简介
卫星海洋学（satellite oceanography）是利用卫星遥感技术观测和研究海洋的一门分支学科。卫星海洋学兴起于20世纪70年代，它是卫星技术、遥感技术、光电子技术、信息科学与海洋科学相结合的产物。笼统地讲，它包括两个方面的研究，即卫星遥感的海洋学解释和卫星遥感的海洋学应用。卫星遥感的海洋学解释涉及到对各种海洋环境参量的反演机制和信息提取方法的研究，卫星遥感的海洋学应用涉及到运用卫星遥感资料在海洋学各个领域的研究。
涉猎内容
（l）海洋遥感的原理和方法：包括遥感信息形成的机理、各种波段的电磁波（可见光、红外和微波）在大气和海洋介质中传输的规律、以及海洋的波谱特征。
（2）海洋信息的提取：包括与海洋参数相关的物理模型、从遥感数据到海洋参数的反算法、遥感图像处理和海洋学解释、卫星遥感数据与常规海洋数据在各类海洋模式中的同化和融合。
（3）满足海洋学研究和应用的传感器的最佳设计和工作模式：包括光谱波段和微波频率的选择、光谱分辨率和空间分辨率的要求、观测周期和扫描方式的研究、以及传感器噪音水平的要求。
（4）反演的海洋参数在海洋学各领域中的应用。卫星遥感所获得的海洋数据具有观测区域大、时空同步、连续的特点，可以从整体上研究海洋。这极大地深化了人们对各种海洋过程的认识，引起了海洋学研究的一次深刻变革。卫星遥感资料和卫星海洋学的研究成果在海洋天气和海况预报、海洋环境监测和保护、海洋资源的开发和利用、海岸带测绘、海洋工程建设、全球气候变化、以及厄尔尼诺现象监测等科学问题上有着广泛的应用。
原理
卫星在遥远距离通过放置在某一平台上的传感器对大气或者海洋以电磁波探测方
式获取大气或者海洋的有关信息，这个过程称为遥感。海面反射、散射或自发辐射的各个波段的电磁波携带着海表面温度、海平面高度、海表面粗糙度以及海水所含各种物质浓度的信息。传感器能够测量在各个不同波段的海面反射、散射或自发辐射的电磁波能量，通过对携带信息的电磁波能量的分析，人们可以反演某些海洋物理量。传感器的遥感精度随着卫星遥感技术的发展在不断地提高，目前正在接近、达到甚至超过现场观测数据的精度。
应用
海洋表面是一个非常重要的界面。海洋与大气的能量交换都是通过这个界面进行的；海洋内部的变化也会部分地透过这一表面表现出来。运用计算机三维数值模拟和卫星遥感数据同化技术，人们就可以通过获得的海洋表面遥感信息，了解海洋内部的海洋学特征和物理变化过程。遥感监测海面的空间分辨率与电磁波的波长有关，可见光与红外辐射计获得的遥感图像具有更好的空间分辨率。虽然云的覆盖阻挡了可见光波段电磁波的透过，但是能够穿透云层的微波遥感弥补了不足。总之，可见光和红外遥感满足了人们对较高的空间分辨率监
测的需求，微波遥感满足了人们对全天候监测的愿望。目前，运用卫星、航天飞机和普通飞机遥感技术，人们实现了对海表面温度（sea surface temperature）、海表面盐度（sea surface salinity）、海平面异常（sea level anomaly）、海流（ocean current）、海表面风（sea surface wind）、海浪（sea waves）、海洋内波（ocean internal waves）、悬浮物浓度（suspended matter concentration）、叶绿素浓度（chlorophyll concentration）、色素浓度（pigment concentration）和水色（ocean color）等多种海洋要素的监测，以及大气剖面温度和湿度（atmosphere profile temperature and humidity）、垂程水汽含量（vertical water vapor column thickness）、可降水量（total column precipitable water vapor）、气溶胶光学厚度（aerosol optical thickness）等许多海洋和大气要素的监测。因为能够获取长时间、大范围、近实时和近同步监测资料，卫星遥感在海洋监测和研究中正在发挥越来越大的作用。然而，卫星遥感数据并不能完全取代传统的海洋学观测。例如，海洋内部垂直断面的测量必须依靠浮标或其它传统海洋学观测技术。卫星遥感数据与传统海洋学现场观测数据是互补的关系。利用卫星数据传输设备，浮标数据和许多其它现场海洋学观测数据可以实现近实时获取。通过卫星对全球范围海洋进行的实时、全方位和立体的遥感监测，能够获得多种稳定可靠的长期观测资料。海洋观测资料是人类开发、利用和保护海洋的重要基础。卫星遥感技术作为获取海洋观测资料的重要手段，已经得到广泛的应用。
图1：2001年全球海表面温度的年平均等温线
图2：1998年1月的月平均海表面异常的图像
图1是利用美国NOAA国家海洋资料中心提供的卫星数据制作的2001年全球海洋的年平均海表面温度（SST：Sea Surface Temperature）的等温线图像，图中纵坐标代表纬度，横坐标代表经度，色标（color bar）的单位是℃（摄氏度）。该图清晰显示了西太平洋热带暖水区的范围和温度大小。西太平洋热带暖水区向大气输运的热通量对于全球海洋大气热循环有举足轻重的影响，它的范围和温度变化与厄尔尼诺（El Ni?o）事件有密切关联，因而是科学家监测的重要目标。图2是利用美国宇航局喷气推进实验室提供的TOPEX/Poseidon 卫星高度计观测资料制作的1998年1月的月平均全球海表面异常（SSA：Sea Surface Anomaly）图像，图中色标的单位是cm。该图清晰显示了西太平洋热带暖水区海平面的降低和热带东
太平洋海表面的增高，这是在厄尔尼诺事件中发生的典型现象。
1.为什么海洋表面在卫星海洋学中非常重要？
海洋表面是一个非常重要的界面。海洋与大气的能量交换都是通过这个界面进行的；海洋内部的变化也会部分地透过这一表面表现出来。运用计算机三维数值模拟和卫星遥感数据同化技术，人们就可以通过获得的海洋表面遥感信息，了解海洋内部的海洋学特征和物理变化过程。
2.概念理解：卫星轨道倾角、星下点、节点、升轨、降轨、升轨点、降轨点
卫星轨道倾角：卫星自转轴和通过卫星的中心垂直于公转轨道平面的线之间所夹的角度；
星下点：卫星在地球表面的投影（或者卫星的天底点）；
节点：卫星星下点轨迹与赤道的焦点；
升轨：当卫星由南向北运动时；
降轨：当卫星由北向南运动时；
升轨点：卫星由南向北运动穿过赤道时，卫星星下点轨迹与赤道的交点；
降轨点：卫星由北向南运动穿过赤道时，卫星星下点轨迹与赤道的交点；
*升轨点和降轨点统称节点。
3.太阳同步轨道定义、特点
定义：卫星的轨道平面以地球的公转速率围绕太阳旋转
特点：卫星每天以相同方向经过同一纬度的当地上空；
卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向，轨道倾角（轨道平面与赤道平
面的夹角）接近90度，卫星要在两极附近通过。
4.地球同步轨道和地球静止轨道区别
地球同步轨道：在这轨道上进行地球环绕运动的卫星或人造卫星始终位于地球表面的同一位置。它的轨道离心率和轨道倾角均为零。
地球静止轨道：卫星或人造卫星垂直于地球赤道上方的正圆形地球同步轨道。是特殊的地球同步轨道。
