸带动力学等。主要研究海水的各类运动(如海流、潮汐、波浪、紊流和海水层的微结构等)，海洋中温、盐、密和声、光、电的现象和过程，以及有关海洋观测的各种物理学方法。
海洋化学：
研究海洋各部分的化学组成、物质分布，化学性质和化学过程的学科。
海洋生物学：
研究海洋中一切生命现象和过程及其规律的学科
海洋地质学：
研究海洋的形成和演变，海底地壳构造和形态特征，海底沉积物的形成过程和有关海洋的起源及演化以及海洋地热、地磁场和重力场等。
新兴科学：工程海洋学，遥感海洋学，环境海洋学、军事海洋学和渔业海洋学等
（二）、海洋的特性
2.海水特性：
混合溶液：水、盐分、气体、悬浮有机物、悬浮无机物。
第二节海洋学研究意义
1海洋与人类生存环境关系密切；2.海洋蕴藏着丰富的资源（矿产、化学、生物、动力）3.军事、航运、港工、油气开发；
第三节海洋学研究方法
1.（物理海洋学）常规和遥感观测。
2.实验和数值模拟。
3.理论研讨
第四节海洋学研究发展史
1、早期研究（麦哲伦，库克，郑和、王充、哥伦布、列文虎克、牛顿、贝努力、拉瓦锡、
拉普拉斯）2.海洋科学研究开始（达尔文、1872～1876年，英国“挑战者”号考察被认
为是现代海洋学研究的真正开始。1925～1927年，德国“流星”号在南大西洋的科学考察，第一次采用电子回声测深法）3.全面认识和近期高速发展：（1957年，海洋研究科学委员会(SCOR)和1960年政府间海洋学委员会(IOC)的成立，促进了海洋科学的迅速发展。）4.国际研究计划及研究前景和规划
启示：研究历史是曲折漫长的，对海洋认识逐渐深入，科学研究需要不怕吃苦，勇于创新。我们因该关注海洋、善待保护海洋、和海洋和平共处。
§2.8 与海洋法有关的海域名称
直线基线：直线基线是先在大陆岸上或沿海岸外缘岛屿上选定若干点作为基点，然后将相邻的基点以直线相连而成。
内水：（包括湖泊、河流、内海、港口、领峡及其他位于领海基线以内的水域。）
领海：（沿海国从其全部海岸的最低落潮线，即大比例海图的低潮线（称自然基线）或所选定的一条领海基线（称直线基线）向外延伸，划出一定宽度（通常12n mile）的海域作为领海，该国对此海域行使主权管辖。1浬（1n mile）=1.852km）
毗连区：（沿海国为了某些特定事项（如海关、财政、移民、防疫等）在其领海宽度线外划出不超过12n mile的海域作为毗连区，行使必要的管制。）
专属经济区：（沿海国有权在领海以外划定一个专属管辖区，其宽度自领海基线起不超过200n mile，对该区域的一切生物和矿产资源拥有主权，其他国家享有航行、飞越、敷设电缆和管道的自由）
公海：（除领海、内水、群岛水域、专属经济区以外的全部海域。）
第二章地球系统与海底科学
2.1 地球的基础知识
2.1.1 地球的宇宙环境
太阳吸引着九大行星、50颗卫星、2000多颗小行星以及600多颗彗星绕其运行。
2.1.2 地球的形状
赤道面向外膨胀、沿地轴向内收缩；不规则椭球体。梨形
2.1.3 地球的圈层结构
2.1.4 地球的起源与地质时代
一、地球的起源
大约在（50～60）亿年前，在银河系所在部位存在一个巨大的气体“尘埃”星云，叫作太阳云。一开始它就在不稳定地自转，同时在自身引力作用下进行收缩，使大量物质聚集于中心部分。根据旋转体角动量守恒定律，体积缩小导致自转速度加快，离心力随之加大，太阳云逐渐变扁成圆盘状。太阳云在收缩过程中，密度压力加大，导致温度急剧上升，于是产生氢聚变为氦的核反应。通过向外强烈辐射释放出巨大能量，于是光芒四射的原始太阳就此产生。原始太阳经过一个不稳定阶段，抛射出大量物质。太阳抛出的物质参加到围绕它旋转的圆盘中去。在围绕太阳旋转的盘状星云赤道面上，尘埃物质作为气体凝聚的核集结成一个个大小团块，并沿赤道下沉，形成一圈圈有规律间隔的尘环。环内物质在不均匀引力作用下，大质点吸引小质点，逐渐聚结成为行星胚胎，最终形成行星。
2.2 海与洋
2.2.2 海洋的划分
主要部分为洋（90%》2000m35%。具有独立的潮汐系统和强大的洋流系统，沉积物为海相（钙质软泥，硅质软泥和红粘土），附属部分为海（海是海洋的边缘部分）、海湾和海峡10%。陆相（沙，泥沙），
（1）陆间海：是指位于大陆之间的海，面积和深度都较大，如地中海和加勒比海。
（2）内海：是伸入大陆内部的海，面积较小，其水文特征受周围大陆的强烈影响，如渤海和波罗的海等。
（3）边缘海：位于大陆边缘，以半岛、岛屿或群岛与大洋分隔，但水流交换通畅，如东海、日本海等。
海湾：被陆地环绕且面积不小于以口门宽度为直径的半圆面积的海域。
海峡：海洋中相邻海区宽度较窄的水道，主要特征是流急，沉积物多为岩石和砾石。
2.3 海底的地貌形态
海岸带：水位升高便被淹没、水位降低便露出的狭长地带即是海岸带。海岸带是陆地与海洋相互作用、相互交界的一个地带（潮上带，潮间带，潮下带）。
海岸线：陆地与海面的交线。近期大潮平均高潮面与陆岸的交线。
海岸动力学：下界浅海波浪对海底开始起作用的地方，上界最高潮位激浪还能作用到的上限。
潮间带：高潮时的海岸线与低潮时的海岸线之间的带状区域。
一、稳定型大陆边缘
由大陆架、大陆坡和大陆隆三部分组成。
大陆架：大陆周围被海水淹没的浅水地带，是大陆向海洋底的自然延伸。其范围是从低潮线起以极其平缓的坡度延伸到坡度突然变大的地方为止。
大陆坡：大陆坡是一个分开大陆和大洋的全球性巨大斜坡，其上限是大陆架外缘（陆架坡折），下限水深变化较大。
大陆隆：大陆隆是自大陆坡坡麓缓缓倾向洋底的扇形地，位于水深（2000～5000m ）处。大洋盆地：又称大洋床，是海洋的重要部分，地形广阔而平坦，占海洋面积的72％以上。
二、活动型大陆边缘
是全球最强烈的构造活动带，最大特征是具有强烈而频繁的地震和火山。
（1）岛弧亚型大陆边缘
岛弧亚型大陆边缘主要分布在西太平洋，其组成单元除大陆架和大陆坡外一般缺失大陆隆，以发育海沟－岛弧－边缘海盆地为最大特点。这类大陆边缘的岛屿在平面分布上多呈弧形凸向洋侧，故称岛弧，大都与海沟相伴存在。
（2）安第斯亚型大陆边缘
安第斯亚型大陆边缘分布在太平洋东侧的中美－南美洲陆缘，高大陡峭的安第斯山脉直落深邃的秘鲁－智利海沟，大陆架和大陆坡都较狭窄，大陆隆被深海沟所取代，形成全球高差（15km以上）最悬殊的地带。
2.3.3 大洋底
位于大陆边缘之间的大洋底是大洋的主体，由大洋中脊和大洋盆地两大单元构成。
一、大洋中脊
大洋中脊又称中央海岭，是指贯穿世界四大洋、成因相同、特征相似的海底山脉系列。
二、大洋盆地
大洋盆地是指大洋中脊坡麓与大陆边缘之间的广阔洋底，约占世界海洋面积的1/2。
（2）海底高原
海底高原又叫海台，是大洋盆地中近似等轴状的隆起区，其边坡较缓、相对高差不大，顶面宽广且呈波状起伏。
（3）海山：大于1 000m者称为海山
（4）深海平原：大洋盆地底部相对平坦的区域是深海平原
2.4 海底构造与大地构造学说
? 2.4.1 大陆漂移：他认为，地球上所有大陆在中生代以前曾结合成统一的联合古陆
（或称泛大陆），其周围是围绕泛大陆的全球统一海洋——泛大洋。中生代以后，联合古陆解体、分裂，其碎块——即现代的各大陆块逐渐漂移到今日所处的位置。
由于各大陆分离、漂移，逐渐形成了大西洋和印度洋，泛大洋（古太平洋）收缩而成为现今的太平洋。
? 2.4.2 海底扩张：大洋中脊轴部裂谷带是地幔物质涌升的出口，涌出的地幔物质冷
凝形成新洋底，新洋底同时推动先期形成的较老洋底逐渐向两侧扩展推移，这就是海底扩张。海底扩展移动的速度大约为每年几厘米。
? 2.4.3 板块构造
二、边缘海盆地的形成与构造演化
边缘海盆地是指沟－弧体系陆侧具有洋壳结构的深水盆地，因其位于岛弧后方，又称弧后盆地，
?（1）残留型
?（2）大西洋型
?（3）陆缘张裂型
?（4）岛弧张裂型
2.5 海洋沉积
2.5.1 滨海沉积
一、海滩沉积作用
波浪控制，沉积特点：海滩沉积物的粒度变化较大，可从粉砂到巨砾，而以砂、砾为主。沉积结构的横向和纵向变化与波能强弱有关。在横向上粗颗粒多分布于破波带，由此向岸、向海均变细。在纵向上颗粒沿海岸线递变，波能强处颗粒粗，如岬角处往往发育砾石滩；波能弱处颗粒细，如岬角间的海湾则发育沙滩。（典型的海滩剖面分为后滨（平均高潮线至特大高潮线）、前滨（平均高、低潮线之间）、内滨（平均低潮线至破波带）和滨面（破波带与内陆架之间）四带）
二、潮坪沉积
?潮汐动力控制，沉积特点：平行等深线的带状形式被反复搬运、沉积。（1）高潮坪
是以悬浮载荷为主的搬运沉积带，主要是由粉砂和粘土等细粒物质组成的泥质沉积；（2）中潮坪则是床沙及悬浮载荷共存的过渡搬运沉积带，主要是砂质和泥质混合过渡沉积物。（3）低潮坪是以床沙载荷为主的搬运沉积带，堆积成具有多种交错层理的潮坪砂体；
三、沙坝—泻湖沉积体系
定义：泛指近海与海岸线延伸方向平行分布的一系列沙坝和沙岛。被沙坝从毗邻海域隔离出来，仍与海洋沟通或有沟通的浅水域称为泻湖
