海洋科學(xué)導(dǎo)論復(fù)習(xí)提綱匯總

1、海洋科學(xué)導(dǎo)論復(fù)習(xí)提綱第一章 緒論第一節(jié)、海洋科學(xué)研究?jī)?nèi)容全球海洋總面積約 3.6 億平方公里，平均深度約 3800 米，最大深度 11034 米。全球海洋的 容積約為 13.7 億立方公里，占地球總水量的 97% 以上。如果地球的地殼是一個(gè)平坦光滑的 球面，那么就會(huì)是一個(gè)表面被 2600 多米深的海水所覆蓋的“水球” 。 地球科學(xué)體系是一個(gè)獨(dú)特的、復(fù)雜的、交叉科學(xué)體系。它包括地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、大氣科學(xué)、 海洋科學(xué)、水文科學(xué)、固體地球物理學(xué)。其相關(guān)學(xué)科有環(huán)境科學(xué)和測(cè)繪科學(xué)。海洋科學(xué)是地球科學(xué)的重要分支之一。人們根據(jù)研究對(duì)象不同，通常把它分為：物理海洋 學(xué)、海洋化學(xué)、海洋生物、海洋地質(zhì)等四大學(xué)科。（

2、一）、研究?jī)?nèi)容 海洋科學(xué)的研究對(duì)象是地球表面的海洋，以及溶解或懸浮于海水中的物質(zhì)，生存 于海洋中的生物、海洋底邊界、側(cè)邊界和上邊界。是研究發(fā)生在海洋中各種的物理、化學(xué)、 生物、地質(zhì)地貌等各種現(xiàn)象和過(guò)程的發(fā)生，發(fā)展和演變規(guī)律及它們與環(huán)境相互作用、相互 影響的規(guī)律的一門(mén)綜合性科學(xué)。特點(diǎn)：1、特殊性與復(fù)雜性； 2、作為一個(gè)物理系統(tǒng)，海洋中的三態(tài)變化無(wú)時(shí)不刻不在進(jìn)行，是其他星球上未發(fā)現(xiàn)的。3、海洋作為一個(gè)自然系統(tǒng)，具有多層耦合的特點(diǎn)。研究特點(diǎn)： 1、明顯依賴(lài)于直接觀測(cè)； 2、信息論控制論系統(tǒng)論等方法在研究中越來(lái)越顯示 其作用； 3、學(xué)科分支細(xì)化與相互交叉滲透并重，而綜合與整體化研究的趨勢(shì)日益明顯。 物

3、理海洋學(xué)：以物理學(xué)的理論、技術(shù)和方法研究發(fā)生于海洋中的各種物理現(xiàn)象及其變化規(guī)律的 學(xué)科。主要包括物理海洋學(xué)、海洋氣象學(xué)、海洋聲學(xué)、海洋光學(xué)、海洋電磁學(xué)、河口海岸 帶動(dòng)力學(xué)等。主要研究海水的各類(lèi)運(yùn)動(dòng)（如海流、潮汐、波浪、紊流和海水層的微結(jié)構(gòu)等），海洋中溫、鹽、密和聲、光、電的現(xiàn)象和過(guò)程，以及有關(guān)海洋觀測(cè)的各種物理學(xué)方法。海洋化學(xué)：研究海洋各部分的化學(xué)組成、物質(zhì)分布，化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)過(guò)程的學(xué)科。海洋生物學(xué)：研究海洋中一切生命現(xiàn)象和過(guò)程及其規(guī)律的學(xué)科海洋地質(zhì)學(xué)： 研究海洋的形成和演變，海底地殼構(gòu)造和形態(tài)特征，海底沉積物的形成過(guò)程和有關(guān) 海洋的起源及演化以及海洋地?zé)?、地磁?chǎng)和重力場(chǎng)等。新興科學(xué)：工程海洋

4、學(xué)，遙感海洋學(xué)，環(huán)境海洋學(xué)、軍事海洋學(xué)和漁業(yè)海洋學(xué)等 （二）、海洋的特性2.海水特性： 混合溶液：水、鹽分、氣體、懸浮有機(jī)物、懸浮無(wú)機(jī)物。第二節(jié) 海洋學(xué)研究意義1 海洋與人類(lèi)生存環(huán)境關(guān)系密切； 2. 海洋蘊(yùn)藏著豐富的資源（礦產(chǎn)、化學(xué)、生物、動(dòng)力）3.軍事、航運(yùn)、港工、油氣開(kāi)發(fā)；第三節(jié) 海洋學(xué)研究方法1.（物理海洋學(xué)）常規(guī)和遙感觀測(cè)。 2.實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬。 3.理論研討第四節(jié) 海洋學(xué)研究發(fā)展史1、 早期研究（麥哲倫，庫(kù)克，鄭和、王充、哥倫布、列文虎克、牛頓、貝努力、拉瓦錫、 拉普拉斯） 2.海洋科學(xué)研究開(kāi)始（達(dá)爾文、 1872 1876 年，英國(guó)“挑戰(zhàn)者”號(hào)考察被認(rèn)為是現(xiàn)代海洋學(xué)研究的真正開(kāi)始。