区别：
（1）轨道倾角有区别．
地球静止轨道一定在赤道平面上；而地球同步轨道平面可与赤道平面成一不为零
的夹角。
（2）观察者看到的现象不同．
在地球同步轨道上运行的卫星每天在相同时间经过相同地方的天空，对地面上观
察者来说，每天相同时刻卫星会出现在相同的方向上．在一段连续的时间内，卫
星相对于观察者可以是运动的．而处于地球静止轨道上运行的卫星每天任何时刻
都处于相同地方的上空，地面观察者看到卫星始终位于某一位置，保持静止不动．（3）星下点轨迹不同．
卫星运动和地球自转使星下点在地球表现移动，形成星下点轨迹．地球同步卫星
的星下点轨迹是一条8字形的封闭曲线，而地球静止卫星的星下点轨迹是一个点．
5.轨道周期、重复周期、传感器重复周期、再访问时间定义
轨道周期：相邻两个升轨点之间的时间间隔
重复周期：卫星从某地上空开始运行，经过若干时间的运行后回到原地上空时所需要的天数。卫星的重复周期也被成为卫星地面轨迹的重复周期。对于采用循
环轨道的卫星，重复周期等于3循环周期。如：高度计卫星的重复周期和
循环周期经常被等价使用。
传感器重复周期：卫星装载的传感器对目标完成一次全部或全球覆盖的时间周期。
再访问时间：地球上某一局部地点被传感器先后两次观测的时间区间。再访问时间与观测地点的纬度有关。对赤道地区的再访问时间长于高纬度地区的再访问时间。
6.光学仪器和微波雷达的角分辨率、空间分辨率
根据瑞利判据，
角分辨率：能够使两个像元恰可分辨的两个物体之间的角距离
空间分辨率：能够使两个像元恰可分辨的两个物体之间的空间距离
7.水平极化和垂直极化定义
设一个参考平面由两条直线确定，一条是入射或离开海面的电磁波束所在的直线，另一条是海表面的垂线。对于线性极化的辐射：
水平极化的电场与参考平面垂直，垂直极化的电场与参考平面平行。
8.立体角详细推导
9.天顶角、观测角
10.辐射通量、辐射强度、辐亮度、辐照度、发射率、菲涅耳反射率、朗伯表面
辐射通量：
辐射强度：
辐亮度：
辐照度：
发射率：
菲涅耳反射率：
朗伯表面：
11.基尔霍夫定律、两介质界面处的基尔霍夫定律
12.黑体定义、瑞利-金斯定律成立条件及公式、维恩位移定律公式
黑体
瑞利-金斯定律：
维恩位移定律公式：
13.太阳辐射和地球辐射特征(图5.5)
14.亮温定义
如果已知海面发射的辐亮度，那么直接代入普朗克辐射定律经过计算可以获得一个黑体等效辐射温度。这样获得的温度不是真实的海表面温度（SST），它被称为海面亮温或称为黑体温度TB。
15.复折射率和复相对电容率关系、菲涅耳反射率和菲涅耳反射系数关系
16.复折射率实部和虚部意义
17.皮层深度、穿透深度、吸收深度定义、使用范围
皮层深度：
穿透深度：
吸收深度：
适用范围：
18.卫星遥感海表温度和传统观测海表温度区别
19.衰减系数和光学厚度、太阳倾斜入射的光学厚度
衰减系数：
光学厚度：
20.辐射传输方程
()
()()
ab B ab
dL z
L z k L z k
dz
+=各项含义
L B（z）：
L（z）：
光源的电磁波在z处的辐亮度；
K ab：
21.可见光和微波波段在大气中衰减的主要因素
在可见光波段，气溶胶的散射经常是构成最主要衰减的因素。在热红外特别是微波波段，由于电磁波波长远大于大气所含粒子的粒径，大气所含粒子的散射已经不起明显作用，大气所含粒子的吸收变成了最主要的衰减因素。
22.气溶胶定义
23.大气窗定义
24.有边界存在时的辐射传输各项推导(P.149-150)
25.水色定义、水色三要素
水色：
是太阳光经水体或海水散射后，可见光和近红外辐射计监测到的散射光的颜色。
三要素：
1.浮游植物的叶绿素；
2.无机的悬浮物；
3.有机的黄色物质。
26.一类水体、二类水体
一类水体：浮游植物及其“伴生”腐殖质对水体的光学特性起主要作用的水体
二类水体：无机悬浮物或黄色物质（又称溶解的有色有机物）对水体的光学特性有不可忽视的明显作用的水体
27.离水辐射率含义
28.热红外遥感的海洋学应用
（1）气候学；（2）全球海表面温度变化；（3）海表面温度异常；
（4）天气预报；（5）大洋涡旋；（6）上升流；（7）海洋锋；
（8）经济和渔业
29.影响微波辐射计接收海面辐亮度的因素有哪些？
（1）海面及一定深度的复介电常数：
①它反映海水的电学性质，由表层物质组成及温度所决定
②海水由各种盐类、有机质、悬浮粒等组成的复杂水体
③从微波辐射角度，海水可视为含NaCl等盐类的导电溶液
④海水的介电常数，是海水温度、盐度的函数
（2）海面粗糙度（海面至一定深度内的几何形状结构）
从这角度将海面分为4类：
①平静海面：海面无风或风速很小，可用物理光学处理，当水面粗糙度较微波
波长小得多时，可视为平静海面，以镜面反射为主
②风浪海面：海面有波浪而成为一个随机起伏的粗糙面，此时电磁波在界面上
产生复杂多变的反射和散射，散射回波增强。同时，大风浪海面往往伴有泡
沫带。它的特征除与辐射亮度温度有关外，海域海浪谱、海面风速有关。
③污染海面：一般指油污染等形成两层介质，引起亮度温度的显著差异。油膜
使海面趋于平滑，减弱回波强度，而呈黑色。
④冻结海面：海面有海冰、冰山等，由于冰雪的介电常数较水体小，引起亮度
温度的明显差异。
30.填空：平静海面的微波亮温T通过_ ④、⑤__与海面发射率e相联系，海面
发射率e通过_①__与菲涅耳反射率ρ相联系，菲涅耳反射率ρ通过_
②__与相对电容率εr相联系，相对电容率εr通过_③__与海表面温度
和盐度相联系。
①基尔霍夫定律②菲涅耳公式③德拜方程
④瑞利-金斯定律⑤发射率定义
31.为什么微波辐射计能够遥感海表面温度和海面风速？
通过遥感方法获取海洋表面温度的理论基础是:
随着温度的升高海洋表面发射的总辐射能也迅速地增加，而且，海洋表面温度的变化也影响海洋的发射光谱。
32.散射计测量的海洋物理参数是什么？为什么可以观测这个参数？
全球海面风场
33.给出雷达后向散射截面定义，什么是标准化雷达后向散射截面？如何用分贝
表示？
雷达后向散射截面：
度量目标在雷达波照射下所产生回波强度的一种物理量，简称RCS。它是目标的假想面积，用一个各向均匀的等效反射器的投影面积来表示，该等效反射器与被定义的目标在接收方向单位立体角内具有相同的回波功率。一般用符号σ表示目标的雷达散射截面。
标准化雷达后向散射截面：
用雷达散射截面的对数值的十倍来表示，符号是σdBsm，单位是分贝平方米（dBsm），即σdBsm＝10lgσ
34.布拉格共振的条件是什么？如何推导？
计算：使用1.4GHz L波段散射计，当入射角是60度时，与电磁波共振的海表面波的波长是多少？
35.电磁波在粗糙海面的散射由几部分组成？什么是两尺度散射模型？
两尺度散射模型：
36.概念解释：距离、地球等势面、大地水准面、参考椭球面、海表面地形、海
表面高度、海表面高度异常、海平面、海平面高度、海平面高度异常
距离：卫星与海面之间的距离；
地球等势面：有确定的位势
大地水准面：与平均海表面最接近的地球等势面，它反映了地球内部质量和密度分布的不均匀特性。