控制因素：泻湖一般为低能环境，波浪、潮流的作用都不强，仅潮流通道口附近的潮流较强。
沉积特点：泻湖沉积的组成有碎屑物质和化学沉淀物，以碎屑为主，主要来自障壁、外滨，部分来自陆地。热带海岸泻湖可能全由碳酸盐质的生物碎屑组成，高盐泻湖中可形成石膏、岩盐等化学沉淀物。
四、河口湾沉积
?（1）定义：河口湾是与开阔海洋自由沟通的半封闭沿岸水体，与河流相接并被径
流所淡化，上限为潮流界或沉积物进行双向搬运的上界。
?河流作用区：搬运、扩散碎屑物质的主要营力为径流，潮流作用很弱。其沉积物以
边滩相为主，由交错层状砂和粘土透镜体组成；另外还有河道沉积（砂、粘土互层并含砾石）以及沼泽沉积（富含有机质的粘土及粉砂）。
?河口环流作用区：径流量与潮流量之比为0.05～1.0，细粒物质的扩散依赖于河口环
流。该作用区的沉积相以潮道相为主，由纹层状粉砂、粘土组成，夹砂质透镜体，向海方向生物扰动程度增大；另外还有由砂组成、偶含泥砾、具波痕构造的沙滩相，由纹层状泥和砂组成、具生物扰动构造的潮坪相以及由富含植物碎屑的粘土组成的沼泽相。
?海洋作用区：其营力有河口环流、潮汐、波浪和沿岸流，入口处的潮汐和波浪作用
最强，而携带悬移质的河口湾则由较深的潮道中注入外海。潮道中的沉积物为粗砂，浅滩沉积物为中细砂，两者都具有小型交错层。
五、三角洲沉积作用
?（1）定义：
?三角洲是河流携带的泥砂等物质在滨海（湖）地带形成的堆积体，由陆上和水下两
部分构成，
河口水流：决定三角洲发育和沉积物分布的主导因素是河口水流。近河口区的沉积物是砂、粉砂和粘土的混合物，以砂为主；远离河口的地带主要是粘土落淤，砂和粉砂含量甚少。影响三角洲发育和沉积物分布的自然因素还有径流量和输砂量、潮汐和潮流、波浪等。
2.5.2 大陆架沉积
（1）残留沉积：残留沉积以砂为主，大都分布在外陆架，现代沉积速率低的内陆架上也有分布。
（2）现代沉积：现代沉积物大都分布于内陆架，向海变薄，外陆架很少分布。
（3）准残留沉积（变余沉积）：
2.5.3 大陆坡－陆隆沉积：连续过程包括水柱中的沉降作用、浑水羽状流和底层流作用。
不连续过程则包括浊流、碎屑流、滑动等方式。
2.5.4 大洋沉积：（1）远洋粘土，主要分布在太平洋，它覆盖了洋底总面积的49.1%。大西洋和印度洋分布局限。（2）钙质生物沉积，主要集中在南北纬60°之间。（3）硅质生物沉积，太平洋赤道带、环北极的不连续带和环南极的连续带
2.6 海底矿产资源
2.6.1 滨海砂矿2.6.2 海底石油和天然气2.6.3 磷钙石和海绿石2.6.4 锰结核和富钴结壳2.6.5 海底热液硫化物2.6.6 天然气水合物
第三章海水的物理特性和世界大洋的层化结构
3.1 海水的主要热学和力学性质
盐度：1千克海水中所含溶解物质的总克数
氯度：一千克海水中，将溴和碘以氯代替后所含氯的总克数称为氯度。
标准海水：用AgNo3的浓度，为此需要配制一种标准溶液，来校准硝酸银的浓度，为此配制一种准确知道其氯度值的“标准海水”，作为国际统一标准来校准硝酸银溶液的浓度。
盐度公式：1978年实用盐标S=∑aiK15 ∑ai=35.0 2≤S ≤42 公式建立采用稀
考虑温度影响时: S=∑aiRi/2 + ΔS
Rp 是压力对电导比影响， Rp = f(p ，T ，R)
rT 为标准海水的温度系数， rT = f(T)
在求出Rp 、rT 和已知R 的情况下可求得RT ，（R
，Rp ，rT →RT →△S →S →SA ）
3.1.3 海水的主要热学性质与力学性质
海水比热：使1克物质升高1℃所需的热量称为比热，单位：J·g-1℃-1
（1）比热随盐度的增大而降低。（2）在低温时，比热随温度的增高而减少。（3）
在高温时，比热随温度的增高而增大。
Cv 略小于Cp ，其值为3.89 J ∕g ℃
热容量q ：使1立方厘米物质的温度增加1℃需热量的焦耳数，称为热容量。
比热和热容量的关系可写为q=Cv·ρ
海水的蒸发潜热：使1克海水蒸发，或使1克海水化为同温度的蒸汽时所需的热量，称为
海水的蒸发潜热L ，单位为焦耳∕克。1卡＝4.184焦耳
蒸发时温度愈高，蒸发潜热就愈小。纯水在0－30℃时，蒸发潜热L ＝a-bT
（T 为温度）
海水的绝热变化：在水块与外界没有任何热量交换下，水块的温度随体积变化而变化，称
TK 为绝对温度 TK ＝273.15＋℃ η为热膨胀系数
位温：某一水样从海洋中任一深度绝热上升到海面时所具有的温度称为水块的位温。水块
现场温度为T ， T ＝T0＋δT 则位温T0＝T －δT
四、海水的热膨胀
热膨胀系数η：单位为℃-1。η是海水温度,盐度和压力的函数，随着T,S,P 的增加而增大。
当η由负转正时，所对应的温度为海水最大密度的温度。T ρmax （最大
密度温度）＝f (s) S →大 T ρmax →小
3.1.3 海水的密度与海水状态方程
海水密度ρ：单位体积海水的质量（g /cm3）
比容α：单位质量海水的体积（cm3 /g ）
海水的密度和比容都是温、盐、压力的函数，用ρS ，T ，P 和αS ，T ，P 表示
现场密度：在现场温度和压力下的海水密度，称为“现场密度”，ρS.T.P 或 бS.T.P 条件密度：大气压力下的海水密度称为“条件密度”бt （大气压力为0）
海水比容：VS.T.P= (αS.T. P –0.9)×1000
现场比容：在现场温度、盐度、压力下的海水比容，称为：“现场比容”。
条件比容：大气压力下时的海水比容，称为“条件比容” Vt 。Vt = V S.T.0 Vt =(α
S.T.0-0.9)×103
海水状态方程
现场密度比容的计算
皮约克纳斯将比容按泰勒级数展开求出了温度， 盐度和压力对密度的订正值，并且编制了
全部用表，简化了计算方法，即：αS.T.P=α35.0.0+δS+δt+δP+δ
S.t+δS.p+δt.p +δS.t.p 其中α35.0.0是已知的，后面各项均可根据
海水的S.T.P从海洋用表中查出，然后求和，即得海水现场比容，也就
得到海水现场密度。
海冰：由海水冻结而成的冰称为海冰。海冰的盐度：海冰的盐度是指海冰融化后所得海水的盐度。
海洋中的热平衡：
Qt = （Qs -Qb ）±Qh - Qe ±Qc Qs--短波辐射能Qb--海面有效回辐射；Qh--海洋与大气热交换Qe--海面蒸发Qc--海洋内部的热传输
E＝S0-pm辐射减弱规律
太阳高度h ――太阳光线与某地水平之交角
朗伯定律:太阳高度对太阳辐射的影响。射达水平面上的太阳辐射能与太阳高度的正弦成正比Eh＝Esinh
Qs＝AKh（1－0.71C）W/cm2 A是常数A=6.98×10-2J/S
K是地理纬度φ的函数（φ=0，K=0.023；φ=40，K=0.024 ；φ=70，K=0.027）h是一天的平均太阳高度，C是云量
Qb=AбT4k[1-(0.21+0.74×10-0.055e0)(1-0.766c)]
Qh=2.51×10- 4(T0-TZ)Uz T0——海面温度，TZ, UZ——海面以上Z处的温度和风速。Qe＝EL＝0.134（e0-eZ)UZ·L
L＝2479+2.2T T(℃) ；
L蒸发潜热j/g；
E蒸发量mm/d；
e0和eZ分别为海面以上高度处的水汽压（mm/Hg）即水汽量。
UZ为Z处的风速m/s。
海洋水量平衡方程式：(P-E)+(Ui-Uo)+(M-F)+R=g P降水；E蒸发；Ui获得、Uo失去(海流混合)；M融冰；F结冰；R大陆径流；g给定时间内交换亏损或盈余
的水量。
海洋温度的分布与变化
分布特点：①等温线基本沿纬度分布，几乎与纬度平行，这与太阳辐射的分布规律极为相似。②温度自赤道向两极不规则地下降。③海流影响局部温度分布，经向流使等温线改为经向。④在寒暖流交汇处或二个物质不同的水团交汇处，等温线密集。⑤表面温度夏季普遍高于冬季，并且冬季经向温度梯度远比夏季大，这与太阳高度和日照有关。⑥在沿海近岸受地形影响大，等温线与等深线平行，夏季近岸高，远岸低，冬季相反。海洋中最冷的水在南极地带的威德尔海，表面水最高温带大约位于北纬5°~10°。
温度的垂直分布：一般而言，温度自海面向海底随深度的增加呈不均匀递减
温度的日变化：温度在一天当中随时间有日变化，在一日内会出现最高温度和最低温度。
在14：30－15：00表层温度最大，在清晨4：00－5：00表层温度最小。温度的年变化：年最低、最高温度在中、高纬度分别出现在2月和8月。
二、盐度的分布变化
1.大洋表面的盐度分布
①大洋表面盐度径向分布从赤道向两极呈马鞍形
②寒暖流交汇处，等盐线密集，水平梯度大，有的地方可达0.5‰／海里，主要是由于两种水系含盐量不同造成的。
③大洋边缘盐度小（降水量大）。
④大西洋表面盐度高于太平洋和印度洋（主要与水交换有关）。
2.大洋盐度的垂直分布
①赤道，表面低，向下增大，至100－200m层盐度达最大值,以后逐渐减小，至中层800—1500m层盐度达最小值，以后又缓慢上升，至2000－3000m盐度均匀。
