环境海洋学(动力部分)
05第五章海洋环境及其相模式
过 烈。
渡 生物：最为繁盛，底栖生物繁多。
带
亚
相
范围：过渡带以外，浅海陆棚最主要的环境单元
静水为主，大规模的风暴浪才能产生作用
沉积物：粘土、粉砂，极少量细砂。
.
2
结
碳酸盐、铁、锰、铝、磷等。 构：较滨岸相稍差
滨 构 造：水平层理、浪成交错层理，浪成波痕，
外
生物扰动构造、虫孔、虫迹
陆 生 物：种类和数量众多
粒序层或滞留层沉积段（可为贝壳层，有侵蚀 的底，可见渠模和工具模） ；悬浮状态沉积物
快速沉积过程；
平行层段 丘状交错层理或浪成交错层理段；波浪、涡流
作用
泥岩或页岩段。遗迹化石（逃逸迹）
正粒序
单层厚度约几十厘米到1米
砾石、生物化石是原地或浅海环境的
（4）近源性风暴岩和远源性风暴岩
近源风暴岩
相对较厚，粒度较粗，底部侵蚀构造发育， 形成于水体相对较浅的陆棚区。常以生物 碎屑灰岩或砂屑为主,贝壳层主要是腕足类 和双壳类.
(2)后滨亚相(潮上带)——平均高潮线至海岸砂丘 受不同规模的风暴潮冲刷 沉积物：中粗砂 结 构：分选、磨圆较好 构 造：平行层理、低角度交错层理
(3)前滨亚相(潮间带)：平均高潮线至平均低潮线 频繁的冲浪冲刷为主 ——冲洗回流带
沉积物：中砂 结 构：成熟度较高，跳跃组分为主，常分两组；
上部分选好于下部 构 造：大型低角度交错层理（冲洗交错层理）、 平行层理、（不）对称波痕、菱形波痕、 冲刷痕、泡
④层序 海退型进积层 序最 常见 ——下 粗上 细正旋回。
潮汐三角洲和潮道亚相
(1)潮汐通道也称为期道、潮沟、潮渠，是位于障壁岛之 间的连接泻湖与海洋的通道。潮汐通道属于潮下高能环境. 其沉积物主要是由沿平行海岸方向的侧向迁移形成的，与 曲流河的侧向迁移相类似。
海洋生态系统动力学模型及其研究进展_刘桂梅
第18卷第3期2003年6月地球科学进展ADVANCE I N E AR TH SCIE NCE SVol.18 No.3Jun.,2003文章编号:1001-8166(2003)03-0427-06海洋生态系统动力学模型及其研究进展刘桂梅1,2,孙 松1,王 辉3(1.中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点试验室,山东 青岛 266071;2.中国科学院大气物理研究所,I CCE S,北京 100029;3.国家自然科学基金委员会地球科学部,北京 100085)摘 要:海洋生态系统动力学研究是当前多学科交叉研究的热门领域,依据国内外研究进展,分别就人们在模型研究中所采用的过程模型、个体模型、种群模型、种间模型及生态系统模型进行了介绍,并概述了当前国际上的研究热点全球变化与海洋生态系统动力学研究,总结了我国的海洋生态系统动力学研究现状以及进一步研究中存在的问题和发展趋势。
关 键 词:海洋生态系统动力学;模型;全球变化中图分类号:P731.2 文献标识码:A 20世纪60年代后期,海洋生态系统结构、功能、食物链、生物生产力等方面的研究逐渐增多,科学家们注意到海洋生物资源的变动并非完全受捕捞的影响,环境变化对生物资源补充量有重要影响,与全球气候波动也密切相关。
一批生物、渔业海洋学家还认为,浮游动物的动态变化不仅影响许多鱼类和无脊椎动物种群的生物量,同时浮游动物在形成生态系统结构和生源要素循环中起重要作用,对全球的气候系统产生影响。
从全球变化的意义上研究海洋生态系统被提到日程上来,众多全球性的国际海洋计划应运而生:热带海洋与全球大气计划(TO-GA)、世界海洋环流实验(W OCE)、全球海洋通量联合研究(JGOFS)、海岸带陆海相互作用(LOICZ)和全球海洋观测系统(GOOS)等。
1995年全球海洋生态系统动力学研究计划(GL OBEC)被纳入国际地圈生物圈计划(I GBP)的核心计划,海洋生态系统动力学研究成为当今海洋科学跨学科研究的国际前沿领域[1～3]。
海洋环境中流体动力学的数值模拟方法
海洋环境中流体动力学的数值模拟方法引言流体动力学是研究流体运动和力学性质的学科，广泛应用于海洋科学领域。
海洋环境中的流体动力学问题包括海浪、潮流、洋流等多种现象。
为了更好地理解和预测这些现象，数值模拟方法成为研究者们的重要工具。
本文将介绍海洋环境中流体动力学的数值模拟方法及其应用。