参考椭球面：由一个双轴椭圆的旋转产生的，是最接近地球表面形状的一个椭球面海表面地形：海表面相对于大地水准面的距离。
海表面高度：海表面相对于参考椭球面的距离
海表面高度异常：海表面相对于平均海表面的偏差，等于海表面高度和平均海表面高度
的差
海平面：高潮时的海表面和低潮时的海表面的中值
海平面高度：海平面相对于参考椭球面（或其他参考标准面）的高度
海平面高度异常：海平面相对于平均海平面的高度
37.高度计在海洋学中的应用
（1）大洋环流（热盐环流）
（2）海洋潮汐；
（3）中尺度海洋现象；
（4）大地水准面与重力异常；
（5）有效波高；
（6）海面风速；
（7）海冰；
（8）水深；
（9）厄尔尼诺现象。
38.高度计测风的原理及特殊意义
原理：
特殊意义：
①高度计可以提供同步的风、浪数据；
②高度计星下点测量风速的空间分辨率高于散射计；
③在小于10m/s的风速范围内，高度计测量的风速误差小于1m/s，优于散射计；
④可以将高度计、散射计、微波辐射计测量的风速进行数据融合和数据同化。
39.合成孔径雷达的方位分辨率、距离分辨率公式、意义
方位分辨率：
距离分辨率：
40.多普勒效应推导
课程名称：《化学海洋学》 （考试方式：闭卷，考试时间：，考试要求：） 一，填空( 每空1分，共计20分) 1)海洋有机质按生物化学类别分类可分为_类脂物、碳水化合物、氨基酸 和多肽、腐殖质，烃和氯代烃、维生素类和色素。 2)开阔大洋表层水盐度通常在___亚热带海域____（赤道海域、亚热带海 域、亚极地海域）出现极大值。 3)在现场大气压为101.325 kPa时，一定温度和盐度的海水中，某一气体 的饱和含量称为该温度、盐度下该气体的___溶解度_____。 4)在海-气界面气体交换的薄膜模型中，一般而言，风速约大，薄膜层厚 度越_____薄___，海-气界面气体交换通量越_____大___ 。 5)在海-气界面气体交换的薄膜模型中，气体分子的海-气净扩散通量与该 气体分子的分子扩散系数有关，一般而言，水体温度的增加，分子扩散 系数越__大______；气体分子量越大，分子扩散系数越___小____ 。 6)在全球海水碳储库中，___ DIC _____的储量最多，其下依次是__ DOC _____和_ POC _。（从DIC、DOC、POC、PIC中选择）。 7)假设某海水的pH值完全由其无机碳体系所控制，则温度升高时，pH 值降低；盐度增加时，pH值增加；压力增加时，pH值降 低；Ca(Mg)CO3沉淀形成时，pH值降低。 二，名词解释（每小题5分，共计20分）
1）新生产力 由光合作用区域以外所提供营养盐支持的净初级生产力份额，称为新生产力2）富营养化 海水中营养物质过度增加，并导致生态系统有机质增多、低氧区形成、藻华暴发等一些异常 改变的过程。 3）成岩作用 沉积物在沉积和埋藏时所发生的所有过程的通用术语。它包括沉积物与上覆水接触时所发生 的变化以及沉积物和上覆水脱离接触时所发生的变化。成岩过程改变了沉积物的构造、结构 和矿物学性质，并导致最后形成坚硬的岩石。 4）表观溶解氧 假设海表面水体与大气处于平衡，水体的含氧量达到饱和，水体下沉后，由于有机物等的 分解，氧的含量发生了变化，两者之差称为AOU。 AOU=DO溶解度-DO实测 三，简答（30分） 1）全球而言，高纬度表层海水中的18O贫乏，而低纬度海水中18O富集，主要原因是什么？（6分） 答：1）低纬度的海域蒸发量大于降水量；而高纬度相反。 2）18O与16O比较易凝结不易蒸发 3）借助大气环流，水汽在由低纬度的向高纬度输送的过程中，由于不断凝结，降水中的18O 逐渐变少。 2）为什么溶解态Zn在北太平洋深层水中的浓度高于北大西洋深层水，而溶解态Al则相反。（6分） 答案：溶解态Zn为营养盐型痕量金属元素，它在上层水中被浮游生物所吸收，当生物死亡后，部分生源物质在上层水体再循环，另有部分通过颗粒沉降输送至中深层。当进入中深层水体的颗粒物发生再矿化作用时，它会重新回到水体中，由于深海热盐环流的流动路径为从北大西洋流向北太平洋，北太平洋深层水的年龄要老于北大西洋，故随着年龄的增长，积累的溶解态Zn越多，故北太平洋深层水中溶解态Zn浓度高于北大西洋。Al为清除型元素，它在大西洋表层具有较高的输入通量，且在深海水流动过程中不断地通过颗粒物吸附从水体中清除、迁出，导致其在北太平洋深层水中的浓度低于北大西洋。 3）试分析海水中CaCO3的溶解、颗粒有机物的再矿化这两个过程对海水中的
1.太阳同步轨道定义、特点 太阳同步轨道：卫星的轨道平面以地球的公转速率围绕太阳旋转，卫星总在每天同一时间穿过赤道，太阳同步轨道卫星总在相同的当地时间飞越同一纬度地球表面上空，轨道平面与日地连线的交角不变，卫星轨道平面和太阳始终保持相对固定的方向 特点：卫星轨道平面倾角大约97~110度； 相对于地球西向逆行； 多数卫星高度约700~800 km； 轨道周期90~100min; 每天绕地球旋转14~16圈 地球同步轨道定义、特点 地球同步轨道定义：卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期（23小时56分4秒），且方向亦与之一致，卫星在每天同一时间的星下点轨迹相同,当轨道与赤道平面重合时叫做地球静止轨道,即卫星与地面的位置相对保持不变。 特点：轨道倾角不为0； 轨道可为圆形或椭圆形； 每天在相同时间经过相同地点，相对地球运动； 星下点轨迹是“8”字形封闭曲线。 2.水平极化和垂直极化定义 极化（偏振）：电磁波电场振动的空间分布对于传播方向失去对称性（具有偏向性）的现象 极化状态：是根据电场方向和参考平面关系定义的 参考平面：由于电磁波所在波束和探测平面法线确定 水平极化：电磁波电场与参考平面垂直 垂直极化：电磁波电场与参考平面平行 极化方式在微波遥感中的重要作用
3. 标准化雷达后向散射截面的物理意义? 标准化后向散射截面：0100[]10log ()dB σσ= 4. 散射计中，电磁波在粗糙海面的后向散射机制? 电磁波在粗糙海面的散射的组成： 1、镜面反射（镜点散射）：当地入射角＝0度； 2、海面斜率的概率密度函数； 3、布拉格共振散射； 4、两尺度散射模：当地小面积元毛细重力波的布拉格散射，由于长波倾斜影响，海面斜率概率密度函数对当地小面积元积分 5. 布拉格共振的条件是什么? 如何推导、计算? 条件：雷达入射角：30~60度、 基于两尺度模型、 雷达波束仅与方位角方向上的毛细重力波共 振、 毛细重力波波长与电磁波波长相当 2sin radar water λλθ= 6. 高度计在海洋学中的应用，如大洋环流、厄尔尼诺现象等
厦门大学2005年级化学海洋学期末考试试题A 一、填空题或选择题（15分，判断题每题1分，其它空格0.5分） 1、海水中含量最高的元素是和。 2、开阔大洋表层水盐度通常在（赤道海域、亚热 带海域、亚极地海域）出现极大值。 3、在现场大气压为101.325 kPa时，一定温度和盐度的海水 中，某一气体的饱和含量称为该温度、盐度下该气体 的。 4、在海-气界面气体交换的薄膜模型中，一般而言，风速约大， 薄膜层厚度约，海-气界面气体交换通量越。 5、在海-气界面气体交换的薄膜模型中，气体分子的海-气净 扩散通量与该气体分子的分子扩散系数有关，一般而言， 水体温度的增加，分子扩散系数越；气体分子量越大， 分子扩散系数越。 6、在全球海水碳储库中，的储量最多，其下依次 是、和。（从DIC、DOC、POC、PIC中 选择）。 7、假设某海水的pH值完全由其无机碳体系所控制，则温度 升高时，pH值；盐度增加时，pH值；压力增加时， pH值；Ca(Mg)CO3沉淀形成时，pH值。