②亚热带，表层最大，且向下急剧减小，出现盐度最低值后又缓慢上升。
③亚寒带，表层最小，随深度增加而增加1500－2000m以下不变化。
④极地，表层小，300－500m以下均匀。
3.4.2 海洋水团
?定义：源地和形成机制相近，具有相对均匀的物理、化学和生物特征及大体一致的
变化趋势，而与周围海水存在明显差异的宏大水体。
?温盐图解：1916年由B.海兰-汉森首创，具体方法系指以温度为纵坐标，以盐度为
横坐标，将测站上不同层次的实测温盐值对应地点在温盐坐标系中，然后自表至底有序的把各点连结起来的曲线（折线）图。
?二、水团的分析方法：1、定性的综合分析方法；2、浓度混合分析方法；3、概率
统计分析方法；4、模糊数学分析方法
三、水型和水系:水型（指温盐度均匀，在温-盐图解上仅用一个单点表示的水体，性质
完全相同的水体集合）。水系：“符合一个给定条件的水团的集合”。
3.4.3 海洋混合及温度、盐度、密度的细微结构
?一、海洋湍流与混合：
?1、湍流的基本特征：随机性扩散性耗散性
?2、静力稳定度：静力稳定度：水块保持或恢复原来平衡能力的量度E>0 稳定；
E<0不稳定；E=0
二、海洋混合：混合分为分子混合和紊流混合。
1）．海气界面的混合：风、热作用、水量交换2）．海洋内部混合：内波、潮流、密度、海底摩擦
第四章海水的组成和特性
?二、元素在海水中的逗留时间M为海水中某元素的总量Q
T元素的
逗留时间
4.1.2 微量元素：海水中除了14种主要元素（O、H、Cl、Ca、Mg、S、
K、Br、C、S、Sr、B、Si、F）浓度大于1×10-6mg/kg外，其余所有元
素的浓度均低于此值，因此可以把这些元素称为“微量元素”。
二、海水的氧化还原电位
当变价元素的离子相遇时，由于离子对电子的吸引能力强弱不同，因而彼此间出现电位差，电子自动地由电位低一方向电位高一方转移，这一电位差称为氧化还原电位（或Eh值），简称“氧化电位”。
4.2.2 海水的缓冲容量：缓冲能力可以用数值表示，称为缓冲容量。定义为使pH变化一个单位所需加入的酸或碱的量:
4.3.2 气体在海气界面的交换
一、气体交换的模式——薄层模式
?海水中由N、P、Si等元素组成的某些盐类，是海洋植物生长必需的营养盐，通常
称为“植物营养盐” 、“微量营养盐” 或“生源要素”。
海水中痕量Fe，Mn，Cu，Zn.Mo，Co，B等元素，也与生物的生命过程密切相关，称为“痕量营养元素”。
在各种形式的氮化合物中，能被海洋浮游植物直接利用的是溶解无机氮化合物（DIN），包括硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐。
第七章潮汐
§7.1 潮汐现象
§7.2 与潮汐有关的天文学知识
§7.3 引潮力
§7.4 平衡潮
§7.5 潮汐动力理论
§7.6 风暴潮
§7.1 潮汐概述
一、潮汐要素：高潮、低潮、涨潮、平潮、落潮、停潮、涨潮时、落潮时、潮周期、涨潮潮差、落潮潮差、潮差、平均海平面高度（多年每小时潮位的平均值，一般是根据19年的观测记录求得）基准面（水尺零点）
二、潮汐不等
1.周日不等：除赤道不存在潮汐周日不等现象外，均有相邻二次高潮（或低潮）的潮高和潮时不等的现象。
2.半月不等：新月和满月时，朔望大潮。初七、初八（上弦）和二十二、二十三（下弦）时，方照小潮
3.月不等：由于月球与地球的近地点与远地点引起。
4.年不等：太阳与地球的近日点和远日点引起
5.多年不等：黄白交角变化引起
三、潮汐类型
1.正规半日潮
2.全日潮(在15天中有7天以上每天只有1次涨落）
3.混合潮（不正规半日潮；不正规日潮）
F=(Ho1+Hk1)/Hm2
Ho1 —太阳主要全日分潮潮高Hk1 —太阴，太阳赤纬全日潮潮高Hm2—太阳主要半日分潮潮高正规半日潮：F≤0.5 全日潮：F>4.0混合潮：不正规半日潮0.5 §7.2 与潮汐有关的天文学知识 天球：以地球为中心，无限长为半径所作的球面。 天轴：将地轴无限延长，所得到的直线叫天轴。 天极：天轴与天极的交点叫天极，它小于南北天极。 天顶：（天底）观测点所作的铅垂线（即通过地心）向上与天球的交顶称天顶，向下与天球的交点称天底。 天子午圈：通过天极和天顶天底所作的大圈，叫天子午圈。 天赤道：延展地球赤道面和天球相交的大圈，叫天赤道。 天顶距（Q）：通过天顶和天体（如月亮）所作的大圈上的一段弧长，这段弧长截于天顶和天体之间，天顶距在一天中作周期性变化，由于顶起由0~180。 时圈：通过天极和天体所作的大圈。 时角（T）：天子午圈和时圈在天赤道上所截弧长，叫时角，向西0-360°。 赤纬：天体沿时圈至天赤道的弧称该天体的赤纬，以赤道为0，向北为正，向南为负，0-90 赤径：从春分点沿天赤道向东到时圈与天赤道的交点所跨的弧。赤径与时角不同，时角由子午圈向西量，而赤径是由春分点向东量。 天球坐标：春分点为坐标原点，赤纬、赤径为坐标系。 中天：（天体）时圈与天子午圈重合时叫中天，午半圈时（时角为0）叫上中天，天体位于子半圈时（时角180）称下中天。 平太阳日：平太阳连续两次经过上中天的时间间隔，称为平太阳日。 1/24平太阳日，取为平太阳时。 平太阳年（回归年）：当平太阳在天球上作用周年视运动时，连续两次通过春分点的时间间隔，约365.2422平太阳日。 近点年：地球在绕太阳公转的轨道上前后二次到达近日点的时间间隔（约365.2596天）称近点年。 平太阴时:月球在连续两次通过上中天的时间间隔为一太阴日，其平均值称平太阴日。 1/24平太阴日为一平太阴时，一平太阴日等于24.8412平太阳时，即一平太阴 日＝1.03505平太阳日，比一天略长。 朔望月：月球从新月（或满月，新月称朔，满月称望）的位置，出发，再回到新月（或满月）的位置的时间间隔，叫朔望月或叫盈亏月，是月相变化的周期，等于29.5306 平太阳日。 交点月:月球两次通过升交点或降交点的时间间隔称为一交点月（约27.2122平太阳日）。 近点月：月球先后二次到达近地点所经历的时间（约定27.55455平太阳日）。 回归日：月球从赤经零度出发，再回到赤经零度的时间间隔（约27.32158平太阳日）。 §7.3 引潮力 月球引潮力定义：地球上单位质量的物体，其所受到的月球引力，与因地月相对运动所产生的惯性离心力的合力，是为月球的引潮力。类似可定义太阳引潮力。引潮力公式:设地球质量为E，地球平均半径为r，月球质量为M，月地中心距离为D,月球中心至地球表面任意一点的距离为x，θ为天顶距（天顶至天体的 弧长，0~180）。 §7.4 平衡潮 一、平衡潮概念 平衡潮理论假定: 1. 地球表面被等深的海水所包围; 2. 认为海水没有惯性; 3. 认为海水无粘性; 4. 忽略地转偏向力 在上述假定下，某一时刻引潮力和重力相平衡时，海面保持稳定状态所求得之潮汐即为平衡潮. 二、平衡潮潮高公式 三、潮高公式讨论 hm=hm0+hm1+hm2 hm0= (1/12)H(1-3cos2φ)(1-3cos2δ) hm1= Hsin2φsin2δcosT1 hm2= (1/4)H(1+cos2φ)(1+cos2δ)cos2T1 式中φ地点的纬度，δ为太阴的赤纬，T1 为太阴时角。 1.半日潮、全日潮和长周期潮随纬度的分布 长周期潮在cos2φ=1/3处，即φ=±35 °16‘ 振幅为零，在两极处最大。 全日潮在赤道及两极处为零，在φ=±π/4处最大。 半日潮在赤道最大，随纬度的增加而减小，到两极为零。 两极只有长周期潮。 2.半日潮、全日潮随赤纬变化 当δ=0时，全日潮为零，半日潮最大，此时叫分点潮。 随着赤纬的增加，半日潮成分逐渐减小，全日潮成分逐渐增大。 δ≠0时，全日潮和半日潮迭加形成日不等，随着赤纬的增加，日不等现象也增大，当赤纬最大（月球δmax= 28°35 ‘）日不等现象最显著，此 时叫回归潮。 3.近点潮和远点潮：太阴潮高与月地距离的三次方成反比，因之近点潮差最大，远地点潮差 最小，出现潮汐的月周期（太阳潮也有年周期）。 4.太阴潮与太阳潮共同作用：如果把太阳平衡潮考虑在内，那么，当太阳，太阴时角都为零 或180 °时，潮差最大，当太阴，太阳时角相差90 °或270 °时， 则潮差最小，形成朔望大潮和方照小潮。 潮龄：满月或新月的中天时与大潮发生的时间之差，称潮龄。（潮龄是以天计算） 高（低）潮间隙：从月中天时刻到发生第一次高（低）潮间隙 四、分潮与潮汐调和常数 分潮：引潮力场可以分为许多分场，每一分场为一谐和振动，每一谐和振动就称为一个分潮。 因为每一个分潮可写作h(t)=fHcos(qt+v0+u-K) h分潮潮高，H分潮多年平均振幅，f振幅改正因子，q分潮角速度，v0+u是世界时零时假想天体的相角，K 高潮时落后于月中天时刻的相角 式中f，q，v0+u，均为已知，求出H，K则分潮可求出。 H，K 就称为分潮的调和常数。 五、平衡潮理论的缺点 1.