流体动力学基础在介绍数值模拟方法之前，首先简要介绍一些流体动力学的基本概念。
流体动力学基于连续介质假设，将流体视为连续一致的介质。
流体运动可以通过质量守恒、动量守恒和能量守恒三个基本方程描述。
质量守恒方程质量守恒方程描述了流体质量的变化情况。
在海洋环境中，质量守恒方程可以写作:$$ \\frac{{\\partial \\rho}}{{\\partial t}} + \ abla \\cdot (\\rho \\mathbf{v}) = 0 $$其中，$\\rho$是流体密度，$\\mathbf{v}$是流体速度矢量，$\\frac{{\\partial}}{{\\partial t}}$表示时间导数，$\ abla \\cdot$表示散度操作。
动量守恒方程动量守恒方程描述了流体动量的变化情况。
在海洋环境中，动量守恒方程可以写作:$$ \\frac{{\\partial \\rho \\mathbf{v}}}{{\\partial t}} + \ abla \\cdot (\\rho\\mathbf{v} \\mathbf{v}) = -\ abla p + \\rho \\mathbf{g} + \\mu \ abla^2\\mathbf{v} $$其中，p是流体压强，$\\mathbf{g}$是重力加速度，$\\mu$是流体的粘度系数，abla2表示拉普拉斯算子。
能量守恒方程能量守恒方程描述了流体能量的变化情况。
在海洋环境中，能量守恒方程可以写作:$$ \\frac{{\\partial (\\rho E)}}{{\\partial t}} + \ abla \\cdot (\\rho \\mathbf{v} E) = -\ abla \\cdot (\\mathbf{v} p) + \ abla \\cdot (\\mu \ abla \\mathbf{v}) + \ abla \\cdot (\\mathbf{q} - \\mathbf{v} \\cdot \\mathbf{q}) $$其中，$\\rho E$是单位体积的总能量，$\\mathbf{q}$是热通量矢量。
海洋环境生态学课件-第1章 海洋生物与环境(1-2)地球上的生物、海洋环境与海洋生物类群(专业知识模板)
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三、地球自我调节理论－Gaia hypothesis
（3）地球系统是有机整体，地球生理学是地球进化的方式， Gaia假说是一个控制论系统
生态系统包含着很多不同的层次，同一层次也包含很多各有
差异的生态系统：如陆地和海洋又各自可划分为一些次级生态类型，其中海
洋有近岸、大洋、深海、极地等生态系统；
相同类型的生态系统，但分别处于不同地理区域，其环境特 征和生物组成也有差别。如河口湾生态系统，就有淹没河口湾、峡湾型河
口湾和沙洲河口湾的差别。同样不同海域的上升流生态系统、红树林生态系统、珊 瑚礁生态系统以及各种类型的潮间带生态系统都有各自的环境和生物组成特点。
例如藤壶牡蛎蛤类螺类等很多种类以坚固的石灰质外壳作保护海胆利用其尖利的棘刺腔肠动物利用其刺胞来防御捕食营底埋生活方式的种类利用沉积物来起到隐蔽作用管栖沙蚕利用其革质管钻蚀种类利用其钻蚀对象木头岩石来保护自己防御捕食等当二次电子数最少为一个时可代替初始电子的作用继续不断从阴极发出电子形成不依赖外界因素的初始电子从而产生自持放电
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二、海洋环境概述
1. 海洋环境的基本特征
（1）相对稳定性
相对于陆地，由于海洋水体大、有较高的比热以及混合作
用，使得海洋的温差较小，温度变化也比较缓慢；
海水的组分稳定，缓冲性能好，其 pH值也是相对稳定的。
这些环境条件在相当大的距离内较为恒定，使得海洋生物
可分布在很大的范围内。
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二、海洋环境概述
海洋结构动力学
海洋结构动力学
海洋结构动力学研究的内容涉及海洋环境、海洋结构物的机械特性、结构动力学分析方法、结构设计与优化、结构可靠性与安全性等方面。