8、海洋硝化作用是指；海洋反硝 化作用是指。 9、与陆源腐殖质相比，海源腐殖质的芳香组分浓度一般较， 氮、硫含量比较， 13C比较。 10、分子式通常被用于表征海洋中有机物的平均分子 组成。 11、在不考虑N2的情况下，开阔大洋表层水的氮主要以形 式存在，开阔大洋深层水的氮主要以形式存在。（从 DIN、DON、PIN、PON中选择）。 12、海洋中的蛋白质是由一系列通过结合而成，活体 生物体内的蛋白质含量高低通常可用元素浓度来指示。 13、判断题：利用CTD实测得某海水的盐度为32.02315‰。 （） 14、判断题：开阔大洋表层水中不含有难降解的DOM。（） 二、问答题（20分） 1、与硝酸盐和活性磷酸盐不同，开阔大洋硅酸盐的垂直分布 并未在1000m左右水深处表现出极大值的特征，为什么？ （6分） 2、为什么溶解态Zn在北太平洋深层水中的浓度高于北大西 洋深层水，而溶解态Al则相反。（6分）
§1 §1.1 卫星海洋遥感的应用 p1 卫星海洋学涉及的详细内容有： ①海洋遥感的远离和方法：包括遥感信息形成的机理、各种波段的电磁波（可见光、红外光、微波）在大气和海洋介质中传输的规律以及海洋的波谱特征； ②海洋信息的提取：包括与海洋参数相关的物理模型、从遥感数据到海洋参数的反演算法、遥感图像处理和海洋学解释、卫星遥感数据与常规海洋数据在各类海洋模式中的同化和融合。 ③满足海洋学研究和应用的传感器的最佳设计和工作模式：包括光谱波段和微波频率的选择、光谱分辨率和空间分辨率的要求、观测周期和扫描方式的研究以及传感器噪声水平的要求。 ④反演的海洋参数在海洋学各领域中的应用。 卫星遥感所获得的海洋数据特点： 1.观测区域大 2.时空同步 3.连续 *卫星遥感资料和卫星海洋学的研究成果在海洋天气和海况预报、海洋环境监测和保护、海洋资源的开发和利用、海岸带绘测、海洋工程建设、全牛气候变化以及厄尔尼诺现象检测等科学问题上有着广泛的应用。（有问答题时加上） §1.2中国气象卫星的发展p6 我国气象卫星包括两个主要系统： 1.极轨卫星系统；2.地球静止卫星系统。 【了解】第一代极轨气象卫星“风云一号”，第一代静止气象卫星“风云二号”，第二代太阳同步轨道气象卫星“风云三号”，第二代静止气象卫星“风云四号”。（风云单号极轨，双号静止） §1.3中国海洋遥感的进步p8 2002年5月15日，我国第一颗海洋探测卫星“海洋一号A”与“风云一号”D气象卫星作为一箭双星同时发射升空； 2007年4月11日，“海洋一号”B卫星发射。 发射海洋一号卫星的主要目的是：观测海水光学特征、叶绿素浓度、海表面温度、悬浮泥沙含量、可溶有机物和海洋污染物质，并兼顾观测浅海地形、海流特征、海面上空气溶胶等要素，掌握海洋初级生产力分布、海洋渔业及养殖业资源状况和环境质量，了解重点河口港湾的悬浮泥沙分布规律，为海洋生物资源合理开发利用、沿岸海洋工程、河口港湾治理、海洋环境监测、环境保护和执法管理等提供科学依据和基础数据。 我国计划发展3个系列的海洋卫星： 1.以可见光、红外波段遥感探测海洋水色和水温为主的“海洋一号”系列卫星； 2.以微波遥感探测可全天候获取海面风场、海面高度和海表面温度场为主的“海洋二号”系列卫星； 3.同时配备光学传感器和微波传感器的可对海洋环境进行综合监测的“海洋三号”系列卫星。 §2 气象卫星与水色卫星 §2.1 遥感和遥感技术p30
第一章：海水的化学组成 1. 海水中化学成分分成哪几类？如何理解这种分类方式？ (1) 海水的元素构成：常量元素：含量大于1mg/kg的元素，共15种。分别是O、H、Cl、Na、mg、S、Ca、K、Br、C、N、Sr、B、Si、F。微量元素：含量小于1mg/kg的元素。 (2) 海水中的化学物质组成： 主要成分：在海水中浓度大于1mg/kg的成分。包括Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Sr2+、Cl－、SO42－、Br－、HCO3－(CO32)、F－、H3BO3共11种成分。 营养元素：非保守成分(生原要素或营养盐)N、P、和Si；微量营养元素As、Co、Cu、Fe、Mn、Mo等。 微量元素：在海水中的含量小于1mg/kg的元素。 溶解气体：海水中溶有大量的气体，它们主要来源于大气。如氧、二氧化碳、氮及惰性气体等。 海水中的有机物质：海水中的有机物质，包括有生命的生物体、生物残体、生物的代谢物、排泄物和溶解有机物。 悬浮颗粒：可以在海水中悬浮数天的固体颗粒。 2. 海水中的常量元素、主要成分都是哪几种？（参看第1题） 3. 什么是海水组成的恒定性？是谁首先提出的？ 1819年，Marcet提出“全世界所有的海水水样都含有同样种类的成分，这些成分之间具有非常接近恒定的比例关系，而这些水样之间只有含盐量总值不同的区别”。1884年Dittmar仔细地分析和研究了“挑战者”号调查船在环球海洋调查航行期间从世界各大洋中不同深度所采集的77个海水水样，结果证实海水中主要溶解成分的恒比关系，即“尽管各大海各海区海
水的含盐量可能不同，但海水主要溶解成分的含量间有恒定的比值。 4. 什么是海水中的溶解气体？ 海水中的溶解气体主要指溶存形式的气体分子，而不是指“气泡”，前者分布在海水的各个深度，后者集中出现在表层。 海水中的溶解气体种类 （1）活性气体和非活性气体。参与海水中生物和化学反应的气体称为活性气体，又称非保守气体；例如CO2、O2；不参与生物和化学反应，仅受物理过程影响的气体称为非活性气体，又称保守气体；例如惰性气体和氮气。 （2）微量气体。以空气中的含量为区分标准，除N2、O2、Ar、CO2外的气体，例如：甲烷和一氧化碳。 （3）放射性气体。例如；3H、222Rn、3He。 5. 海水是怎样形成的？海水物质的来源？ (1) 最初的海水是伴随地球本身的形成，较轻物质从接近地核的中心向地表迁移形成大气和海水雏形；(2) 在地球地质结构成熟(15亿年)以前，原生火成岩中易溶物质和频繁的火山喷发带来的酸性挥发物质溶于地表水中，汇成海水；(3) 在地球地质状况进入稳定期后，陆地岩石风化后淋滤水携带溶解物质通过径流入海是海水物质的主要来源。 海洋中大部分的阳离子和一小部分阴离子看来似乎是来源于火成硅酸盐的风化和火山的排出物，并由河流带入海洋。也有一部分来自海底的水热作用产物。多数主要阴离子是来源于挥发性物质。 6. 理解表1.2与Goldschmidt模型的关系。