平衡潮理论所求出的最大潮差78cm，这一结果与大洋实际潮差相近，但与浅海地区的潮 差相差很大。 2.按平衡潮理论，赤道永远不会出现全日潮，低纬度地区也以半日潮占势，实际上，赤道和 低纬度有些地区均有日潮出现。 3.没考虑海水的运动，因而无法解释潮流这一重要现象。 4.在一些半封闭的海湾，近海和大洋中，有时出现没有潮汐涨落的点（无潮点），同潮时线 绕无潮点作旋转，两岸潮差不等，平衡潮无此结论。 5.平衡潮认为，月球处在某处上下中天时，该处便会发生高潮，但实际情况并非如此 六、推算潮时的简易方法——八分算潮法 高潮时=0.8h×[农历日期-1（或16）]+高潮间隙 高潮时=月中天时+高潮间隙（江苏11.7） 正规半日潮可加减12h24min 得到另一个高潮时，加减6h12min 得到另一个低潮时 §7.5 潮汐动力理论 二、旋转潮波 在北半球，一般为顺时针旋转，南半球相反，所以与科氏力的影响有关。 三、潮流 1、定义：同潮汐现象同时发生的，海水水平方向上的周期性运动称为潮流。 往复流：流向、流速沿某一方向来回周期变化。 前进波：潮流转向在半潮面 驻波：潮流转向在高低潮。 旋转潮流：流速和流向随时间变化 变截面海湾和河口中的潮波 一、何谓变截面海湾和河口 所谓变截面是指沿海湾和河口主轴线的垂直过水断面不同. 涌潮 一.何谓涌潮 当潮波在浅水中传播时,波剖面将逐渐发生变形.当这种变形的潮波达到某一地点并 满足一定的条件时,波峰前面形成陡峭的水墙,产生不连续面.以不连续 面的形式继续向前传播的现象叫做涌潮. §7.6 风暴潮 风暴潮: 指由于强烈的大气扰动——如强风和气压骤变所招致的海面异常升高现象。 二、分类1. 热带风暴（台风、飓风）：2. 温带气旋3. 风潮： 海洋科学导论复习题 第一章绪论 2.海洋科学的研究对象和特点是什么？ 海洋科学研究的对象是世界海洋及与之密切相关联的大气圈、岩石圈、生物圈。 它们至少有如下的明显特点。首先是特殊性与复杂性。 其次，作为一个物理系统，海洋中水—汽—冰三态的转化无时无刻不在进行，这也是在其它星球上所未发现的。 第三，海洋作为一个自然系统，具有多层次耦合的特点。 3.海洋科学研究有哪些特点？ 海洋科学研究也有其显著的特点。首先，它明显地依赖于直接的观测。 其次是信息论、控制论、系统论等方法在海洋科学研究中越来越显示其作用。 第三，学科分支细化与相互交叉、渗透并重，而综合与整体化研究的趋势日趋明显。 5.中国海洋科学发展的前景如何？ 新中国建立后不到1年，1950年8月就在青岛设立了中国科学院海洋生物研究室，1959年扩建为海洋研究所。1952年厦门大学海洋系理化部北迁青岛，与山东大学海洋研究所合并成立了山东大学海洋系。1959年在青岛建立山东海洋学院，1988年更名为青岛海洋大学。1964年建立了国家海洋局。此后，特别是80年代以来，又陆续建立了一大批海洋科学研究机构，分别隶属于中国科学院、教育部、海洋局等，业已形成了强有力的科研技术队伍。目前国内主要研究方向有海洋科学基础理论和应用研究，海洋资源调查、勘探和开发技术研究，海洋仪器设备研制和技术开发研究，海洋工程技术研究，海洋环境科学研究与服务，海水养殖与渔业研究等等。在物理海洋学、海洋地质学、海洋生物学、海洋化学、海洋工程、海洋环境保护及预报、海洋调查、海洋遥感与卫星海洋学等方面，都取得了巨大的进步，不仅缩短了与发达国家的差距，而且在某些方面已跻身于世界先进之列。 第二章地球系统与海底科学 3.说明全球海陆分布特点以及海洋的划分。 地表海陆分布：地球表面总面积约5.1×108km2，分属于陆地和海洋。 地球上的海洋是相互连通的，构成统一的世界大洋；而陆地是相互分离的，故没有统一的世界大陆。在地球表面，是海洋包围、分割所有的陆地，而不是陆地分割海洋。 海洋科学导论复习提纲 第一章绪论 海洋科学研究内容:全球海洋总面积约3.6亿平方公里，平均深度约3800米，最大深度11034米。全球海洋的容积约为13.7亿立方公里，占地球总水量的97%以上。 海洋科学特点：1、特殊性与复杂性；2、作为一个物理系统，海洋中的三态变化无时不刻不在进行，是其他星球上未发现的。3、海洋作为一个自然系统，具有多层耦合的特点。 研究特点：1、明显依赖于直接观测；2、信息论控制论系统论等方法在研究中越来越显示其作用；3、学科分支细化与相互交叉渗透并重，而综合与整体化研究的趋势日益明显。 海洋学研究意义:1海洋与人类生存环境关系密切；2.海洋蕴藏着丰富的资源（矿产、化学、生物、动力）3.军事、航运、港工、油气开发； 第二章地球系统与海底科学 1、地球外部圈层 （1）按自然地理学观点，地球外部分为五大圈层，从外到内： a、大气圈 b、水圈——97%集中于海洋 2%以固态水存在 c、生物圈——渗透在另三大圈层内部 d、岩石圈——属于地球内部圈层部分 e、人类圈（智能圈） （2）按环境学观点第五圈层为土壤层 （3）按大气科学的观点，第五层为冰雪圈，冰雪圈可包含在广义水圈中 2、地球内部圈层 海洋的划分 1、洋：辽阔连续巨大的咸水体；全球共4个，远离大陆；占海洋总面积的90.3%；水深>2000m，平均3000m；底质为红粘土和软泥；有独立的潮汐与洋流系统；温、盐要素不受大陆影响；平均盐度35，年变化小。 2、海：陆地边缘的咸水小水体；全球共54个，靠近陆地；占海洋总面积的9.7%；水深<2000m；底质：陆沉积；无独立潮汐和洋流系统，潮波是大洋传入；温、盐要素受大陆影响很大。 3、海湾——外宽内窄，洋或海伸进大陆的一部分。海湾中常出现最大潮差，如杭州湾大潮，最大潮差可达8.9m。 4、海峡——两块陆地之间形成的两端连接海洋的狭窄水道。 海的分类 1、陆间海：大陆之间的，面积深度较大。例如—地中海、加勒比海。 2、内海：伸入大陆内部的海，面积较小，其水文特征受周围大陆的强烈影响。世家海和波罗的海。 3、边缘海：位于大陆边缘，以半岛、岛屿或群岛与大洋分隔。如东海、日本海。 南大洋：三大洋在南极洲附近连成一片的水域称为南大洋，又名南极水域。 2.3 海底的地貌形态 海岸带：水位升高便被淹没、水位降低便露出的狭长地带即是海岸带。海岸带是陆地与海洋相互作用、相互交界的一个地带（潮上带，潮间带，潮下带）。 海岸线：陆地与海面的交线。近期大潮平均高潮面与陆岸的交线。 海岸动力学：下界浅海波浪对海底开始起作用的地方，上界最高潮位激浪还能作用到的上限。 潮间带：高潮时的海岸线与低潮时的海岸线之间的带状区域。 一、稳定型大陆边缘：由大陆架、大陆坡和大陆隆三部分组成。 大陆架：大陆周围被海水淹没的浅水地带，是大陆向海洋底的自然延伸。其范围是从低潮线起以极其平缓的坡度延伸到坡度突然变大的地方为止。 大陆坡：大陆坡是一个分开大陆和大洋的全球性巨大斜坡，其上限是大陆架外缘（陆架坡折）， 海洋的重要性 海洋与人类生活息息相关，紧密相连.覆盖地球表面71%的海洋，是太阳系其它星球所见不到的最为独特地理景观。随着世界经济发展、科技进步和人民生活水平的不断 提高，人类对资源的需求与日俱增，人口、资源、环境问题进一步加剧，海洋环境的 研究，海洋资源开发利用、保护和管理，以及海洋教育已受到各国普遍重视。海洋中 含有丰富的资源。海洋生物资源、海水化学资源、海洋矿产资源、海洋能源以及海上 航运交通皆对人类的生存发展和世界文明的振兴进步产生重大的影响。自古以来，人 类对海洋开发利用就极其投入，随着世界技术革命的不断深入和陆地资源的日趋匮乏，开发利用海洋资源日益成为今后世界新的潮流。近些年来，人类对海洋的认识和开发 利用的成就是以往任何时期都无法比拟的。海洋的多种资源和产生的巨大经济效益越 来越引起人类的关注，实践证明，海洋是人类生产和生活不可缺少的领域，海洋对人 类的影响随着时间的推移将会成倍的增长，海洋是人类社会持续发展的希望所在，正 像众多专家预言的一样，未来世纪是人类的海洋世纪。 除了蕴藏丰富的海洋资源以外，辽阔的海域还是交通的通道、防御外敌入侵的天然屏障，开发利用海洋、发展海洋事业与人类的文明发展息息相关。特别是21世纪中叶，世界人口将达到60亿的高峰期，由于陆地资源人均占有量少，环境压力大，海洋客观上已成为世界后备资源基地及某些主要战略资源的接替区。大力发展海洋产业，是解 决世界人口、资源、环境压力最现实、有效的途径之一。因此人类开发海洋资源主要 从以下五个方面进行： 1. 海洋生物资源的开发 首先是发展海洋牧场。由于现代科学技术越来越多地应用到海洋渔业当中，使捕鱼率 大大提高，但也导致天然渔业资源的衰退。因此，各海洋国家都非常注意开发海洋牧场，即用人工繁殖的苗种，在人为的舒适环境中经过中间培养，然后放到海洋中养殖，摄取海水中的天然饵料生物来生长发育，最后科学合理地进行捕捞。从而使海洋渔业 由传统的捕捞垂钓型向养殖放牧型的现代化海洋牧场方向发展。其次，生物工程技 术为改善海产品的质量开辟了新途径。例如用重组DNA技术生产的生长激素使鱼的体 试题一 一、填空题（2×10=20分） 1、理论上初一、十五为（）潮。 