5、 1925 1927 年，德國(guó)“流星”號(hào)在南大西洋的科學(xué) 考察，第一次采用電子回聲測(cè)深法） 3.全面認(rèn)識(shí)和近期高速發(fā)展： （ 1957 年，海洋研究 科學(xué)委員會(huì) （SCOR） 和 1960 年政府間海洋學(xué)委員會(huì) （IOC） 的成立，促進(jìn)了海洋科學(xué)的迅 速發(fā)展。）4.國(guó)際研究計(jì)劃及研究前景和規(guī)劃 啟示：研究歷史是曲折漫長(zhǎng)的，對(duì)海洋認(rèn)識(shí)逐漸深入，科學(xué)研究需要不怕吃苦，勇于創(chuàng)新。 我們因該關(guān)注海洋、善待保護(hù)海洋、和海洋和平共處。§ 2.8 與海洋法有關(guān)的海域名稱(chēng) 直線(xiàn)基線(xiàn)：直線(xiàn)基線(xiàn)是先在大陸岸上或沿海岸外緣島嶼上選定若干點(diǎn)作為基點(diǎn)，然后將相 鄰的基點(diǎn)以直線(xiàn)相連而成。內(nèi)水：（包括湖泊、河流、

6、內(nèi)海、港口、領(lǐng)峽及其他位于領(lǐng)海基線(xiàn)以?xún)?nèi)的水域。 ） 領(lǐng)海：（沿海國(guó)從其全部海岸的最低落潮線(xiàn)，即大比例海圖的低潮線(xiàn)（稱(chēng)自然基線(xiàn)）或所選 定的一條領(lǐng)?；€(xiàn)（稱(chēng)直線(xiàn)基線(xiàn)）向外延伸，劃出一定寬度（通常 12n mile ）的海域作為領(lǐng) 海，該國(guó)對(duì)此海域行使主權(quán)管轄。 1 浬（ 1n mile ） =1.852km ） 毗連區(qū)：（沿海國(guó)為了某些特定事項(xiàng)（如海關(guān)、財(cái)政、移民、防疫等）在其領(lǐng)海寬度線(xiàn)外劃 出不超過(guò) 12n mile 的海域作為毗連區(qū)，行使必要的管制。 ）專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)區(qū)： （沿海國(guó)有權(quán)在領(lǐng)海以外劃定一個(gè)專(zhuān)屬管轄區(qū)，其寬度自領(lǐng)?；€(xiàn)起不超過(guò) 200n mile ，對(duì)該區(qū)域的一切生物和礦產(chǎn)資源擁有主權(quán)

7、，其他國(guó)家享有航行、飛越、敷設(shè)電 纜和管道的自由）公海：（除領(lǐng)海、內(nèi)水、群島水域、專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)區(qū)以外的全部海域。 ）第二章 地球系統(tǒng)與海底科學(xué)2.1 地球的基礎(chǔ)知識(shí)2.1.1 地球的宇宙環(huán)境太陽(yáng)吸引著九大行星、 50 顆衛(wèi)星、 2000 多顆小行星以及 600多顆彗星繞其運(yùn)行。2.1.2 地球的形狀 赤道面向外膨脹、沿地軸向內(nèi)收縮；不規(guī)則橢球體。梨形2.1.3 地球的圈層結(jié)構(gòu)2.1.4 地球的起源與地質(zhì)時(shí)代一、地球的起源大約在（ 5060）億年前，在銀河系所在部位存在一個(gè)巨大的氣體“塵埃 ”星云，叫作太陽(yáng)云。一開(kāi)始它就在不穩(wěn)定地自轉(zhuǎn)，同時(shí)在自身引力作用下進(jìn)行收縮，使大量物質(zhì) 聚集于中心部分。根據(jù)旋

8、轉(zhuǎn)體角動(dòng)量守恒定律，體積縮小導(dǎo)致自轉(zhuǎn)速度加快，離心力隨之 加大，太陽(yáng)云逐漸變扁成圓盤(pán)狀。太陽(yáng)云在收縮過(guò)程中，密度壓力加大，導(dǎo)致溫度急劇上 升，于是產(chǎn)生氫聚變?yōu)楹さ暮朔磻?yīng)。通過(guò)向外強(qiáng)烈輻射釋放出巨大能量，于是光芒四射的 原始太陽(yáng)就此產(chǎn)生。原始太陽(yáng)經(jīng)過(guò)一個(gè)不穩(wěn)定階段，拋射出大量物質(zhì)。太陽(yáng)拋出的物質(zhì)參 加到圍繞它旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)中去。在圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的盤(pán)狀星云赤道面上，塵埃物質(zhì)作為氣體凝 聚的核集結(jié)成一個(gè)個(gè)大小團(tuán)塊，并沿赤道下沉，形成一圈圈有規(guī)律間隔的塵環(huán)。環(huán)內(nèi)物質(zhì) 在不均勻引力作用下，大質(zhì)點(diǎn)吸引小質(zhì)點(diǎn)，逐漸聚結(jié)成為行星胚胎，最終形成行星。2.2 海與洋2.2.2 海洋的劃分 主要部分為洋（ 90% 200

9、0m35% 。具有獨(dú)立的潮汐系統(tǒng)和強(qiáng)大的洋流系統(tǒng)，沉積物為海相 （鈣質(zhì)軟泥，硅質(zhì)軟泥和紅粘土） ，附屬部分為海（海是海洋的邊緣部分） 、海灣和海峽 10% 。陸相（沙，泥沙） ，（ 1）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。（2）內(nèi)海：是伸入大陸內(nèi)部的海，面積較小，其水文特征受周?chē)箨懙膹?qiáng)烈影響，如渤海 和波羅的海等。（3）邊緣海：位于大陸邊緣，以半島、島嶼或群島與大洋分隔，但水流交換通暢，如東海、 日本海等。海灣：被陸地環(huán)繞且面積不小于以口門(mén)寬度為直徑的半圓面積的海域。 海峽：海洋中相鄰海區(qū)寬度較窄的水道，主要特征是流急，沉積物多為巖石和礫石 。2.3 海底的地