97—98年热带太平洋地区海表面温度（SST）变化 与厄尔尼诺现象 姓名 单位 摘要： 1997-1998年全球发生大规模的El Ni?o现象，海表面温度（Sea Surface Temperature,缩写为SST）异常升高，全球气候系统随之改变，极具研究价值。本文通过对如何从相关网站上获取和分析SST数据以及根据所获数据绘制图像等问题的介绍，简要分析97-98年SST 所反映出的El Ni?o现象。本次课下作业拓展了我们的视野，提高了我们的实践能力，对以后的学习和工作益处良多。 关键字：AVHRR、SST、海表面温度厄尔尼诺 1、NOAA/TIROS卫星及A VHRR传感器简介 从六十年代后期开始，美国国家海洋大气局（NOAA）发射的泰洛思（TIROS）系列气象卫星使用可见光和红外波段的传感器直接为气象学急攻了大量有重大价值的图像．到70年代中期，海洋工作者开始从气象卫星的遥感数据中提取包括海表面温度和海水混浊度等有用信息，由此解开了卫星遥感技术在海洋学研究中应用的序幕． NOAA/TIROS是太阳同步极轨气象卫星，也被称为诺阿/极轨环境卫星，该卫星系列可为全球各国提供免费的当地数据接受服务。我国国家气象局自80年代初期以来已开展了20余年的NOAA/TIROS卫星的信号接受和资料分发工作。NOAA/TIROS卫星系统每天可输出全球范围的16000的大气探测数据，20000—40000个点的海表面温度数据。这些资料被广泛应用于天气预报以及海洋、渔业、水文、交通和地质等领域的研究，取得了越来越显著的社会经济效益。 NOAA/TIROS系列卫星装载有改进型甚高分辨率辐射计A VHRR，还有用于探测大气层垂直空气柱的剖面温度和湿度等物理量的泰罗斯垂直探测装置TOVS。 改进型甚高分辨率辐射计A VHRR（Advanced Very High Resolution Radiometer）是NOAA/TIROS卫星载有的可用于海洋研究的传感器．A VHRR属于可见光和红外波段辐射计；它可以用来遥感云量和表面温度，这里“表面”可以是地球表面、云层上表面或水体包括海洋表面，第一部四波段辐射计A VHRR最初在1978年发射的TIROS-N上使用；随后发展的五波段辐射计A VHRR/2开始在1981年发射的NOAA-7上使用．最新发展的六波段A VHRR/3开始在1998年5月发射的NOAA-15上使用。。 2、数据下载 首先可使用匿名FTP（anonymous File Transfer Protocol）进入美国宇航局JPL实验室物理海洋学现有档案分发中心：ftp://https://www.doczj.com/doc/a715471010.html,/pub/data_collections/monthly_mean_atlas/，该中心包括1987--2001年几个主要卫星或传感器(如：avhrr,ers1,topex等)所观测的数据资料和解读这些数据的各种程序（如：fortran程序,c语言程序等）。具体操作详见下面一系列图示。我选取的年份是1997年和1998年，将文件夹内的所有文件下载到本地硬盘上：（保存路径为:\sat，下载完毕再将文件夹重命名为avhrrsst97和avhrrsst98）
一填空题(每空1分，共20分) 1.在海水中，浓度大于0.05 mmol/kg的元素为常量元素，海水中的11中 常量元素是： 阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Sr2+ 阴离子：Cl-、SO42-、Br-、HCO3-(CO32-)、F- 分子：HBO3 2.海水中，与海洋生物生长密切相关的元素称为营养盐： 主要营养盐：N、P、Si 微量营养盐：Mn、Fe、Cu、Zn 3.实用碱度（PA）是碳酸碱度，硼酸碱度，水碱度之和． 4. 盐度的原始定义: 一千克海水中，所有碳酸盐转化为氧化物，溴、碘以氯置换，所有的有机物被氧化之后所含全部固体物质的总克数。单位为克/ 千克，符号为S‰ 5. 浮游植物光合作用中被吸收，与碳、氧等为构成生物体基本元素。有较为恒定的吸收比（C:N:P:O=106:16:1:－276）。 6. 总氮（TN）,颗粒氮（PN）,溶解氮（DTN）,溶解无机氮（DIN）,溶解有机氮（DON） 7. 总磷（TP）,颗粒磷（PP）,溶解磷（DTP）,溶解无机磷（DIP）,溶解有机磷（DOP）8.海水中无机配位体重要有： 9.海水中有机配位体大部分含有羧基，氨基，羟基官能团． 10.影响海洋初级生产力的主要因素是光照（温度），营养盐，微量元素等二简答题(每题8分，共40分) 1.盐度 答：在1 kg海水中，将所有的碳酸盐转变为氧化物，所有的溴和碘为等摩尔的氯所取代，且所有有机物被氧化以后，所含全部固体物质的总克数。单位：g/kg，以符号S‰表示。 2. 氯度 答：在1 kg海水中，当溴和碘为等摩尔的氯所取代， 所含氯的克数。单位：g/kg，以符号Cl‰表示。 3. CaCO3和MgCO3沉淀的形成与溶解对海水pH值的影响? 答：
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？
1.为什么海洋表面在卫星海洋学中非常重要？ 2.概念理解：卫星轨道倾角、星下点、节点、升轨、降轨、升轨 点、降轨点 3.太阳同步轨道定义、特点 4.地球同步轨道和地球静止轨道区别 5.轨道周期、重复周期、传感器重复周期、再访问时间定义 6.光学仪器和微波雷达的角分辨率、空间分辨率 7.水平极化和垂直极化定义 8.立体角详细推导 9.天顶角、观测角 10.辐射通量、辐射强度、辐亮度、辐照度、发射率、菲涅耳反射率、朗伯表面 11.基尔霍夫定律、两介质界面处的基尔霍夫定律 12.黑体定义、瑞利-金斯定律成立条件及公式、维恩位移定律公式 13.太阳辐射和地球辐射特征(图5.5) 14.亮温定义 15.复折射率和复相对电容率关系、菲涅耳反射率和菲涅耳反射系数关系 16.从德拜方程出发如何求解海表温度？ 17.复折射率实部和虚部意义 18.皮层深度、穿透深度、吸收深度定义、使用范围 19.卫星遥感海表温度和传统观测海表温度区别 20.衰减系数和光学厚度、太阳倾斜入射的光学厚度
21. 辐射传输方程()()()ab B ab dL z L z k L z k dz +=各项含义 22. 可见光和微波波段在大气中衰减的主要因素 23. 气溶胶定义 24. 大气窗定义 25. 有边界存在时的辐射传输各项推导(P.149-150) 26. 水色定义、水色三要素 27. 一类水体、二类水体 28. 离水辐射率含义 29. 热红外遥感的海洋学应用 30. 影响微波辐射计接收海面辐亮度的因素有哪些？ 31. 填空：平静海面的微波亮温T 通过___与海面发射率e 相联系，海面发射率e 通过___与菲涅耳反射率ρ相联系，菲涅耳反射率ρ通过___与相对电容率εr 相联系，相对电容率εr 通过___与海表面温度和盐度相联系。 ①基尔霍夫定律 ②菲涅耳公式 ③德拜方程 ④瑞利-金斯定律 ⑤发射率定义 32. 为什么微波辐射计能够遥感海表面温度和海面风速？ 33. 散射计测量的海洋物理参数是什么？为什么可以观测这个参数？ 34. 给出雷达后向散射截面定义，什么是标准化雷达后向散射截面？如何用分贝表示？ 35. 布拉格共振的条件是什么？如何推导？计算：使用1.4GHz L 波段散射计，当入射角是60度时，与电磁波共振的海表面波的波长是多少？