2、风海流的副效应是指（）和下降流。 3、海水运动方程，实际上就是（）在海洋中的具体应用。 4、海水混合过程就是海水各种特性逐渐趋于（）的过程。 5、海面海压为0，每下降10米，压力增加（）。 6、我们平日所见的“蔚蓝的大海”，蔚蓝指的是大海的（）色。 7、引起洋流西向强化的原因是（）。 8、开尔文波的恢复力为重力和（）。 9、风浪的成长与消衰主要取决于海面对（）摄取消耗的平衡关系。 10、根据潮汐涨落的周期和潮差情况，舟山属于（）潮。 二、名词解释（2×10=20分） 1、月球引潮力 2、波形传播的麦浪效应 3、黄道 4、浅水波 5、最小风时 6、回归潮 7、南极辐聚带 8、倾斜流 9、波群 10、海水透明度 三、判断题(对——T,错——F)（1×10=10分） 1、大洋深层水因为发源地影响而具有贫氧性质。 2、无限深海漂流的体积运输方向与风矢量垂直，在南半球指向风矢量的左方。 3、浅水波水质点运动轨迹随着深度增加，长轴保持不变。 4、埃克曼无限深海漂流理论中，海面风海流的流向右偏于风矢量方向45度。 5、以相同能量激发表面波与界面波，界面波的振幅比表面波大。 6、小振幅重力波所受的唯一恢复力是重力。 7、风浪的定常状态只与风时有关。 8、当波浪传到近岸海湾时，波向线会产生辐聚。 9、驻波波节处水质点没有运动所以被叫做驻波。 10、水下声道产生的原因是声线会向温度高的水层弯曲。 四、简答题（10×5=50分） 1、试从天文地理两方面解释钱塘潮成因。 2、试描述世界大洋表层水环流的主要特征。 3、有人说“无风不起浪”，可又有人反对说明明是“无风三尺浪”，你说呢？ 简议测绘学 一、总述 作为一门有着悠久历史的科学，测绘学起源于人们的生产实践，并随着社会的发展而不断发展。从公元前1400年的古埃及河谷和平原发现的证据所表明的地产边界的测定，到公元前3世纪中国人磁罗盘的制作；从以毕达哥拉斯(Pythagoras)、亚里士多德(Aristotle)为代表的学者们提出的地圆说，到近代牛顿(J.Newton)、惠更斯(C.Huygens)的地扁说,再到利斯汀（Listing)提出的大地水准面，直至后来的莫洛坚斯基（Molodenskey)理论。这些众多的科学史实说明了，测绘学与人们的生活息息相关，并且随着时间不断发展和完善。 进入近现代，两次工业革命彻底改变了科技的发展速度和发展轨迹，信息技术革命给科技发展注入了更强的动力。随着科学技术质和量的飞跃，测绘学也取得了长足的发展进步。远远超越原始最基本的简单测量，测绘学的理论和方法发生了巨大的变化，测绘学逐渐成为一个由大地测量学、摄影测量学、地图制图学、工程测量学、海洋测绘学、全球卫星导航定位技术、遥感科学和技术、地理信息系统等细小分支所构成的日趋完整且日渐严密的科学系统，并且在现代的国民经济和国防建设中发挥着越来越重要的作用。 二、测绘学主要分支的概述： 1.大地测量学 大地测量学主要研究地球表面及其外层空间点位的精密测定、地球的形状、大小和重力场，地球整体和局部运动，以及它们的变化的理论和技术。作为一门古老而又年轻的科学，是地球科学的一个重要分支。其基本目标是测定和研究地球空间点的位置、重力及其随时间变化的信息，为国民经济建设和社会发展、国家安全以及地球科学和空间科学研究等提供大地测量基础设施、信息和技术支持。现代大地测量学与地球科学和空间科学的多个分支相互交叉，已成为推动地球科学、空间科学和军事科学发展的前沿科学之一，其范围也已从测量地球发展到测量整个地球外空间。 更具体的讲，大地测量学的基本任务是：1）建立和维护高精度全球和区域性大地测量系统与大地测量参考框架；2）获取空间点位置的静态和动态信息；3)测定和研究地球形状大小、地球外部重力场及其随时间的变化；4)测定和研究全球和区域性地球动力学现象；5）研究地球表面观测量向椭球面和平面的投影变换及相关的大地测量计算问题；6）研究新型 海洋科学导论题目：海水运动及其对气候的影响 姓名曹静逸 学号1012101104 班级测绘一班（10121011） 二Ｏ一一年十一月二十四日 目录 绪论 (1) Part1 海洋环流 (2) 1.1海流的分类 (2) 1.2海流形成的原因 (3) 1.3地转偏向力与地转流 (3) 1.4上升流与下降流 (4) 1.5风海流理论 (5) Part2 潮汐 (6) 2.1潮汐现象概述 (6) 2.2 潮汐的分类 (7) 2.3 引潮力 (7) Part3波浪与深层水 (8) 3.1 波浪 (8) 3.2 大洋深层水的运动及主要特征 (9) Part 4 海水运动对沿岸的影响 (9) 4.1 气候系统 (9) 4.2海洋对气候系统的作用 (9) 4.3洋流对沿岸地理环境的影响 (10) 参考文献 (10) 绪论 1、海洋是环境的产物。在地球上，通过能量、物质的相互传递与环境相互作用。（1）它占地球表面积70.8%，被陆地分隔。 （2）海洋平均深度为3800米，最深为11034m（陆地海拔最高为8848米)，（3）海洋中海水的运动以水平运动为主。 （4）北半球，陆地占其总面积的67.5%，南半球占32.5%；北半球陆地和海洋比例为60.7%和39.3%，南半球海陆比例为80.9%和19.1%。 （5）各大洋水域连成一体，可以充分进行物质和能量的交换。北半球陆地几乎连成一体，阻挡了北冰洋与其他大洋的水交换，使北冰洋底层水无法流出、进入其他大洋。其他大洋底层水均来自于南极大陆附近的边缘海。 2、海洋的概述 （1）洋：辽阔连续巨大的咸水体；占海洋总面积的90.3%；全球有4个,分别为太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋。 洋的水文特征：远离陆地，受陆地影响小； 面积大，水深（平均2~3千米）； 有独立的环流和潮波系统； 底质为软泥、红粘土。 平均盐度35，年变化小。 （2）海：陆地边缘的咸水小水体；占海洋总面积的9.7%；全球共54个。 海的水文特征：靠近陆地，受陆地影响大； 面积小，水浅(小于2千米)； 无独立的潮波系统,潮波是大洋传入； 底质为陆沉积； 海洋科学专业论文参考文献 海洋科学是研究海洋的自然现象、性质及其变化规律，以及与开发利用海洋有关的知识体系。下面是整理的海洋科学专业论文参考文献，欢迎阅读。 [1].陈华锋;海洋科学考察可视化航次设计研究及应用[D].浙江大学.2009 [2].刘峰;基于网络的海洋大气地理信息平台可视化系统架构设计与算法实现[D].中国海洋大学.2009 [3].李树华;面向海洋数值模拟的数值可视化信息系统设计与实现[D].中国海洋大 学.2013 [4].李庚泽;海洋环境参数与港口信息可视化查询系统关键技术研究与实现[D].西北大学.2012 [5].李文亭;机载合成孔径雷达海洋场景仿真系统设计与可视化实现[D].上海交通大学.2010 [6].耿丽丽;海洋环境空间数据管理及网络可视化系统设计与实现[D].浙江大学.2010 [7].孟娟;海洋数据平台数据可视化查询与展示子系统设计与实现[D].中国海洋大 学.2013 [8].王良武;海洋科学综合考察船升降鳍板系统设计研究[D].武汉理工大学.2011 [9].周杲;地质科学计算可视化软件系统研究一地质科学计算可视化系统组件的设计与研究[D].成都理工大学.2002 [10].金海丰;船舶与海洋工程管理信息系统数据库优化研究[D].天津大学.2012 [11].秦勃;海洋环境信息可视化网格平台关键技术研究[D].中国海洋大学.2008 [12].宋转玲;国家自然科学基金青岛海洋资料共享服务系统设计与实现[D].国家海洋局第一海洋研究所.2008 [13].赵丹;基于黄河三角洲海洋地理信息数据仓库的数据挖掘与可视化技术研究[D].中国海洋大学.2005 [14].王加亮;基于云计算的海洋环境信息可视化平台技术研究[D].中国海洋大学.2013 [15].赖剑菲;海洋水文气象信息可视化表达的若干关键问题的研究[D].武汉大学.2005 2020年考试内容范围说明 考试科目名称:海洋科学导论 考查要点: 一、地球系统与海洋科学 海洋科学在地球系统科学中的地位，海洋在国防安全、防灾减灾、资源可持续利用和海洋装备工作保障中的作用，结合国家海洋强国战略，认识未来海洋科学发展趋势。 二、海底科学基础 地球圈层结构与海陆划分的基本概念，海底地形与板块构造学说，海洋沉积类型与成因；海底底质声学属性特征；海底矿产资源成因。 三、海水的物理特性与大洋的层化结构 海水的主要热学和力学性质；世界大洋的热量与水量平衡；世界大洋温度、盐度、密度的分布和水团。 四、海洋环流 地转流特征及形成原因；风海流的形成规律；世界大洋环流和水团分布特征；海流的基本声学观测方法。 五、海洋波动 波浪要素、小振幅重力波；海洋内波特点与成因；风浪和涌浪的区别及其对船舶航行安全的影响。 