其中，海洋环境是影响海洋结构物受力和疲劳的重要因素，包括海浪、海流、海底地形等。
为了更准确地研究海洋环境对结构的影响，需要进行数值模拟和试验研究。
海洋结构物的机械特性是指结构物的刚度、强度、疲劳寿命等力学参数，这些参数决定了结构物在海洋环境下的稳定性和安全性。
结构动力学分析方法是研究海洋结构物动力响应的数学模型和方法，包括模态分析、频率响应分析、时程分析等。
结构设计与优化是指根据结构物的使用要求、力学参数等对结构物进行设计和优化，确保结构物在海洋环境下的安全性和经济性。
结构可靠性与安全性是指通过结构可靠性分析和控制手段，保证结构物在海洋环境下的安全性和可靠性。
海洋结构动力学的研究成果将直接应用于海洋工程结构的设计、建造和运行中，对提高海洋工程结构的安全性和可靠性具有重要意义。
- 1 -。
河口-陆架-大洋耦合的海洋动力学机制和环境生态效应
河口-陆架-大洋耦合的海洋动力学机制和环境生态效应1. 引言1.1 概述河口、陆架和大洋是地球上重要的海洋环境，它们之间存在着紧密的相互作用关系。
河口是河水与海水交汇的地方，具有独特的地貌特征和水动力过程。
陆架是从海岸线延伸出去的浅海区域，具有丰富的生物资源和复杂多变的水文环境。
而大洋是全球最大的水体，呈现出广阔深邃的质感和巨大的动力特征。
在这三个海洋环境中，河口-陆架-大洋形成了一个微妙而复杂的耦合机制。
河口与陆架之间存在着物质和能量交换过程，比如由于河流输入带来了丰富的营养盐等溶质导致了土壤侵蚀、泥沙运移等现象。
这些物质通过沉积过程被输送到陆架上，并对生物活动产生一定影响；同时，受益于受潮湿度较高且营养物质含量较高等自然条件，陆架生态系统也会对外部环境进行反馈。
另一方面，大洋的环流和水柱特性也在一定程度上影响着河口-陆架系统的水动力过程和生态环境。
大洋环流与陆架之间存在较为复杂的相互作用关系，例如季风演变导致了海洋表层水温、盐度等条件的变化。
同时，大洋中溶解氧和营养盐的输运对于陆架生态系统也具有重要影响。
1.2 文章结构本文将从河口与陆架的相互作用、大洋与陆架的耦合机制以及环境生态效应研究方法和案例分析三个方面进行探讨。
首先，在第二部分将介绍河口地貌与水动力过程以及陆架特征与水文环境这两个主题。
随后，在第三部分，将提出大洋环流与陆架水动力相互作用、大洋温盐特征对陆架环境以及大洋溶解氧和营养盐输运对陆架生态系统的影响这几个问题。
最后，在第四部分中，将介绍海洋动力学模型、生物标志物以及河口-领域工具和典型案例分析等研究方法，并通过一个具体的案例，深入分析河口-陆架-大洋系统中的生态演替过程及其影响因素。
最后，在第五部分，总结与讨论主要研究结果，并提出存在的问题以及未来的展望。
1.3 目的本文旨在全面了解和研究河口-陆架-大洋耦合的海洋动力学机制和环境生态效应。
通过分析河口与陆架之间以及大洋与陆架之间相互作用关系，揭示其对水动力过程和环境生态系统的影响。
物理海洋学中的海洋流体力学与动力学研究
物理海洋学中的海洋流体力学与动力学研究物理海洋学是研究海洋物理现象的学科，其中海洋流体力学与动力学作为重要的研究内容之一，对于我们深入理解海洋的运动和变化具有重要的意义。
本文将介绍海洋流体力学与动力学的基本概念、研究方法以及相关应用。
一、海洋流体力学的基本概念海洋流体力学是研究海洋中流体运动规律的学科，通过研究海洋中的流体运动现象，揭示海洋运动的动力学原理。
在海洋流体力学中，流体可以被视为不可压缩、粘性流体，并且满足牛顿运动定律。
1. 海洋中的流体运动海洋中的流体运动包括水平运动（洋流）和垂直运动（上升、下沉）。
水平运动主要由流体的惯性和外力（如风力、地转效应等）共同驱动，而垂直运动则由海洋中的密度变化引起。
这些运动对于物质的输送、能量的转换和海洋生态环境的演化具有重要影响。
2. 海洋流体的基本特性海洋流体具有惯性、旋转、不可压缩以及表面张力等特性。
惯性使得海洋流体具有慢变性、惯性传输和维持运动状态的能力；旋转则使得海洋中出现各种尺度的涡旋结构；不可压缩性要求流体在水平方向上体积保持不变；表面张力则影响了海洋表面波浪的形成和传播。
二、海洋动力学的研究方法海洋动力学是研究海洋运动的力学过程和机制的学科，主要包括描述海洋流体运动的方程、建立数值模拟模型以及开展实验观测等方法。