试卷一 一、填空题（共10题，每题２分） 1、“遥感”(Remote Sensing)，即“遥远的感知”。在一定距离以外感测目标物的信息，通过对信息的分析研究，确定目标物的属性及目标物之间的相互关系。它是一种以_________、__________、___________为基础的综合性应用技术。 2、遥感信息的三个物理属性是：______________、_________________、____________________。 3、近红外波段在植物遥感中的重要作用，这是因为近红外区的反射是受叶内复杂的叶腔结构和腔内对近红外辐射的________控制，以及近红外光对叶片有近50%的____和_____的原因。 4、植物的发射特征主要表现在________和________谱段。植物在热红外谱段的发射特征，遵循__________定律，与植物温度直接相关。 5、土地覆盖是“地球陆地表层和近地面层的_____________，是自然过程和人类活动共同作用的结果”，而土地利用是指人类利用土地的___________和_________不断满足自身需求的行为过程。 6、遥感图像的分类有__________和___________两种。 7、土壤热通量指土壤_____________，与热流方向的土温梯度、土壤热容量、热扩散率成______，对土壤蒸发、地表能量交换均有影响。 8、水的光谱特征主要是由水本身的物质组成决定，同时又受到各种水状态的影响。水体可见光反射包含____________、__________及______________3方面的贡献。 9、海洋的微波辐射取决于2个主要因素：一是海面及一定深度的_____________，二是___________。 10、遥感区域地质调查填图的最大特点是充分利用遥感图像的__________，结合地面调查工作进行多层次的___________，在整体上提高对工作区区域地质特征的全面认识，解决突出的基础地质问题和与成矿有关的关键问题，加快填图速度，提高成图质量。 二、选择题（共10题，每题２分） 1、遥感信息，是指以__________为载体，经介质传输而由航空或航天遥感平台所收集到的反映地球表层系统现象的空间信息。 A 光 B 电磁波 C 光和电磁波 D 光或电磁波 2、遥感信息中最基本的几何单元是像元（pixel），每一个像元所载的信息是_________。 A 灰度 B 反射率 C 辐照度 D 辐亮度 3、____________是叶子健康状况最灵敏的标志，它对植被差异及植物长势反映敏感，指示着植物光合作用能否正常进行；_____________被植被叶绿素强吸收，进行光合作用制造干物质，它是光合作用的代表性波段。这两个波段数值的不同组合，是植被指数的核心。 A 紫外波段、可见光绿波段 B 近红外波段、可见光红波段 C 绿光波段、可见光黄波段 D 黄光波段、可见光红波段 4、作物在不同的生长期具有不同的光谱特征。叶子生长过程中，叶绿素含量_____，叶 肉细胞间隙数增加，可见光反射率_______，而近红外反射率__________。 A 增加、降低、升高 B 降低、增加、升高 C 升高、增加、降低 D 降低、降低、升高 5、可见光——红外力法，主要利用土壤及土壤上覆植被的光谱__________来估算土壤水分。 A 发射特性 B 散射特性 C 反射特性 D 光谱特性 6、水面入射光谱中，仅有____________才透射入水，其他波段的入射光或被大气吸收或被水体表层吸收. A 可见光 B 微波 C 红外C 紫外 7、微波谱段适合于海洋遥感主要是因为__________。 A 微波在水中穿透能力强 B 微波具有穿云破雾的能力 C 微波的辐射分辨率高 D 微波的光谱分辨率高 8、遥感探测范围由大到小依次是__________。 A 飞机、陆地卫星、宇宙飞船 B 宇宙飞船、陆地卫星、飞机 C 陆地卫星、飞机、宇宙飞船 D 陆地卫星、宇宙飞船、飞机 9、遥感探测的范围越大，则__________。 A 获得资料的速度越慢 B 获得资料的周期越长 C 对地物的分辨率越低 D 对地物的分辨率越高 10、在遥感影像上，湖泊、河流呈现的颜色是__________。 A 红色 B 灰白色 C 深蓝色或蓝黑色 D 浅蓝色 三、判断题（共１０题，每题２分） 1、遥感反映的土地信息仅仅是地表的综合特征。（） 2、在利用遥感方法进行土地利用/覆盖变化研究时，遥感图像的像元是随着地物的成分、纹理、状态、表面特征及所使用的电磁波段的不同而变化。（） 3、清水，在近红外、短波红外部分几乎吸收全部的入射能量，反射能量很小。这一持征与植被和土壤光谱形成十分明显的差异，因而在红外波段识别水体较容易。（） 4、海水的电学性质是由海水表层物质组成及温度所决定的。（） 5、声波可以使海洋遥测水深的范围有所扩大，激光在水中传播性能更好可以克服遥感在深度上的局限。
问答题 §11.1 复习题（Questions for Review） 第一套复习题 1．请将下列电磁波按频率由小到大排序：C波段、Ku波段、X波段、红光、蓝光、绿光、紫外光、黄光、黄绿光、近红外、远红外、无线电波。 2．什么波长范围的电磁波称为可见光？其对应的频率范围是什么？ 3．菲涅耳反射率与发射率有何关系？与吸收率、透射率的关系？推导中用了什么定律？举出两个例子a）在海水可见光红外波段情况下b）在海水微波波段情况下菲涅耳反射系数和反射率的数值。 4．写出德拜方程的表达式。为什么L波段的微波辐射计适于测海表面盐度？相对电容率的变化通过什么公式导致辐射计接收到的亮温etTs也随之变化？5．写出普朗克定律的表达式，解释公式中出现的每一个物理量和常数，并由此推导瑞利—金斯定律。这两个定律分别适用于红外、可见光、微波波段三个波段中哪些波段的辐射度计算？ 6．简要阐述米氏散射和瑞利散射的适用条件。大气层空气分子的散射属于那一种？气溶胶散射对可见光、红外和微波（例如5.3GHz）波段各属于那一种？指出气溶胶粒径的主要分布范围和5.3GHz微波波长。 7．分别写出兰伯—比尔定律的微分和积分形式，并指出衰减系数与复折射率的关系。 8．写出水色遥感大气校正的最基本方程，并介绍各项的物理意义。指出在440纳米和清洁水条件下，各项对卫星信号的贡献占多少？ 10. 画出典型的一类水体叶绿素的离水辐射的光谱曲线图。以SeaWiFs为例，利用那两个波段（用中心波长表示）的离水辐亮度的比值可以反演叶绿素浓度？该方法通常又叫什么名字？ 11. 分别写出镜面反射和布喇格共振理论计算标准化雷达后向散射截面σ0的公式。二者通过什么函数与风速相联系？ 12. 解释概念：Range，Geoid，Topography，Dynamic height，Geoid Undulation，Reference Ellipsoid。大地水准面起伏主要是由什么原因引起（回答一个最主要原因）？其变化的范围是什么？海面地形是由什么原因引起（回答三个最主要原因）？其变化的范围是什么？ 13. 卫星到海面距离如何测得？Topex/Poseidon测量海平面高度的精度精度可达多少？海面到地心的距离如何计算？海面地形异常可用什么公式计算？ 14. 写出合成孔径雷达的纵向距离分辨率。合成孔径雷达的采样距离与卫星速度、采样时间长度有什么关系？与真实孔径雷达有什么关系？与真实孔径雷达分辨率比较，采样距离与孔径有什么关系？ 第二套复习题 1．请将下列电磁波按波长由小到大排序：C波段、Ku波段、X波段、红光、蓝光、绿光、紫外线、黄光、黄绿光、近红外、远红外、热红外。 2．计算地球同步轨道卫星的近似高度和太阳同步轨道卫星（卫星绕地球旋转周期是100分钟）的近似高度。列出万有引力定律与牛顿第二定律的公式。并列出角速度与旋转周期的关系式。 3．在可见光和红外波段电磁波于海气界面的传递中，复折射率、菲涅耳反射率和发射率是多少？在10GHz的微波于20?C的海气界面的传递中，相对电容率、