六、海洋潮汐 潮汐现象特点与形成、控制因素；平衡潮含义与成因；潮汐动力理论。 七、海气相互作用规律 平均大气环流，海洋上的天气系统，不同尺度海气相互作用基本特征，海洋在气候变化中的作用，ENSO、PDO、AO、NAO等气候波动如何影响中国近海。 八、海洋生态系统与资源可持续利用 海洋生态系统基本概念和组成，海洋生物生产力及其调节因素，主食物链与微食物环，海洋生态系统对气候变化的响应，海洋生物资源及其可持续利用，赤潮灾害及其遥感监测。 九、海洋声、光传播及其卫星遥感应用 海洋声学特性，海洋中声的波导传播与反波导传播，海洋声学探测应用；海水中光的散射与衰减；海水透明度及其影响因素；海洋遥感主要类型与探测要素。 十、中国近海的区域海洋学 水团和海洋锋；海水化学要素的分布与变化；生物特征与海洋资源。 考试总分：150分 考试方式：笔试（闭卷）考试时间：3小时 考试题型：名词解释（20分） 简答题（50分） 综合题（80分） 参考书目： 冯士祚等，《海洋科学导论》，高等教育出版社，1999； 张荣华等，《海洋学导论》（原书第11版）译著，电子工业出版社，2017。 一、填空题 1、按照海所处的位置可将其分为陆间海、内海和边缘海，据此则东海属于边缘海，渤海属于内海，地中海属于陆间海海。 2、一只船在极地融冰区通过时, 船只不能前进或进速甚为缓慢,这就是”死水”现象.其原因是在淡咸水的界面上产生内波。 3、海水的沸点和冰点与盐度有关，即随盐度的增大，沸点升高而冰点下降。 4、源地和形成机制相近，具有相对均匀的物理、化学和生物特征及大体一致的变化趋势，而与周围海水存在明显差异的宏大水体称为水团，温-盐特性作为分析水团的主要指标。 《 5、根据经典性观点，现代陆架上主要分布着三种沉积物：现代沉积、残留沉积、准残留沉积。 6、海水中由氮、磷、硅等元素组成的某些盐类，是海洋植物生长必需的营养盐，通常称为植物营养盐。 7、地球绕地月公共质心公转所产生的公转惯性离心力与月球引力的合力称为引潮力。 8、海洋生物通过同化作用生产有机物的能力称为海洋生产力。 9、海洋中水的收入主要靠降水、径流和融冰；支出主要有蒸发 ； 和结冰 10、大洋西岸流线密集、流速大；而大洋东岸稀疏、流速小，这种现象被称为洋流西向强化。 11、深水波的群速为波速的一半；浅水波的群速与波速相等，群速也可视为波动能量的传递速度。 12、根据潮汐静力理论，在赤道上永远出现正规半日潮；当月赤纬不等于0时，两极高纬地区出现正规日潮；当月赤纬不等于0时，在其他纬度上出现日不等现象，越靠近赤道，半日潮的成分越大，反之，越靠近南、北极日潮的成分越显著。 二、名词解释 ( 1、饱和水汽压: 水分子由水面逃出和同时回到水中的过程达到动态平衡时，水面上水汽所具有的压力称为饱和水汽压 2、两极同源:主要是指同一属中两个极为相近的种类分别分布在南、北半球高纬度海域，而不出现于低纬度海域。 3、地转流：在不考虑海水的湍应力和其它能够影响海水流动的因素时，在水平压强梯度力作用下运动的海水，当其水平压强梯度力与科氏力大小相等方向相反时的定常流动称为地转流 4、科氏力：由于地球自转所产生的作用于运动物体的力称为地转偏向力或科氏力 5、生物多样性：生物多样性是所有生物种类，种内遗产变异和它们的生存环境的总称，包括所有不同种类的动物、植物和微生物，以及它们所拥有的基因，它们与生存环境所组成的生态系统。 @ 三、简答题 1、简述影响海水对CO2吸收的因素有哪些 答：一是海水的静态容量，即达到平衡后海水中的二氧化碳含量增加多少，即热力学平衡问题； 二是动力学问题，即大气-海洋之间二氧化碳交换速度有多快； 三是海水铅直混合速率。 《地球科学概论》作业 自然灾害小议 姓名： 学号： 专业： 第1页共6页 日本里氏9.0级地震的风波还未平息，5.12全国防灾减灾日的警钟还在回响，就在此刻，在我国广阔的南方严酷的旱情已持续数月，再放眼大洋彼岸，呼啸的龙卷风袭击了密苏里州，留下了断壁残垣。追根溯源，人类近万年的文明史从某种程度上也可以看成一部与自然灾害抗争的历史，直至今日，在科技高度发达的今天，人类依然无法完全预防自然灾害，地震的预测，旱灾的预防等等难题一直悬而未决。但是千年来与自然灾害抗争的历史依然让人类学到了许多，我在接触这门课以后，通过阅读书籍和查阅相关资料，对自然灾害的形成、作用、预防有了更深入的了解，也形成了一些个人的看法，这也是本篇论文所想要表达的。 1.自然灾害简述 自然灾害在地球科学概论的书本上有着明确的定义，它是指由于自然异常变化造成的人员伤亡、财产损失、社会失稳、资源破坏等现象或一系列事件。自然灾害对人类社会所造成的危害往往是触目惊心的，它覆盖很广，包括地震、火山爆发、泥石流、海啸、台风、洪水等突发性灾害；也有地面沉降、土地沙漠化、干旱、海岸线变化等在较长时间中才能逐渐显现的渐变性灾害；还有臭氧层变化、水体污染、水土流失、酸雨等人类活动导致的环境灾害。其中我想要重点讨论的是我国多发的自然灾害，同时会重点分析地震灾害。 在世界范围内较重大的突发性自然灾害主要有：旱灾、洪涝、台风、风暴潮、冻害、雹灾、海啸、地震、火山、滑坡、泥石流、森林火灾、农林病虫害等等。而在我国，自然灾害的种类也相当繁多，地震、台风、洪水、干旱、泥石流、山体滑坡、海啸、冰雹、崩塌、地面塌陷、沙尘暴等等，每年都要在全国和局部地区发生，造成大范围的损害或局部地区的毁灭性打击，给我国经济文化发展造成了相当大的阻碍。 作为世界上自然灾害种类最多的国家，在我国，自然灾害被详细地分为七大类：气象灾害、海洋灾害、洪水灾害、地质灾害、地震灾害、农作物生物灾害和森林生物灾害和森林火灾。近40年来，据相关部门统计，每年由气象、海洋、洪涝、地震、地质、农业、林业等七大类灾害造成的直接经济损失，约占国民生产总值的3％(5％，平均每年因灾死亡数万人)。此外，经济发展，人口增长和生态恶化，尤其是灾害高风险区内人口、资产密度迅速提高，使自然灾害的发生频率、影响范围与危害程度均在增长，成为一些地区长期难以摆脱贫困的重要制约因素。特别是2008年以来，我国发生了一系列重大自然灾害，如汶川地震、暴雪、青海地震、舟曲泥石流、长江沿线各省重大洪涝灾害，面对这些如此频繁且重大的灾害，在世界上来说都是相当少见的。 2.我国的自然灾害成因 海洋科学导论试题一、名词解释 1. 海洋科学：研究地球上海洋的自然现象、性质与其变化规律，以及和开发与利用海洋有关的知识体系。 2. 大陆架：海岸线到水深200米以内，平均深度133米；宽度1—1000km，平均75km ;平均坡度度；地壳为硅质花岗岩构成。浪、潮、流季节变化，丰富的油气田，渔业，养殖业主要 场所。 3. 海洋科学分支：物理海洋学、化学海洋学、生物海洋学、海洋地质学、环境海洋学、海气相互作用以及区域海洋学等。 4. 海洋科学研究的对象及特点： 特殊性与复杂性：极大的比热容、介电常数和溶解能力，极小的粘滞性和压缩性等。 海洋中水-汽孙三态的转化无时无刻不在进行。海洋每年蒸发约44X 108t淡水 海水的运动还受制于海面风应力、天体引力、重力和地球自转偏向力等。诸如此类各种因素的共同作用，必然导致海洋中的各种物理过程更趋复杂，即不仅有力学、热学等物理类型，而且也有大、中、小各种空间或时间特征尺度的过程。 具有多层次耦合的特点蒸发与降水，结冰与融冰，海水的增温与降温，下沉与上升，物质的溶解与析出，沉降与悬浮，淤积与冲刷，海侵与海退，潮位的涨与落，波浪的生与消，大陆的裂离与聚合，大洋地壳的扩张与潜没，海洋生态系平衡的维系与破坏等等。海洋科学研究 的特点： 1. 它明显地依赖于直接的观测 2. 信息论、控制论、系统论等方法，在海洋科学研究中越来越显示其作用。 3. 学科分支细化与相互交叉、渗透并重，而综合与整体化研究的趋势日趋明显。 5. 太阴日 地球上一点由第一次正对月球中心的的二次正对所需的时间 太阴日=平太阳日时=20 h 50 min （由于月球公转速度大于太阳在地球上的视觉运动 速度，当地球转动一周，平太阴日以运行了大约度。地球上一点由第一次正对月球中心的的二次正对约需旋转度角！） 6.新中国海洋科学的发展历程1950 年8月就在青岛设立了中国科学院海洋生物研究室。 《海洋科学概论论文》 考号：28号 生命的起源与发展 学院： 班级： 姓名： 学号： 日期： 生命的起源 内容简介：从地球的演化形成，关于生命起源的学说，生命最初的存在形式及演化、分类。 引言：生命的起源一直是很古老而又年轻的话题，他的古老在于，很久很久之前，人们就开始好奇，开始探索：而他的年轻则是因为，直到现在人们还是没有真正探索清楚，并且不断有新的发现。对生命起源的探索是人类认识自己认识自然必须经历的阶段，这不仅仅是简单的认识，更是在积极的寻求自身发展。从地球最初的形成，到第一片海洋，第一片大陆的诞生，再到第一个生命开始，发展壮大，这一切的一切那么自然，又那么神秘…… 一．地球的演化形成 关于地球的演化，科学界也一直有着不同的看法。