1. 速度场和动量方程速度场描述了海洋中流体的速度分布，是研究海洋动力学的基础。
通过建立速度场的方程，可以推导出描述海洋流体运动的动量方程，揭示海洋流体受力和受压力梯度的关系。
2. 数值模拟模型数值模拟模型是开展海洋动力学研究不可或缺的工具，可以通过数值计算的方式模拟和预测海洋的运动和变化。
常用的数值模拟模型包括有限差分模型、有限元模型和谱方法等，它们可以对不同尺度、不同时间范围的海洋物理过程进行模拟和预测。
3. 实验观测方法实验观测是验证和改进海洋动力学理论的重要手段。
通过在海洋中布置观测装置进行水文、气象和流速等参数的实时观测，可以获取真实的海洋数据，为海洋动力学研究提供重要的实验基础。
环境海洋学化学部分复习资料[1]
![环境海洋学化学部分复习资料[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/55e6fc3f1fd9ad51f01dc281e53a580217fc5078.png)
一．名词解释1.常量元素：即海水的主要的成分。
除组成水的H和O外，溶解组分的含量大于1的仅有11种，包括、2+、2+、和2+五种阳离子，、42-、32-（3-）、和五种阴离子，以与H33分子。
这些成分占海水中总盐分的99.9%，所以称主要成分。
2.营养元素：主要是与海洋生物生长有关的一些元素，通常是指N、P和。
3.主要成分恒比定律：尽管各大洋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，这就是海水主要成分的恒比定律，也称为恒比定律。
4.元素的保守性：海水中物质的浓度只能被物理过程（蒸发和降水稀释）而不被生物和化学过程所改变。
5.海水的碱度：在温度为20℃时，1L海水中弱酸阴离子全部被释放时所需要氢离子的毫摩尔数6.碳酸碱度：由32-和3-所形成的碱度7.硼酸碱度：由B()4-所形成的碱度8.海洋低氧现象：对水生生物的生理或行为，如生长速率、繁殖能力、多样性、死亡等产生有害影响的氧环境。
通常把溶解氧浓度不大于2作为缺氧判断临界值。
9.悬浮颗粒物：简称“悬浮物”，亦称“悬浮体”、“悬浮固体”或“悬浮胶体”，是能在海水中悬浮相当长时间的固体颗粒，包括有机和无机两大部分。
10.硝酸盐的还原作用：3-被细菌作用还原为2-，并进一步转化为3或4+的过程11.反硝化作用：3-在某些脱氮细菌的作用下，还原为N2或2的过程12.海洋生物固氮作用：通过海-气界面交换进入海水中的溶解N2，在海洋中某些细菌和蓝藻的作用下还原为3、4+或有机氮化合物的过程。
13比值：海洋漂游生物对营养盐的吸收一般按照C：N：106：16:1进行，这一比例关系常被称为比值。
14.营养盐限制：营养盐比例不平衡会导致浮游植物生长受制于某一相对不足的营养盐，通常被称为营养盐限制。
15.氮限制海区：一个海区含氮营养盐含量相对不足，导致浮游植物生长受制于氮营养盐。
16.磷限制海区：一个海区含磷营养盐含量相对不足，导致浮游植物生长受制于磷营养盐。
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《环境海洋学》动力部分
第二章、海洋环境地学
名词解释：
海湾：洋或海延伸进大陆且深度逐渐减小的水域。
海峡：两端连接海洋的狭窄水道。
稳定型大陆边缘：近代构造稳定，没有活火山，极少地震。
活动型大陆边缘：全球最强烈的构造活动带，地震剧烈，火山频发，海沟深邃。
大陆架：大陆周围被海水淹没的浅水地带，亦是大陆向海底的自然延伸。
大陆坡：分开大陆和大洋的全球性巨大斜坡。
大陆隆：自大陆坡缓缓倾向洋底的扇形地。
简答题：
大洋的特点
1.远离大陆
2.面积广阔
3.深度大，一般深于2000m
4.有各自独立的潮汐系统和强大的洋流系统
5.水温，盐度等受大陆影响小，年变化小。
海的特点及分类
1.位于洋的边缘，水深小，一般浅于2000m
2.水色低，透明度小
3.温，盐受大陆影响大，年变化明显
4.无独立潮汐系统，但潮差大
5.无独立洋流系统，可有自己的海流和洋流。
海湾的特点
1.水深变浅，宽度变窄，潮能集中，易现大潮差
2.水交换自由
3.一般以入口处海角之间的连线或入口处的等深线作为与洋或海的分界。