化学海洋学复习题
化学海洋学期末考核题型 填空题（约20分）单项选择题（约10分）正误判断题（约10分）概念解释（约15分）简答题（约35分） 化学海洋学常识性数据 1、标准海水的实用盐度通常为35；其氯度为19.475‰。 2、海水的总碱度约为2.3mmol/L；其中碳酸碱度所占比例最大。 3、海水的pH范围约7.5-8.5之间，所以海水一般呈弱碱性，一般认为海水得pH主要受二氧化碳体系的控制；陆地水一般呈弱酸性。 4、海水的离子强度约为0.7（单位？）；密度约为1.025（单位？）。 5、化学海洋学最关注在海水中停留数天的悬浮颗粒。 6、钾40对海水中放射性贡献的百分比。 7、海水中平均停留时间最长、最短的元素及其停留时间。 8、海水中水的平均停留时间。 9、海水的更新时间。 10、到目前为止，海水中被鉴定的有机物大约占到50%。 11、海水中含量最多的元素及其在海水中的含量。 12、海水的平均深度近4000米，最大深度约11000米；风混合层深度约40米，真光层深度在200以内，温跃层下缘深度0米（极锋处）～1000米（赤道附近）； 13、海水垂直方向上的混合强度远远弱于水平方向。海水中分子扩散系数、垂直和水平方向上的涡流扩散系数的数量级。 14、海水中的氮元素95.2%以溶解氮气的形式存在，而氮气生物与化学惰性突出。 15、海水体系中DIC、DIP、DISi、DIN的主要存在形式及其所占比例。 问答题（部分示例，具体考核内容以各章知识点为准） 1、请多角度概括海水的化学组成。 2、为什么（相对于大西洋而言）太平洋深层水中硅的富集倍数，高于氮和磷。 3、河口海区水体化学环境的特殊性体现在哪些方面？ 4、海水中生源要素水平分布的典型特征是什么？请解释该分布的成因。 5、请解释海水化学物质的来源和维持海水化学组成恒定的机制。 6、什么是元素在河口水体中的保守和非保守行为；它有哪几种类型，并分别解释；影响元素非保守行为的因素是什么？ 7、简述18O或氘的纬度效应及其成因。 填空题（部分示例，具体考核内容以各章知识点为准） 1、1819年根据对各大洋海水的分析结果提出“全世界所有海水都含有同样种类的成分，这些成分之间具有非常接近的比例关系”。 2、1873-1876年英国“”号的全球性航行，对包括海洋化学在内的近代海洋科学的创立起了重要作用。 3、1961年发表题为“海水的物理化学”的论文，第一个将物理化学理论成功地用于化学海洋学研究。 4、1962年Garrels 和Thompson发表题为“25℃、1个大气压下，海水的化学模型”的文章，讨论了海水中主要成分的各种的分布情况。 5、1955年编写的《海水的化学与肥力》讨论了用化学解决生物生产力的问题，对氮磷硅的循环与浮游生物的关系作了详细的描述。 6、以赖利（J.P.Rilley）为主编辑的《》（第二版始于1975年）至今已出版10卷，成为化学海洋学经典、权威的系列著作。 7、20世纪初，在的领导下，给出了盐度、氯度和二者关系的最初表达式。 8、自1975年发表关于海水中痕量元素的评论以来，有关痕量元素在海洋中分布的知识已有了一个量的飞跃。
厦门大学《化学海洋学》课程试卷 海洋与环境学院海洋系2005 年级海洋化学专业 主考教师：陈敏试卷类型：A卷 一、填空题或选择题（15分，判断题每题1分，其它空格0.5分） 1、海水中含量最高的元素是H 和O 。 2、开阔大洋表层水盐度通常在亚热带海域（赤道海域、亚热带 海域、亚极地海域）出现极大值。 3、在现场大气压为101.325 kPa时，一定温度和盐度的海水中，某一气体 的饱和含量称为该温度、盐度下该气体的溶解度。 4、在海-气界面气体交换的薄膜模型中，一般而言，风速约大，薄膜层厚 度约薄，海-气界面气体交换通量越大。 5、在海-气界面气体交换的薄膜模型中，气体分子的海-气净扩散通量与 该气体分子的分子扩散系数有关，一般而言，水体温度的增加，分子 扩散系数越大；气体分子量越大，分子扩散系数越小。 6、在全球海水碳储库中，DIC 的储量最多，其下依次是DOC 、 和POC 。（从DIC、DOC、POC、PIC中选择）。 7、假设某海水的pH值完全由其无机碳体系所控制，则温度升高时，pH 值降低；盐度增加时，pH值增加；压力增加时，pH值降低； Ca(Mg)CO3沉淀形成时，pH值降低。 8、海洋硝化作用是指在氧化性海水中，氨通过海洋细菌的作用被氧化成NO2-， 并进一步被氧化为NO3-；海洋反硝化作用是指在溶解氧不饱和的海水中， 一些异氧细菌将NO3-作为电子接受体以代谢有机物，从而将部分NO3-还原为
NO2-，并进一步还原为N2。 9、与陆源腐殖质相比，海源腐殖质的芳香组分浓度一般较低，氮、硫 含量比较高， 13C比较高。 10、分子式C106(H2O)106(NH3)16PO4通常被用于表征海洋中有机物的平均 分子组成。 11、在不考虑N2的情况下，开阔大洋表层水的氮主要以DON 形式存 在，开阔大洋深层水的氮主要以DIN 形式存在。（从DIN、DON、 PIN、PON中选择）。 12、海洋中的蛋白质是由一系列氨基酸通过肽键结合而成，活体 生物体内的蛋白质含量高低通常可用N 元素浓度来指示。 13、判断题：利用CTD实测得某海水的盐度为32.02315‰。（×） 14、判断题：开阔大洋表层水中不含有难降解的DOM。（×） 二、问答题（20分） 1、与硝酸盐和活性磷酸盐不同，开阔大洋硅酸盐的垂直分布并未在 1000m左右水深处表现出极大值的特征，为什么？（6分）答案：由于蛋白石的溶解相对于有机物的降解是一个比较缓慢的过程，因此溶解态硅酸盐的垂直分布没有像硝酸盐和活性磷酸盐一样在1000m水深附近产生极大值。 2、为什么溶解态Zn在北太平洋深层水中的浓度高于北大西洋深层水， 而溶解态Al则相反。（6分） 答案：溶解态Zn为营养盐型痕量金属元素，它在上层水中被浮游生物所吸收，当生物死亡后，部分生源物质在上层水体再循环，另有部分通过颗粒沉降输送至中深层。当进入中深层水体的颗粒物发生再矿化作用时，它会重新回到水体中，由于深海热盐环流的流动路径为从北大西洋流向北太平洋，北太平洋深层水的年龄要老于北大西洋，故随着年龄的增长，积累的溶解态Zn越多，故北太平洋深层水中溶解态Zn 浓度高于北大西洋。Al为清除型元素，它在大西洋表层具有较高的输入通量，且在深海水流动过程中不