但是已经形成了一种比较公认的看法，那就是地球的内部圈层与外部圈层的发展与演化是相互关联的。地球的演化 主要分为以下几个阶段：（一）冥古宙；（二）太古宙；（三）元古宙；（四）显生宙。 如下图： 根据上面的表格可以很明显的了解到，地球是经过数十亿年的漫长变化才逐渐形成今天的具有先进系统的地球。应当引起注意的是，现有的假说并不能作出对宇宙及地球起源以及进化的定论，科学探索仍然在进行中。地球的演化离不开她的载体宇宙，也离不开最基本的结构基础物质。正是在宇宙创造的各种有利条件和物质无休止的发展变化中，地球一步步的成长演化。如今地球仍然在不停的变化演化之中。很难设想，数亿年之后，地球乃至宇宙将会是什么样子？茫茫宇宙，究竟还隐藏着多少不为人知的奥秘？这些问题，也是无数科学家不懈研究地球起源与进化的不竭动力。 二．关于生命起源的学说 当第一只古猿解放双手开始直立行走，进化成人类，当人类不再为食物奔波劳碌，开始学会思考，人便开始好奇，好奇自己从哪里来，于是便有了各种各样的猜想，这些学说大致有以下几种： 1．创造论或神创说 创造论认为世界万物都是由神所创造。比如上帝、阿尔修斯。在《圣经》上说，“起初，神创造天地。这种学说把一切自然现象都归结于神的创造。 2. 自然发生论 又称“自生论”或“无生源论”，认为生物可以随时由非生物产生，或者由另一些截然不同的物体产生。如中国古代所谓“肉腐出虫，鱼枯生蠹”。中世纪有人认为树叶落入水中变成鱼，落在地上则变成鸟等。自然发生说是19世纪前广泛流行的理论，这种学说认为，生命是从无生命物质自然发生的。 但是，1860年，法国微生物学家巴斯德设计了一个简单但令人信服的肉汤实验，彻底否定了自然发生说。他的实验为科学家进一步否定“自然发生论”奠定了坚实的基础。 现代生物学，化学的研究结果发现生命的创造只能通过遗传物质的复制，以及细胞的分裂过程来实现。我们在生活中所直观观察到的生命“自生”现象，全部都是某种不易发现的复制过程在起作用。这些发现彻底地否认了自然发生论的可能性， 3.陆地起源说 地质学家们于1946年在澳洲埃迪亚加拉山的赤红岩层中发现了最古老的大型多细胞化石，其生存年限要早于寒武纪进化大爆炸（Cambrian evolutionary explosion），先前的研究表明正是在该时期产生了类似于这些化石的现代动物群化石。这些化石要追溯到至今 5.42亿至 6.35亿年前的埃迪卡拉纪(Ediacaran)时期，其中有狄更逊水母(Dickinsonia)化石。埃迪亚加拉纪化石代表了一种独立的陆地生命进化辐射模式，这种模式要比寒武纪进化大爆炸出现的海洋生物至少早2000万年。长期以来，远古时期的多细胞化石被认为是早期海洋生物的先祖，它们生活在海洋里，是一些陆栖地衣或其他微生物菌群的残留部分。但最新的化石研究发现，这些远古时期的多细胞生物与陆生生物具有共性，所以它们很可能是生活在陆地上的，而非海洋里[1]。 4.化学起源说 化学起源说是被很多学者接受的生命起源假说。这一假说认为，地球上的生命是在地球温度逐步下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的。 米勒模拟实验（Miller’s simulated experiment）通过模拟的原始大气中的最初物质，通过通电引爆，合成小分子有机物，进而合成大分子有机物，最终成为生命。这个过程漫长而复杂，因为有比较充分的根据和实验证明，这一学说为多数科学家接受。生命起源是一个自然历史时间，是整个宇宙演化的一部分。但仍需要深入进行研究。但是米勒实验有如下缺陷：米勒试验提供持续的电能，但是原始时代的地球不一定；不能完全确定米勒试验各物质浓度的配比；氨基酸很可能是宇宙流星和彗星在撞击地球的时候带出的，因为当时这种现象十分普遍，科学证明氨基酸可以在宇宙的恶劣环境中存在；地球的高温环境和强烈的紫外线会使有机物迅速分解。 该理论的质疑者认为，仅仅能够证明蛋白质大分子可以自然形成便宣称生命可以如此自发产生，就好比给猴子一台打印机，就宣称它可以写出一本红楼梦。形成一个大分子固然简 中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述： 海洋生物学是研究海洋中生命有机体的起源、分布、形态结构、进化与演替特征、生命过程及其规律，并探索海洋生物之间以及生物与海洋环境之间相互作用和影响的科学。本课程主要介绍海洋生物的形态学、分类学、生理功能、习性和分布、生殖与发育、资源开发与合理持续利用、各生物类群与环境的相互关系等，使学生对海洋生物类群有一个全面而系统的认识和了解。 2.设计思路： 作为专业核心课程，《海洋生物学》设置的目的是使学生掌握海洋生物的形态学、分类学、习性、分布以及各生态类群与环境的相互关系等。教学思路如下：1）介绍海洋生物学的概念和特点、海洋生物学研究的历史和现状；2）简述海洋生物与海洋环境的关系及海洋生物对海洋环境条件的适应；3）讲述海洋生物的分类与特征，主要介绍原核生物、原生生物、海洋真菌、海洋植物、海洋无脊椎动物、半索动物、脊索动物(包括海洋鱼类、海洋爬行类、鸟类和哺乳类)等；4）海洋生物资源利用与保护。 3. 课程与其他课程的关系： 先修课程：普通生物学、基础生态学等；并行课程：环境海洋学、环境微生物学、 - 1 - 环境生物学、生物化学、分子生物学、生态毒理学；后置课程：海洋生物学实验、生物海洋学。 本课程与上述课程构成了环境科学专业环境生物与化学方向有关海洋生物与生态的课程群，内容和要求各有侧重、联系密切。 二、课程目标 《海洋生物学》是环境科学专业的核心课程，主要目标是通过课程的学习，使学生掌握海洋生物学的基本理论和知识，包括海洋生物形态学、分类学、生理功能、习性和分布、资源开发与合理持续利用、各生态类群与环境的相互关系及各生态类群的研究方法等，使学生对海洋生物类群有一个全面而系统的认识和了解，为今后学习其他相关专业课程打下扎实的基础。 三、学习要求 教学过程包括课堂授课与讨论、课外作业等形式，要求学生做到课前提前预习教材相关章节、课后完成课下作业；教学过程中，重点内容会组织小组讨论，由学生分组针对特定的科学问题做调研，并以PPT的形式课上报告，交流讨论。 要完成所有的课程任务，学生必须： （1）按时上课,上课认真听讲，积极参与课堂讨论、随堂练习和测试。本课程将包含较多的随堂练习、讨论、小组作业展示等课堂活动，课堂表现和出勤率是成绩考核的组成部分。 （2）按时完成常规作业。这些作业要求学生按书面形式提交，只有按时提交作业，才能掌握课程所要求的内容。延期提交作业需要提前得到任课教师的许可。 （3）完成教师布置的一定量的文献和背景资料阅读等作业，其中大部分内容要求以小组合作形式完成。这些作业能加深对课程内容的理解、促进同学间的相互学习、并能引导对某些问题和理论的更深入探讨。 - 1 - 海洋科学导论试题 一、填空题 1、按照海所处的位置可将其分为陆间海、内海和边缘海，据此则东海属于边缘海海，渤海属于内海，地中海属于陆间海海。 2、一只船在极地融冰区通过时, 船只不能前进或进速甚为缓慢,这就是”死水”现象.其原因是在淡咸水的界面上产生内波。 3、海水的沸点和冰点与盐度有关，即随盐度的增大，沸点升高而冰点下降。 4、源地和形成机制相近，具有相对均匀的物理、化学和生物特征及大体一致的变化趋势，而与周围海水存在明显差异的宏大水体称为水团，温-盐特性作为分析水团的主要指标。7、地球绕地月公共质心公转所产生的公转惯性离心力与月球引力的合力称为引潮力。 9、海洋中水的收入主要靠降水、径流和融冰；支出主要有蒸发 和结冰 10、大洋西岸流线密集、流速大；而大洋东岸稀疏、流速小，这种现象被称为洋流西向强化。 11、深水波的群速为波速的一半；浅水波的群速与波速相等，群速也可视为波动能量的传递速度。 12、根据潮汐静力理论，在赤道上永远出现正规半日潮；当月赤纬不等于0时，两极高纬地区出现正规日潮；当月赤纬不等于0时，在其他纬度上出现日不等现象，越靠近赤道，半日潮的成分越大，反之，越靠近南、北极日潮的成分越显著。 13、活动型大陆边缘是全球最强烈的构造活动带，集中分布在太平洋东西两侧，故又称太平洋型大陆边缘，其可进一步分为岛弧亚型和安第斯亚型两个亚型。 14、Wilson旋回将大洋盆地的形成和构造演化归纳为胚胎期、幼年期、成年期、衰退期、终了期和遗痕期。据此则东非大裂谷属于胚胎期，而大西洋属于成年期。 3、水分子由水面逃出和同时回到水中的过程达到动态平衡时，水面上水汽所具有的压力称为饱和水汽压。 6、大洋上层西边界流主要有湾流、黑潮。 7、表面波的恢复力主要为重力，而内波的恢复力则为科氏力和弱化重力。 8、海洋向大气提供热量有两种方式分别是潜热输送和感热交换。 9、深层环流的驱动力是海水密度差异。 12、在不考虑海水的湍应力和其它能够影响海水流动的因素时，在水平压强梯度力作用下运动的海水，当其水平压强梯度力与科氏力大小相等方向相反时的定常流动称为地转流。 