10、貌形態(tài) 海岸帶：水位升高便被淹沒(méi)、水位降低便露出的狹長(zhǎng)地帶即是海岸帶。海岸帶是陸地與海 洋相互作用、相互交界的一個(gè)地帶（潮上帶，潮間帶，潮下帶） 。 海岸線(xiàn)：陸地與海面的交線(xiàn)。近期大潮平均高潮面與陸岸的交線(xiàn)。海岸動(dòng)力學(xué)：下界淺海波浪對(duì)海底開(kāi)始起作用的地方，上界最高潮位激浪還能作用到的上 限。潮間帶：高潮時(shí)的海岸線(xiàn)與低潮時(shí)的海岸線(xiàn)之間的帶狀區(qū)域。 一、穩(wěn)定型大陸邊緣由大陸架、大陸坡和大陸隆三部分組成。 大陸架：大陸周?chē)缓Ｋ蜎](méi)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(xiàn)起以極其平緩的坡度延伸到坡度突然變大的地方為止。大陸坡：大陸坡是一個(gè)分開(kāi)大陸和大洋的全球性巨大斜坡，其上限是大陸架

11、外緣（陸架坡 折），下限水深變化較大。大陸?。捍箨懧∈亲源箨懫缕侣淳従弮A向洋底的扇形地，位于水深（2000 5000m ）處。大洋盆地：又稱(chēng)大洋床，是海洋的重要部分，地形廣闊而平坦，占海洋面積的72以上。二、活動(dòng)型大陸邊緣是全球最強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)帶，最大特征是具有強(qiáng)烈而頻繁的地震和火山。（1）島弧亞型大陸邊緣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)。這類(lèi)大陸邊緣的島嶼在平面分 布上多呈弧形凸向洋側(cè)，故稱(chēng)島弧，大都與海溝相伴存在。（2）安第斯亞型大陸邊緣 安第斯亞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

12、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（ 15km 以上）最懸殊的地帶。2.3.3 大洋底 位于大陸邊緣之間的大洋底是大洋的主體，由大洋中脊和大洋盆地兩大單元構(gòu) 成。一、大洋中脊 大洋中脊又稱(chēng)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。二、 大洋盆地 大洋盆地是指大洋中脊坡麓與大陸邊緣之間的廣闊洋底， 約占世界海洋面積的 1/2。（2）海底高原 海底高原又叫海臺(tái)，是大洋盆地中近似等軸狀的隆起區(qū)，其邊坡較緩、相對(duì)高 差不大，頂面寬廣且呈波狀起伏。（3）海山：大于 1 000m 者稱(chēng)為海山（4）深海平原：大洋盆地底部相對(duì)平坦

13、的區(qū)域是深海平原2.4 海底構(gòu)造與大地構(gòu)造學(xué)說(shuō)2.4.1 大陸漂移：他認(rèn)為，地球上所有大陸在中生代以前曾結(jié)合成統(tǒng)一的聯(lián)合古陸 （或稱(chēng)泛大陸） ，其周?chē)菄@泛大陸的全球統(tǒng)一海洋 泛大洋。中生代以后，聯(lián)合古陸解體、分裂，其碎塊 即現(xiàn)代的各大陸塊逐漸漂移到今日所處的位置。 由于各大陸分離、漂移，逐漸形成了大西洋和印度洋，泛大洋（古太平洋）收縮而 成為現(xiàn)今的太平洋。2.4.2 海底擴(kuò)張：大洋中脊軸部裂谷帶是地幔物質(zhì)涌升的出口，涌出的地幔物質(zhì)冷 凝形成新洋底，新洋底同時(shí)推動(dòng)先期形成的較老洋底逐漸向兩側(cè)擴(kuò)展推移，這就是 海底擴(kuò)張。海底擴(kuò)展移動(dòng)的速度大約為每年幾厘米。2.4.3 板塊構(gòu)造二、邊緣海盆地的形

14、成與構(gòu)造演化 邊緣海盆地是指溝弧體系陸側(cè)具有洋殼結(jié)構(gòu)的深水盆地， 因其位于島弧后方， 又稱(chēng)弧 后盆地，（1）殘留型（2）大西洋型（3）陸緣張裂型（4）島弧張裂型2.5 海洋沉積2.5.1 濱海沉積一、海灘沉積作用 波浪控制，沉積特點(diǎn)：海灘沉積物的粒度變化較大，可從粉砂到巨礫，而以砂、礫為主。 沉積結(jié)構(gòu)的橫向和縱向變化與波能強(qiáng)弱有關(guān)。在橫向上粗顆粒多分布于破波帶，由此向岸、 向海均變細(xì)。在縱向上顆粒沿海岸線(xiàn)遞變，波能強(qiáng)處顆粒粗，如岬角處往往發(fā)育礫石灘； 波能弱處顆粒細(xì)，如岬角間的海灣則發(fā)育沙灘。 （典型的海灘剖面分為后濱（平均高潮線(xiàn)至 特大高潮線(xiàn)） 、前濱（平均高、低潮線(xiàn)之間） 、內(nèi)濱（平均低潮