海峡的特点
1.水流急，潮流速度大
2.流况复杂，上下层流向不同，水平方向流向不同。
第三章、海水物理性质和大洋层化结构
名词解释：
绝对盐度：海水中溶质的质量与海水质量之比值。
密度超量：γ＝ρ－1000kg•m-3
比容偏差：δ＝α（S，t，p）－α（35，0，p）
水团：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。
水型：温盐度均匀的水体，实质上是“性质完全相同的水体元的集合”。
水系：符合一个给定条件的水团的集合。
海水热学性质和力学性质中涉及的名词、
世界大洋热量与水量平衡中涉及的名词（第3节）、
简答题：
海冰的特点（两种不同结冰情况）
世界大洋温度分布特点
世界大洋盐度分布特点
第四章、海洋环流
名词解释：
海流：大规模相对稳定的海水的流动
海洋环流：海流形成首尾相接的相对独立的流系或流旋
科氏力：地球偏向力，物体相对与地球运动时产生的力。
f平面近似：海水运动发生在科氏参量为一常数f0 的平面上，称为f平面，在其上的研究近似。
β平面近似：即是直角坐标平面又考虑科氏参量线性变化的平面，使用该平面的近似。
压强梯度力：单位质量水体所受的静压力的合力，与等压面垂直，指向压力减小的方向。
即与压强梯度方向相反。
内压场：由海洋内部密度差异形成的斜压场。
外压场：外因引起海面倾斜所产生的压力场。
切应力：两层流体相对运动，因粘滞使界面产生切向作用力。
密度流：由内压场导致的地转流，一般随深度的增加流速逐步减小，直到等压面与等势面平行的深度上流速为零；其流向也不同，有时称为密度流。
倾斜流：由外压场导致的地转流，自表层至海底，流速流向也不同，有时称其为倾斜流。
惯性流：当驱动风海流的风停息或者风海流流出该风区之后，原由定常风所维持的漂流变成了依惯性自由流动的惯性流
风生环流：由风驱动形成的环流，主要表现在大洋的上层。
热力环流：由温度变化引起的环流，主要在大洋的中下层。
简答题：
描述流场的两种方法（拉格朗日和欧拉）：
欧拉：描述或测量空间点处流的情况。
依各点处流速的大小方向，描述流场。
拉格朗日：跟踪水质点，研究其时间变化。
可用漂流瓶、中性浮子、浮标、示踪剂等追踪流迹。
地转流（基本假设、特点、结果）：
基本假设，1.海洋深且广2.远离海岸和海底3.不考虑海面风4.定常5.忽略引潮力和分子粘性力6.海水不可压缩。
风海流（基本假设、特点【ppt上64页和66页两个图】）
风海流的体积输运（特点、副效应、上升流下降流如何产生）
特点：只有垂直于风向方向的体积输运。
副效应：上升流和下降流。
上升流是指海水从深层向上涌升，下降流是指海水自上层下沉的铅直向流动。
世界大洋水团的特点
1.表层水：高温，相对低盐，富溶解氧
2.次表层水：高盐，相对高温
3.中层水：低盐
4.深层水：贫氧
5.底层水：源于极地海区，高密。
第五章、海洋中的波动现象
名词解释：
波浪各个要素：波峰：波浪最高点；
波谷：波浪最低点；
波长：相邻两波峰（或谷）之间距离；
波高：从波峰到波谷的铅直距离；
振幅：波高的一半；
周期：相邻两波峰（或谷）通过某固定点所经历的时间。
小振幅重力波：波动振幅相对波长为无限小，重力是其唯一外力的简单海面波动。
风浪：当地风产生，且一直处在风的作用之下的海面波动状态。
涌浪：海面上由其他海区传来的或当地风力减小、平息，或风向改变后海面上遗留下的波动。
风区：状态相同的风作用海域的范围。
风时：状态相同的风持续作用在海面上的时间。
弥散作用：不同波长、周期、振幅的分波在传播过程中，波长大的速度快，短的速度慢，使原来叠加在一起的波分散开。
角散作用：各分波传播方向不同，在传播中向各方向分散开。
波向的折射：波浪传入浅水后，波峰线有逐渐与等深线平行的趋势
简答题：
小振幅重力波（特点、水质点运动、波速、能量）
特点：1.波动振幅相对波长为无限小2.重力是其唯一外力
水质点运动：水质点只围绕自己的平衡位置做圆周运动
波速：
能量：
第六章、潮汐
名词解释：
风暴潮：由于强烈的大气扰动所招致的海面异常升高的现象。
与潮汐有关的天文术语
论述：
平衡潮理论（假设、结论、贡献、缺陷）
风暴潮的分类及各个类型的特点
第七章、海洋混合与海洋细结构
论述：
海洋混合的区域性。