13、海水混合的方式主要有分子混合、涡动混合和对流混合。 14、对小振幅重力波而言，深水波波速取决于波长，而浅水波波速取决于水深。 1. 2.1.3地球内部圈层结构------地球内部圈层结构划分为（地壳）、（地幔）和（地核）三大圈层构成。 2. 2.2.2海洋的划分------ 世界大洋通常被分为（太平洋）、（大西洋）、（印度洋）、（北冰洋）所组成。 3. 2.3.2大陆边缘------ 太平洋型大陆边缘活动性可分为（岛弧亚型）和（安第斯亚型）两种类型。 4. 2.3.2大陆边缘------ 大陆边缘是（大陆）与（海洋）之间过度带组成，其构造活动性分为（稳定性）和（活动型）两大类。 百度文库- 让每个人平等地提升自我 中国地质大学（北京） 课程期末考试论文（读书报告） 课程名称：海洋科学导论 任课教师： 学时：32 开课院系：海洋学院 学生姓名： 学号： 开课时间： 一、《海洋科学导论》的主要内容？结合自己的专业谈谈学习感受。 二、答：（一）通过学习，我认为“海洋科学导论”的基本内容主要 包括： 三、1．海洋科学发展史、研究海洋的意义以及海洋未来的发展趋势。 海洋是生命的起源，是生命的守护神，它的发展史是人类不断探索其奥秘的文明史；海洋有着丰富的生物资源、矿产资源、动力资源和空间资源，基于人口、资源、环境的强大压力，现在人们越来越关注海洋这一巨大宝库，积极采取合理的方法对海洋进行研究与开发，同时我们学习了海陆分布的基本状况，我国海洋的现状。 四、2．地球上海洋分布的基本特征及其自然效应，地球的结构、海 与洋定义及特征，地球上三大洋情况分述。我们了解地球的基本结构，海洋主要有连续性、广大性等特点，用海和洋的基本特征来区分海和洋，地球上洋和海的基本分布。 五、3．海底的一些基本知识，主要有海底地貌构造及其历史演化， 海底扩张与板块构造、海底地貌现象的地质解释。这些知识主要是与地质、地貌有关，对于研究海底有很大作用，便于分析海洋上的一些情况。 六、4．海水的物理、化学特性和海水运动。海水基本的物理性质， 海水的运动形式，世界洋流的分布情况及运动情况，水团。 七、5．海洋的化学资源及生物资源。海水的组成和特性、海水中的 化学反应，海洋化学资源、海洋化学环境及保护及海洋生物的分类系统。 八、6．海洋高新技术及海洋法与海洋权益。 （二）谈到学习海洋科学导论与我专业的关系，首先二者都是地质方面的内容，具有很强的关联性。海洋是地质研究的一个很重要的载 体，海洋中的洋中脊、大洋沉积等对研究现今的地质现象有很重 要的意义。通过海洋生物在岩石中形成的化石判断岩层的形成时 期是当今地质工作中判断地层形成时期的一种简单而有效地方 式。同时我学习的专业是地下水科学与工程，这与海洋科学又有 特别的联系，二者都与水有密切的关系，海洋是地球包含水最多 的地球系统，其他地球系统都很大程度上受到海洋的影响。当今 的缺水问题已成了全社会的共同关注的问题，陆地上淡水资源（特 别是地下水）的缺乏严重制约影响人类经济社会的发展，如何解 决陆地缺水问题，已成为现今的重要的议题。学习海洋科学，利 用科学的方法为人类开辟新的淡水资源来源，同时为人类提供更 多的储备淡水，促进人类社会的和谐可持续发展，使我们地质类 专业，特别是以研究水为主要对象的地下水科学与工程专业的学 生应该承担的责任。同时，学习并研究海洋科学，可以对为临海 地区盐碱化问题提供解决方案，保护临海地区地下水不受海洋咸 水的污染。同时，地质专业的学习中，内容相对枯燥、抽象，在 专业学习中融入海洋科学的学习，一方面可以扩展我们的知识面 为今后的学习工作奠定更加厚实的基础，另一方面还能增加学习 的趣味性，使地质专业的学习成为一件有趣的事。 九、海洋生物的分类依据？试举例说明。 必做作业 向一个没有学过海洋学的人介绍并解释大尺度海流与普通人直觉相悖的现象。 一、风海流体积输送方向与风向垂直（北冰洋浮冰随海水运动的方向与风吹方向不一致） 首先，我们应当知道，风海流是湍切应力和科氏力平衡时的稳定流动。 为了更好地解释这一现象，我们引入一个理想的海水模型： 1)密度均匀； 2) 海区无限宽广，海面无起伏； 3) 风场均匀，长时间吹； 4) 科氏力不随纬度变化； 5) 只考虑垂直涡动粘滞系量引起的水平方向的摩擦，且视为常数。 也就是说，在我们研究的理想海水中，密度均匀，海区宽广，这意味着因密度造成的海流和地形的制约因素可以不考虑；风场均匀并且恒有风，意味着风海流的动力是源源不断且均匀的；科氏力，也就是地转偏向力不随纬度变化，即海水的受力不会因位置的变动而改变大小；同时，我们只对水平方向上海水层之间的摩擦力予以考虑，方便起见，将其大小视为常数。 于是，我们可以在理想海水海面上加一股定向的风，假设风吹向北。由于海水表面与大气的摩擦力的存在，海水得以运动，而科氏力的存在，又使得海面上海水流动方向与风向存在一个45°夹角，即海面海水流向东北。 我们继续研究更深处海水的运动状态。可以想见，随着深度的增加，风的动能越来越多地通过摩擦力做功转化为海水的内能，海水的流速在竖直方向上显著减小，到达一定深度后，海水的流速甚至不到表面流速的5%. 另一方面，科氏力在海水的运动中客观存在着，并显著改变着其方向。如果把海水看做由一层一层薄薄的海面拼合而成，那么，上一层海面的运动会带动下一层海面的运动，他们间的摩擦力因上一层海水的运动产生，方向与其运动方向一致，但科氏力的方向不会改变，于是他们的合力方向愈发向右偏（对于科氏力向右的北半球而言），进而导致每一层海水的运动方向都较上一层偏右，在到达某一深度时，甚至会偏向与表面海水完全相反的方向。 该模型被称为埃克曼（Ekman）深海漂流理论，在三维空间中，每一层海水速度矢量终点的连线呈螺旋状下降，该曲线叫做埃克曼螺旋线。 而对沿竖直方向从海面到无限深处速度的定积分，便是风海流的体积输送量。为了方便计算，我们从北向和东向分别求定积分。计算结果告诉我们，北向的定积分为零，而东向的定积分为一常数。这也就意味着，虽然速度方向千变万化，风海流的体积输送方向却是与风向垂直的正东！ 积分算是十分复杂，我们不妨定性地解释这一现象。上文说到，从表面到深水，每一层海水的运动速度不断减小，方向不短偏向右，而运动速度减小的速度是远远快于方向变化之速度的，这就意味着，当海水运动方向指向正南或西南时，它的速度已经可以忽略不计，所以海水向西运输的体积微乎其微，难以与向东运输的体积抵消，但向南和向北运输的海水体积大致相等，相互抵消，总量为零也就并不奇怪了。所以宏观来看，海水的体积运输方向是垂直于风向向东的。 二、洋流的西向强化现象（大洋西岸洋流比东岸强许多） 显而易见，考虑全球范围的洋流运动时，如果仅仅加入风应力和不随纬度变化的科氏力时，大洋环流会是图（a）中的样子：一个套着一个的环流圈。 卫星海洋遥感技术的应用价值及发展建议 摘要:卫星海洋遥感，或称空间海洋学，是利用电磁波与大气和海洋的相互作用原理，从卫星平台观测和研究海洋的学科分支。它属于多学科紧密交叉的新兴学科，其内容涉及物理学、海洋学和信息学科，并与空间技术、光电子技术、微波技术、计算机技术、通讯技术密切相关。卫星海洋遥感是20世纪后期海洋科学取得重大进展的关键技术之一。与西方国家相比，中国对卫星海洋遥感技术的研发与应用起步较晚。十八大以来，国家对海洋资源开发日益重视，卫星海洋遥感技术在这方面将会起到重要作用。 关键词：卫星海洋遥感应用价值发展建议 正文：一、卫星海洋遥感系统 1、空间平台及轨道 装载传感器的空间运载工具称为空间平台，它包括人造卫星、宇宙飞船、天空实验室等。卫星作为海洋遥感的空间平台，除安装传感器外，还装备如设备：电源、热控制器、方位控制器、数据处理系统等。电源通常采用太阳能电池并与畜电池相连以提供夜间能源。热控制器为保证传感器及其它电子装置正常工作。方位控制器用于控制空间平台的方位。 2、卫星传感器 目前用于海洋观测的所有卫星传感器，均根据电磁辐射原理获取海洋信息。遥感技术采用的电磁波包括可见光、红外、微波。其中，可见光谱范围在0.4～0.7μm，红外波谱在1～100μm，微波波段在0.3-100GHz。传感器按工作方式可分为主动式和被动式。被动传感器如可见红外扫描辐射计，微波辐射计等；主动式如微波高度计、微波散射计、合成孔径雷达等。卫星传感器的种类很多，目前用于海洋研究的传感器主要有： ①海色传感器：主要用于探测海洋表层叶绿素浓度、悬移质浓度、海洋初级生产力、漫射衰减系数以及其他海洋光学参数。 ②红外传感器：主要用于测量海表温度。 ③微波高度计：主要用于测量平均海平面高度、大地水准面、有效波高、海面风速、海流、重力异常、降雨指数等。 ④微波散射计：主要用于测量海面10m处风场。 ⑤合成孔径雷达：主要用于探测波浪方向谱、中尺度涡旋、海洋内波、浅海地形、海面污染以及海表特征信息等。海洋科学导论课后习题答案()
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