15、線(xiàn)至破波帶）和濱面（破波 帶與內(nèi)陸架之間）四帶）二、潮坪沉積 潮汐動(dòng)力控制，沉積特點(diǎn)：平行等深線(xiàn)的帶狀形式被反復(fù)搬運(yùn)、沉積。（ 1）高潮坪是以懸浮載荷為主的搬運(yùn)沉積帶，主要是由粉砂和粘土等細(xì)粒物質(zhì)組成的泥質(zhì)沉 積；（2）中潮坪則是床沙及懸浮載荷共存的過(guò)渡搬運(yùn)沉積帶，主要是砂質(zhì)和泥質(zhì)混 合過(guò)渡沉積物。 （ 3）低潮坪是以床沙載荷為主的搬運(yùn)沉積帶，堆積成具有多種交錯(cuò) 層理的潮坪砂體；三、沙壩 瀉湖沉積體系 定義：泛指近海與海岸線(xiàn)延伸方向平行分布的一系列沙壩和沙島。被沙壩從毗鄰海域隔離 出來(lái)，仍與海洋溝通或有溝通的淺水域稱(chēng)為瀉湖 控制因素：瀉湖一般為低能環(huán)境，波浪、潮流的作用都不強(qiáng)，僅潮流通道口附近

16、的潮流較 強(qiáng)。沉積特點(diǎn)：瀉湖沉積的組成有碎屑物質(zhì)和化學(xué)沉淀物，以碎屑為主，主要來(lái)自障壁、外濱， 部分來(lái)自陸地。熱帶海岸瀉湖可能全由碳酸鹽質(zhì)的生物碎屑組成，高鹽瀉湖中可形成石膏、 巖鹽等化學(xué)沉淀物。四、河口灣沉積 （1）定義：河口灣是與開(kāi)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。河流作用區(qū)：搬運(yùn)、擴(kuò)散碎屑物質(zhì)的主要營(yíng)力為徑流，潮流作用很弱。其沉積物以邊灘相為主，由交錯(cuò)層狀砂和粘土透鏡體組成；另外還有河道沉積（砂、粘土互層 并含礫石）以及沼澤沉積（富含有機(jī)質(zhì)的粘土及粉砂） 。河口環(huán)流作用區(qū)： 徑流量與潮流量之比為 0.05 1.0，細(xì)粒物質(zhì)

17、的擴(kuò)散依賴(lài)于河口環(huán) 流。該作用區(qū)的沉積相以潮道相為主， 由紋層狀粉砂、粘土組成，夾砂質(zhì)透鏡體， 向海方向生物擾動(dòng)程度增大； 另外還有由砂組成、 偶含泥礫、 具波痕構(gòu)造的沙灘相， 由紋層狀泥和砂組成、具生物擾動(dòng)構(gòu)造的潮坪相以及由富含植物碎屑的粘土組成的 沼澤相。海洋作用區(qū)：其營(yíng)力有河口環(huán)流、潮汐、波浪和沿岸流，入口處的潮汐和波浪作用 最強(qiáng)，而攜帶懸移質(zhì)的河口灣則由較深的潮道中注入外海。 潮道中的沉積物為粗砂， 淺灘沉積物為中細(xì)砂，兩者都具有小型交錯(cuò)層。五、三角洲沉積作用（1）定義： 三角洲是河流攜帶的泥砂等物質(zhì)在濱海（湖）地帶形成的堆積體，由陸上和水下兩 部分構(gòu)成，河口水流：決定三角洲發(fā)育和沉積

18、物分布的主導(dǎo)因素是河口水流。近河口區(qū)的沉積物是砂、 粉砂和粘土的混合物，以砂為主；遠(yuǎn)離河口的地帶主要是粘土落淤，砂和粉砂含量甚少。 影響三角洲發(fā)育和沉積物分布的自然因素還有徑流量和輸砂量、潮汐和潮流、波浪等。2.5.2 大陸架沉積 （1）殘留沉積：殘留沉積以砂為主，大都分布在外陸架，現(xiàn)代沉積速率低的內(nèi)陸架上也有 分布。（2）現(xiàn)代沉積：現(xiàn)代沉積物大都分布于內(nèi)陸架，向海變薄，外陸架很少分布。（ 3） 準(zhǔn)殘留沉積（變余沉積） ：2.5.3 大陸坡陸隆沉積：連續(xù)過(guò)程包括水柱中的沉降作用、渾水羽狀流和底層流作用。 不連續(xù)過(guò)程則包括濁流、碎屑流、滑動(dòng)等方式。2.5.4 大洋沉積：（1）遠(yuǎn)洋粘土，主要分布在

19、太平洋，它覆蓋了洋底總面積的49.1% 。大西洋和印度洋分布局限。 （ 2）鈣質(zhì)生物沉積，主要集中在南北緯60°之間。（3）硅質(zhì)生物沉積，太平洋赤道帶、環(huán)北極的不連續(xù)帶和環(huán)南極的連續(xù)帶2.6 海底礦產(chǎn)資源2.6.1 濱海砂礦 海底石油和天然氣 磷鈣石和海綠石 錳結(jié)核和富鈷結(jié)殼2.6.5 海底熱液硫化物 天然氣水合物第三章 海水的物理特性和世界大洋的層化結(jié)構(gòu)3.1 海水的主要熱學(xué)和力學(xué)性質(zhì)鹽度： 1 千克海水中所含溶解物質(zhì)的總克數(shù) 氯度：一千克海水中，將溴和碘以氯代替后所含氯的總克數(shù)稱(chēng)為氯度。標(biāo)準(zhǔn)海水：用 AgNo3 的濃度，為此需要配制一種標(biāo)準(zhǔn)溶液，來(lái)校準(zhǔn)硝酸銀的濃度，為此配 制一種