简介 卫星海洋学（satellite oceanography）是利用卫星遥感技术观测和研究海洋的一门分支学科。卫星海洋学兴起于20世纪70年代，它是卫星技术、遥感技术、光电子技术、信息科学与海洋科学相结合的产物。笼统地讲，它包括两个方面的研究，即卫星遥感的海洋学解释和卫星遥感的海洋学应用。卫星遥感的海洋学解释涉及到对各种海洋环境参量的反演机制和信息提取方法的研究，卫星遥感的海洋学应用涉及到运用卫星遥感资料在海洋学各个领域的研究。 涉猎内容 （l）海洋遥感的原理和方法：包括遥感信息形成的机理、各种波段的电磁波（可见光、红外和微波）在大气和海洋介质中传输的规律、以及海洋的波谱特征。 （2）海洋信息的提取：包括与海洋参数相关的物理模型、从遥感数据到海洋参数的反算法、遥感图像处理和海洋学解释、卫星遥感数据与常规海洋数据在各类海洋模式中的同化和融合。 （3）满足海洋学研究和应用的传感器的最佳设计和工作模式：包括光谱波段和微波频率的选择、光谱分辨率和空间分辨率的要求、观测周期和扫描方式的研究、以及传感器噪音水平的要求。 （4）反演的海洋参数在海洋学各领域中的应用。卫星遥感所获得的海洋数据具有观测区域大、时空同步、连续的特点，可以从整体上研究海洋。这极大地深化了人们对各种海洋过程的认识，引起了海洋学研究的一次深刻变革。卫星遥感资料和卫星海洋学的研究成果在海洋天气和海况预报、海洋环境监测和保护、海洋资源的开发和利用、海岸带测绘、海洋工程建设、全球气候变化、以及厄尔尼诺现象监测等科学问题上有着广泛的应用。 原理 卫星在遥远距离通过放置在某一平台上的传感器对大气或者海洋以电磁波探测方 式获取大气或者海洋的有关信息，这个过程称为遥感。海面反射、散射或自发辐射的各个波段的电磁波携带着海表面温度、海平面高度、海表面粗糙度以及海水所含各种物质浓度的信息。传感器能够测量在各个不同波段的海面反射、散射或自发辐射的电磁波能量，通过对携带信息的电磁波能量的分析，人们可以反演某些海洋物理量。传感器的遥感精度随着卫星遥感技术的发展在不断地提高，目前正在接近、达到甚至超过现场观测数据的精度。 应用 海洋表面是一个非常重要的界面。海洋与大气的能量交换都是通过这个界面进行的；海洋内部的变化也会部分地透过这一表面表现出来。运用计算机三维数值模拟和卫星遥感数据同化技术，人们就可以通过获得的海洋表面遥感信息，了解海洋内部的海洋学特征和物理变化过程。遥感监测海面的空间分辨率与电磁波的波长有关，可见光与红外辐射计获得的遥感图像具有更好的空间分辨率。虽然云的覆盖阻挡了可见光波段电磁波的透过，但是能够穿透云层的微波遥感弥补了不足。总之，可见光和红外遥感满足了人们对较高的空间分辨率监
附件2： 中国海洋大学卫星海洋学课程大纲（理论课程） 英文名称: Satellite Oceanography 【开课单位】海洋环境学院海洋系【课程模块】专业知识 【课程编号】【课程类别】必修 【学时数】48 （理论实践）【学分数】 3 备注：课程模块为公共基础、通识教育、学科基础、专业知识或工作技能；课程类别为必修或选修。 一、课程描述 本课程大纲根据2011年本科人才培养方案进行修订或制定。 （一）教学对象 海洋科学专业本科生（必修），地学领域其他专业（可选修）。 （二）教学目标及修读要求 1、教学目标（课程结束后学生在知识、技能和态度三个层面达到的目标） 知识方面：使学生理解遥感原理及其卫星在海洋学观测中的应用，并且学会获取和实际使用卫星资料；了解国内外卫星遥感基本信息；掌握电磁波辐射与传播的基本理论；理解大气和海水的吸收和散射机理；理解可见光水色扫描仪、热红外与微波辐射计等仪器原理；掌握叶绿素、海面温度、盐度等物理要素的基本遥感机理。 技能方面：学会获取和读取卫星遥感资料、实际使用卫星遥感数据绘图和做简单的统计分析，并且学会撰写科学研究的技术报告。 态度：培养学生理论联系实际的科学研究态度 2、修读要求（简要说明课程的性质，与其他专业课程群的关系，学生应具备的基本专业素质和技能等） 《卫星海洋学》是海洋科学专业的专业必修课，属于理论课。该门课程是海洋科学专业7门核心课程之一，属于大学物理（光学、电磁学）在海洋学领域的延伸课程，可培养学生在海洋学领域的科研能力。与其他专业课程之间没有隶属关系，但是与《物理海洋学》联系比较密切。《物理海洋学》为海洋学研究提供理论基础，《卫星海洋学》为海洋学研究提供观测数据和方法。选课前学生应具备良好的数学物理基础，以及计算机使用、绘图和统计分析的技能。
2014.11.16 化学海洋学思考题 第一章思考题 1. 如何认识化学海洋学的学科体系及特点？ 2. 化学海洋学发展历史是怎样的？A.M. Marcet, W. Dittmar, M. Knudsen, L.G. Sillén, E.D. Goldberg, W.S. Broecker 等有哪些重要贡献？ 3. 学习和研究化学海洋学的意义是什么，请发表个人观点。 第二章思考题 1. 简要了解海洋的形成过程。海洋中水的来源是什么？ 原始海水与现代海水的化学组成有何主要差别？（什么是Sillén 模型）？ 2. 海洋中物质的来源和输入途径有哪些？ 海水主要溶解成分是否为河水溶解成分的简单浓缩，为什么？ 3. 现代大洋海水的平均盐度、平均离子强度是多少？ 4. 简述化学海洋学中“稳态”的概念。 5. 什么是元素逗留时间？如何反映了元素在海洋中的性质或行为？ 周期表中哪些元素的逗留时间最长、最短？元素分布特点与逗留时间有何关系？ 为什么N 、P 、Si 的逗留时间较长，但在海水中的分布却不均匀？ 6. 什么是保守元素/要素/成分和非保守元素/要素/成分？ 7. 什么是理论稀释线（TDL ）？如何利用TDL 讨论海水混合过程中的保守和非保守行为？ 8. 海洋中元素/要素分布与海水运动关系式是怎样的？各项名称与物理意义是什么？ 9. 什么是海洋中元素/要素分布的平流－扩散方程？ 在使用平流－扩散方程解决海洋中元素/要素空间分布问题时，为何可将0=??t S 处理？ 10. 如何认识海水混合过程中非保守元素的转移量与涡动扩散系数、流速和逗留时间等因素 的关系? 第三章思考题 1. 海水主要成分有哪些？浓度大于1 mg kg ?1的元素都是主要成分吗？ 2. 主要成分阳离子中，哪个成分的含量最高、最低？ 主要成分阴离子中，哪个成分的含量最高、最低？ 3. 什么是海水主要溶解成分组成的恒定比规律？其原因是什么？ 影响海水主要溶解成分恒定比关系的因素有哪些？ 4. 海水中Ca 2+/Cl 比值会受到哪些因素影响？为什么海水主要成分中Ca 2+的保守性较差? 5. 海水盐度和氯度定义如何建立与修改？ 6. 实用盐度标度（PSS1978）包括哪些内容？PSS78的实用盐度公式是如何建立的？ 7. 什么是绝对盐度，能否直接测定？ 8. 最近对盐度概念进行了怎样的补充完善？（什么是“参考组成盐度标度”？） 9. 什么是离子对？与络合物比较有何不同？ 10. Garrels －Thompson 海水化学模型的基本内容是什么？ 根据模型计算结果，试说明阳离子和阴离子的主要存在形式各有何特点？