20、準(zhǔn)確知道其氯度值的“標(biāo)準(zhǔn)海水” ，作為國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來(lái)校準(zhǔn)硝酸銀溶液的濃度。 鹽度公式： 1978 年實(shí)用鹽標(biāo) S= aiK15 ai=35.02 S 42 公式建立采用稀釋和濃縮得到 35 標(biāo)準(zhǔn)海水。 用電導(dǎo)方法，但不依賴(lài)海水的氯度，而且可以精確測(cè)定的K15C(s，15，0)C(35，15，0)C(kcl，15，0) C(32.4365，15，0)KCl 溶液，作為電導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)場(chǎng) CTD 測(cè)出 R、T、P 要經(jīng)過(guò)修正才能得到含鹽度rTC (S,T , p)C (S,T , p)C (S,T ,0)C (35 ,T ,0)C (35 ,15 ,0)C (S,T ,0)C (35 ,T ,0) C

21、 (35 ,15 ,0)15C ( 35 ，15 ，0 )1C ( 32 .436 5 ，15 ，0 )考慮溫度影響時(shí) : S=aiRi/2 + ST 15 k ( T 15 )biRT2現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得電導(dǎo)比 R ，經(jīng)過(guò)處理得到海水鹽度： R=Rp· RT·rTRp 是壓力對(duì)電導(dǎo)比影響， Rp = f（p ，T，R）rT 為標(biāo)準(zhǔn)海水的溫度系數(shù)，rT = f（T）在求出 Rp、rT 和已知 R 的情況下可求得 RT，（R，Rp，rTRT SSSA）3.1.3 海水的主要熱學(xué)性質(zhì)與力學(xué)性質(zhì) 海水比熱：使 1克物質(zhì)升高 1所需的熱量稱(chēng)為比熱，單位： J·g-1-1（ 1）比熱

22、隨鹽度的增大而降低。 （2）在低溫時(shí)，比熱隨溫度的增高而減少。 （3） 在高溫時(shí)，比熱隨溫度的增高而增大。Cv 略小于 Cp，其值為 3.89 Jg熱容量 q：使 1 立方厘米物質(zhì)的溫度增加 1需熱量的焦耳數(shù)，稱(chēng)為熱容量。 比熱和熱容量的關(guān)系可寫(xiě)為 q=Cv·海水的蒸發(fā)潛熱：使 1 克海水蒸發(fā)，或使 1 克海水化為同溫度的蒸汽時(shí)所需的熱量，稱(chēng)為 海水的蒸發(fā)潛熱 L ，單位為焦耳克。 1 卡 4.184焦耳蒸發(fā)時(shí)溫度愈高，蒸發(fā)潛熱就愈小。純水在 030時(shí)，蒸發(fā)潛熱 L a-bT（T 為溫度）海水的絕熱變化：在水塊與外界沒(méi)有任何熱量交換下，水塊的溫度隨體積變化而變化，稱(chēng)為絕熱變化。TK

23、為絕對(duì)溫度 TK 273.15 為熱膨脹系數(shù)位溫：某一水樣從海洋中任一深度絕熱上升到海面時(shí)所具有的溫度稱(chēng)為水塊的位溫。水塊現(xiàn)場(chǎng)溫度為 T， TT0 T 則位溫 T0T T四、海水的熱膨脹熱膨脹系數(shù)：?jiǎn)挝粸?-1。是海水溫度 ,鹽度和壓力的函數(shù)，隨著 T,S,P 的增加而增大。當(dāng)由負(fù)轉(zhuǎn)正時(shí)，所對(duì)應(yīng)的溫度為海水最大密度的溫度。 T max（最大密度溫度） f （s）S大T max 小3.1.3 海水的密度與海水狀態(tài)方程 海水密度：?jiǎn)挝惑w積海水的質(zhì)量（g /cm3）比容：?jiǎn)挝毁|(zhì)量海水的體積（ cm3 /g） 海水的密度和比容都是溫、鹽、壓力的函數(shù)，用S，T，P 和 S，T，P 表示現(xiàn)場(chǎng)密度：在現(xiàn)場(chǎng)溫

24、度和壓力下的海水密度，稱(chēng)為 “現(xiàn)場(chǎng)密度”， 或條件密度：大氣壓力下的海水密度稱(chēng)為“條件密度”t （大氣壓力為 0）海水比容： （ S.T. P 0.9）× 1000 現(xiàn)場(chǎng)比容：在現(xiàn)場(chǎng)溫度、鹽度、壓力下的海水比容，稱(chēng)為： “現(xiàn)場(chǎng)比容”。 條件比容：大氣壓力下時(shí)的海水比容，稱(chēng)為 “條件比容” Vt。Vt = =（× 103 海水狀態(tài)方程 現(xiàn)場(chǎng)密度比容的計(jì)算皮約克納斯將比容按泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)求出了溫度， 鹽度和壓力對(duì)密度的訂正值，并且編制了全部用 表，簡(jiǎn)化了計(jì)算方法，即： S+ t+ P+ S.t+S.p+t.p + 其中 是已知的，后面各項(xiàng)均可根據(jù) 海水的 從海洋用表中查出，然后求

25、和，即得海水現(xiàn)場(chǎng) 比容，也就 得到海水現(xiàn)場(chǎng)密度。海冰：由海水凍結(jié)而成的冰稱(chēng)為海冰。海冰的鹽度：海冰的鹽度是指海冰融化后所得海水 的鹽度。海洋中的熱平衡：Qt = (Qs -Qb )± Qh - Qe ± QcQs-短波輻射能 Qb-海面有效回輻射； Qh-海洋與大氣熱交換 Qe-海面蒸發(fā) Qc- 海洋內(nèi)部的熱傳輸E S0-pm 輻射減弱規(guī)律 太陽(yáng)高度 h 太陽(yáng)光線(xiàn)與某地水平之交角 朗伯定律 :太陽(yáng)高度對(duì)太陽(yáng)輻射的影響。射達(dá)水平面上的太陽(yáng)輻射能與太陽(yáng)高度的正弦成正 比 Eh EsinhQsAKh (10.71C)W/cm2A 是常數(shù) A=6.98 ×10-2J/SK

26、 是地理緯度的函數(shù)( =0， K=0.023 ； =40，K=0.024 ； =70，K=0.027 ) h 是一天的平均太陽(yáng)高度， C 是云量Qb=A T4k1-(0.21+0.74 × 10-0.055e0)(1-0.766c)Qh=2.51 × 10- 4(T0-TZ)UzT0海面溫度， TZ, UZ 海面以上 Z 處的溫度和風(fēng)速。QeEL 0.134( e0-eZ)UZ ·LL 2479+2.2TT( ) ；L 蒸發(fā)潛熱 j/g ；E 蒸發(fā)量 mm/d ；e0 和 eZ 分別為海面以上高度處的水汽壓( mm/Hg )即水汽量。UZ 為 Z 處的風(fēng)速 m/s

27、。海洋水量平衡方程式： (P-E)+(Ui-Uo)+(M-F)+R=gP降水；E 蒸發(fā)； Ui 獲得、Uo 失去(海流混合 )； M 融冰； F 結(jié)冰； R 大陸徑流； g 給定時(shí)間內(nèi)交換虧損或盈余 的水量。海洋溫度的分布與變化分布特點(diǎn)：等溫線(xiàn)基本沿緯度分布，幾乎與緯度平行，這與太陽(yáng)輻射的分布規(guī)律極為相 似。溫度自赤道向兩極不規(guī)則地下降。海流影響局部溫度分布，經(jīng)向流使等溫線(xiàn)改為 經(jīng)向。在寒暖流交匯處或二個(gè)物質(zhì)不同的水團(tuán)交匯處，等溫線(xiàn)密集。表面溫度夏季普 遍高于冬季，并且冬季經(jīng)向溫度梯度遠(yuǎn)比夏季大，這與太陽(yáng)高度和日照有關(guān)。在沿海近岸受地形影響大，等溫線(xiàn)與等深線(xiàn)平行，夏季近岸高，遠(yuǎn)岸低，冬季相反。

28、海洋中最冷的水在南極地帶的威德?tīng)柡?，表面水最高溫帶大約位于北緯5° 10°。溫度的垂直分布：一般而言，溫度自海面向海底隨深度的增加呈不均勻遞減溫度的日變化：溫度在一天當(dāng)中隨時(shí)間有日變化，在一日內(nèi)會(huì)出現(xiàn)最高溫度和最低溫度。4： 00 5： 00 表層溫度最小。2月和 8 月。0.5 海里， 主要是 由于兩種在 14：3015：00 表層溫度最大，在清晨溫度的年變化：年最低、最高溫度在中、高緯度分別出現(xiàn)在 二、鹽度的分布變化1. 大洋表面的鹽度分布 大洋表面鹽度徑向分布從赤道向兩極呈馬鞍形 寒暖流交匯處，等鹽線(xiàn)密集，水平梯度大，有的地方可達(dá) 水系含鹽量不同造成的。 大洋邊緣鹽度

29、小（降水量大） 。 大西洋表面鹽度高于太平洋和印度洋（主要與水交換有關(guān)） 。2. 大洋鹽度的垂直分布 赤道，表面低，向下增大，至 100 200m 層鹽度達(dá)最大值 ,以后逐漸減小，至中層 800 1500m 層鹽度達(dá)最小值，以后又緩慢上升，至2000 3000m 鹽度均勻。 亞熱帶，表層最大，且向下急劇減小，出現(xiàn)鹽度最低值后又緩慢上升。 亞寒帶，表層最小，隨深度增加而增加1500 2000m 以下不變化。 極地，表層小， 300 500m 以下均勻。3.4.2 海洋水團(tuán) 定義：源地和形成機(jī)制相近，具有相對(duì)均勻的物理、化學(xué)和生物特征及大體一致的 變化趨勢(shì)，而與周?chē)Ｋ嬖诿黠@差異的宏大水體。溫鹽

30、圖解： 1916 年由 B.海蘭 -漢森首創(chuàng)，具體方法系指以溫度為縱坐標(biāo)，以鹽度為 橫坐標(biāo)，將測(cè)站上不同層次的實(shí)測(cè)溫鹽值對(duì)應(yīng)地點(diǎn)在溫鹽坐標(biāo)系中，然后自表至底 有序的把各點(diǎn)連結(jié)起來(lái)的曲線(xiàn)（折線(xiàn)）圖。二、水團(tuán)的分析方法： 1、定性的綜合分析方法； 2、濃度混合分析方法； 3、概率 統(tǒng)計(jì)分析方法； 4、模糊數(shù)學(xué)分析方法三、水型和水系 : 水型（指溫鹽度均勻，在溫 -鹽圖解上僅用一個(gè)單點(diǎn)表示的水體，性質(zhì) 完全相同的水體集合） 。水系： “符合一個(gè)給定條件的水團(tuán)的集合 ”。3.4.3 海洋混合及溫度、鹽度、密度的細(xì)微結(jié)構(gòu)一、海洋湍流與混合：1、湍流的基本特征：隨機(jī)性擴(kuò)散性 耗散性2、靜力穩(wěn)定度：靜力穩(wěn)定

31、度：水塊保持或恢復(fù)原來(lái)平衡能力的量度 E>0 穩(wěn)定；E<0 不穩(wěn)定； E=0二、海洋混合：混合分為分子混合和紊流混合。1） 海氣界面的混合：風(fēng)、熱作用、水量交換2） 海洋內(nèi)部混合：內(nèi)波、潮流、密度、海底摩擦1M kQ第四章 海水的組成和特性二、元素在海水中的逗留時(shí)間M 為海水中某元素的總量 Q 為該元素每年進(jìn)入海洋的量 K 為輸出速率常數(shù) T 元素的逗留時(shí)間4.1.2 微量元素：海水中除了 14 種主要元素（ O、H、Cl、Ca、Mg 、S、 K、Br 、C、S、 Sr、B、Si、F）濃度大于 1×10-6mg/kg 外，其余所有元 素的濃度均低于此值，因此可以把這些元素

32、稱(chēng)為 “微量元素 ”。二、海水的氧化還原電位 當(dāng)變價(jià)元素的離子相遇時(shí)，由于離子對(duì)電子的吸引能力強(qiáng)弱不同，因而彼此間出 現(xiàn)電位差， 電子自動(dòng)地由電位低一方向電位高一方轉(zhuǎn)移， 這一電位差稱(chēng)為氧化還原電位 （或 Eh 值），簡(jiǎn)稱(chēng) “氧化電位 ”。4.2.2 海水的緩沖容量：緩沖能力可以用數(shù)值表示，稱(chēng)為緩沖容量。定義為使 pH 變化 一個(gè)單位所需加入的酸或堿的量 :4.3.2 氣體在海氣界面的交換 一、氣體交換的模式薄層模式 海水中由 N 、P、 Si 等元素組成的某些鹽類(lèi)，是海洋植物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)鹽，通常 稱(chēng)為“植物營(yíng)養(yǎng)鹽” 、“微量營(yíng)養(yǎng)鹽” 或“生源要素”。海水中痕量 Fe，Mn，Cu，Zn.Mo

33、，Co，B 等元素，也與生物的生命過(guò)程密切相關(guān)， 稱(chēng)為“痕量營(yíng)養(yǎng)元素”。在各種形式的氮化合物中，能被海洋浮游植物直接利用的是溶解無(wú)機(jī)氮化合物（ DIN ）， 包括硝酸鹽、亞硝酸鹽和銨鹽。第七章潮汐§7.1潮汐現(xiàn)象§7.2與潮汐有關(guān)的天文學(xué)知識(shí)§7.3引潮力§7.4平衡潮§7.5潮汐動(dòng)力理論§7.6風(fēng)暴潮§7.1 潮汐概述 一、潮汐要素：高潮、低潮、漲潮、平潮、落潮、停潮、漲潮時(shí)、落潮時(shí)、潮周期、漲潮 潮差、落潮潮差、潮差、平均海平面高度（多年每小時(shí)潮位的平均值，一般是根據(jù)19年的觀測(cè)記錄求得）基準(zhǔn)面（水尺零點(diǎn)）二、潮汐不等1

34、. 周日不等：除赤道不存在潮汐周日不等現(xiàn)象外，均有相鄰二次高潮（或低潮）的潮高和潮 時(shí)不等的現(xiàn)象。2. 半月不等：新月和滿(mǎn)月時(shí)，朔望大潮。初七、初八（上弦）和二十二、二十三（下弦）時(shí)， 方照小潮3. 月不等：由于月球與地球的近地點(diǎn)與遠(yuǎn)地點(diǎn)引起。4. 年不等：太陽(yáng)與地球的近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)引起5. 多年不等：黃白交角變化引起三、潮汐類(lèi)型1. 正規(guī)半日潮2. 全日潮 （在 15天中有 7天以上每天只有 1 次漲落）3. 混合潮（不正規(guī)半日潮；不正規(guī)日潮）F=（Ho1+Hk1）/Hm2Ho1 太陽(yáng)主要全日分潮潮高 Hk1 太陰，太陽(yáng)赤緯全日潮潮高 Hm2 太陽(yáng)主要半日分 潮潮高正規(guī)半日潮： F 0.5

35、全日潮： F>4.0 混合潮：不正規(guī)半日潮 0.5<F 2.0 不正規(guī)日潮2.0<F 4.0§7.2 與潮汐有關(guān)的天文學(xué)知識(shí)天 球：以地球?yàn)橹行?，無(wú)限長(zhǎng)為半徑所作的球面。天 軸：將地軸無(wú)限延長(zhǎng)，所得到的直線(xiàn)叫天軸。天 極：天軸與天極的交點(diǎn)叫天極，它小于南北天極。天 頂：（天底）觀測(cè)點(diǎn)所作的鉛垂線(xiàn)（即通過(guò)地心）向上與天球的交頂稱(chēng)天頂，向 下與天球的交點(diǎn)稱(chēng)天底。天子午圈：通過(guò)天極和天頂天底所作的大圈，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。天頂距（ Q）：通過(guò)天頂和天體（如月亮）所作的大圈上的一段弧長(zhǎng)，這段弧長(zhǎng)截于天頂和 天體之間，天頂距在一天中

36、作周期性變化，由于頂起由0180。時(shí) 圈：通過(guò)天極和天體所作的大圈。時(shí) 角（ T ）：天子午圈和時(shí)圈在天赤道上所截弧長(zhǎng)，叫時(shí)角，向西0-360°。赤 緯：天體沿時(shí)圈至天赤道的弧稱(chēng)該天體的赤緯， 以赤道為 0 ，向北為正， 向南為負(fù)， 0-90 赤 徑：從春分點(diǎn)沿天赤道向東到時(shí)圈與天赤道的交點(diǎn)所跨的弧。赤徑與時(shí)角不同，時(shí)角 由子午圈向西量，而赤徑是由春分點(diǎn)向東量。天球坐標(biāo)：春分點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，赤緯、赤徑為坐標(biāo)系。 中天：（天體）時(shí)圈與天子午圈重合時(shí)叫中天，午半圈時(shí)（時(shí)角為0）叫上中天，天體位于子半圈時(shí)（時(shí)角 180）稱(chēng)下中天。平太陽(yáng)日： 平太陽(yáng)連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)上中天的時(shí)間間隔，稱(chēng)為平太陽(yáng)日。

37、1/24 平太陽(yáng)日，取為平太陽(yáng)時(shí)。平太陽(yáng)年（回歸年） ：當(dāng)平太陽(yáng)在天球上作用周年視運(yùn)動(dòng)時(shí)，連續(xù)兩次通過(guò)春分點(diǎn)的時(shí)間間隔，約 365.2422 平太陽(yáng)日。近點(diǎn)年：地球在繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道上前后二次到達(dá)近日點(diǎn)的時(shí)間間隔（約 365.2596 天）稱(chēng) 近點(diǎn)年。平太陰時(shí) :月球在連續(xù)兩次通過(guò)上中天的時(shí)間間隔為一太陰日，其平均值稱(chēng)平太陰日。1/24 平太陰日為一平太陰時(shí)，一平太陰日等于 24.8412 平太陽(yáng)時(shí)，即一平太陰 日 1.03505 平太陽(yáng)日，比一天略長(zhǎng)。朔望月：月球從新月（或滿(mǎn)月，新月稱(chēng)朔，滿(mǎn)月稱(chēng)望）的位置，出發(fā)，再回到新月（或滿(mǎn) 月）的位置的時(shí)間間隔，叫朔望月或叫盈虧月，是月相變化的周期，等

38、于 29.5306 平太陽(yáng)日。交點(diǎn)月 :月球兩次通過(guò)升交點(diǎn)或降交點(diǎn)的時(shí)間間隔稱(chēng)為一交點(diǎn)月（約27.2122 平太陽(yáng)日） 。近點(diǎn)月：月球先后二次到達(dá)近地點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間（約定27.55455 平太陽(yáng)日）?；貧w日：月球從赤經(jīng)零度出發(fā)，再回到赤經(jīng)零度的時(shí)間間隔（約27.32158 平太陽(yáng)日） 。§ 7.3 引潮力 月球引潮力定義：地球上單位質(zhì)量的物體，其所受到的月球引力，與因地月相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn) 生的慣性離心力的合力，是為月球的引潮力。 類(lèi)似可定義太陽(yáng)引潮力。引潮力公式 : 設(shè)地球質(zhì)量為 E，地球平均半徑為 r，月球質(zhì)量為 M ，月地中心距離為 D,月球中心至地球表面任意一點(diǎn)的距離為x，為天頂距

39、（天頂至天體的弧長(zhǎng)， 0180）。3M3 rFhf hf h'g3sin 22ED33M3 rFvf vf v'g3(cos 22ED3§ 7.4 平衡潮一、平衡潮概念平衡潮理論假定 : 1. 地球表面被等深的海水所包圍 ; 2. 認(rèn)為海水沒(méi)有慣性 ; 3. 認(rèn) 為海水無(wú)粘性 ; 4. 忽略地轉(zhuǎn)偏向力在上述假定下，某一時(shí)刻引潮力和重力相平衡時(shí)，海面保持穩(wěn)定狀態(tài)所求得之潮汐即為平 衡潮.、平衡潮潮高公式三、潮高公式討論hm=hm0+hm1+hm2hm0= (1/12)H(1-3cos2 )(1-3cos2)hm1= Hsin2 sin2 cosT1hm2= (1/4)H

40、(1+cos2 )(1+cos2 )cos2T1 式中地點(diǎn)的緯度， 為太陰的赤緯， T1 為太陰時(shí)角。1.半日潮、全日潮和長(zhǎng)周期潮隨緯度的分布長(zhǎng)周期潮在 cos2 =1/3 處，即 =±35 °16振 幅為零，在兩極處最大。 全日潮在赤道及兩極處為零，在 =± /4 處最大。 半日潮在赤道最大，隨緯度的增加而減小，到兩極為零。兩極只有長(zhǎng)周期潮。2.半日潮、全日潮隨赤緯變化當(dāng)=0 時(shí)，全日潮為零，半日潮最大，此時(shí)叫分點(diǎn)潮。隨著赤緯的增加，半日潮成分逐漸減小，全日潮成分逐漸增大。 0時(shí)，全日潮和半日潮迭加形成日不等，隨著赤緯的增加， 日不等現(xiàn)象也 增大，當(dāng)赤緯最大( 月球 max= 28°35 )日不