海洋科学基础知识点整理

1：什么导致了地球的大地水准面？

地球旋转离心力带来了地球的椭球面，不规则的海底地形导致了重力的局地变化，大地水准面与海表面不同，因为海洋不是静止的，海表面与大地水准面之间的偏差被定义为海表面地形

2：怎样测量海洋表面和底部地形？

由于地球重力（形状）空间变化，地球的大地水准面有不规则性，大地水准面可以反映海底地形特征，我们一般用测深绳，回声测深仪以及雷达高度计来测量海底以及海表面的地形，同时也可以基于重力场的不规则性（重力与海底地形的关系）来计算海底地形

3：海洋地形为何如此的重要？

海洋地形影响海流路径、影响全球热量的输送、影响潮汐的能量混合和消散、影响自然灾害的发生，比如海啸等，在实际中会影响石油与天然气的开采、地质研究

4：海平面变化的原因：

大洋洋盆形状的改变：板块构造学说（海洋地壳以及海底沉积物的变化，陆地地壳分布的变化）、泛大陆的形成（陆地海洋面积比例减小，海平面降低），大陆裂解，洋中脊扩张效应；

海洋中水体总量的变化：水循环导致的海平面变化，热力所致的海平面变化

海平面变化地质代表：有孔虫的氧同位素珊瑚可以用于古海平面的重建

从短时间尺度上来说，海平面变化的主要原因是海洋的增暖和热力膨胀，以及陆地冰的融化

格陵兰冰盖平均厚度达1500米，南极冰盖厚度达2000到2500米

5：海水的性质

水深，海水压强，海水温度（计算时通常用K做单位），海表面温度，盐度（每千克海水溶解物质的克数，平均一千克海水中35克盐，盐度的计算？）现在一般用电导率来计算盐度，电导率主要与温度有关，对盐度的依赖稍弱，主要消除温度对于电导率的影响我们就可以得到盐度

6：跃层：垂直方向上物理性质快速变化的深度区间

温跃层：

位势温度：水团从初始状态绝热可逆的移动到标准压强（海表面）时的温度

位温小于实际温度

位势密度：在不改变盐度的情况下，将某层海水微团绝热抬升到海洋表面时的密度位势密度无法用来比较深水区的水体密度（西大西洋在3000米以下明显有一段密度倒转的结构，随着深度的增加密度减少），于是将水团移到4000米处作比较

深层水一般温度低密度大

温盐结构示意图？

水团：具有相同的温盐结构的水体（源地和形成机制相近）且与周围环境的温盐结构有着较大的差别从印度洋北部的红海经过一个较深的海峡流出来的水一般高温高盐，从南极洲沿岸流进深海大洋的水一

般低盐低温

7：流体静力平衡：如果密度大的水体在密度小的水体之上，上层水体就会下沉，反之就不会，也就是静力平衡

静态稳定度:在流体满足静态平衡的条件下用来衡量微团在垂直方向上离开初始位置之后能否回到原有平衡位置的标准，与密度随深度的变化有关

静力稳定发生于海洋层化状态维萨拉频率，层化的程度越高振荡的频率越大

8：海洋中的光：三个区域：透光层（200米以内），半透光层（200-1000），不透光层（大于1000米）光的损失：介质的吸收、散射（统称为光束衰减所致的损失）不同颜色的光穿透海水的深度不同，开阔大洋穿透的深度比沿岸海域穿透的大

水色遥感水唯一可以穿透海水一定的深度的卫星海洋遥感技术

比尔-朗伯吸收定律：当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，吸光度与吸光物质的浓度与吸收层的厚度成正比，与透光度成反比吸光系数随波长变化

影响太阳辐射的因素：太阳的高度与接收太阳辐射的面积辐射衰减的影响表面反照率

其中太阳高度角与云占主导地位

影响净红外辐射（向下减向上其中向下方向为正）的因素：水温、海冰和雪、云、大气水汽含量其中在考虑红外辐射的净损失的时候，水汽和云的影响比温度重要

影响潜热通量（水分蒸发所携带的热量）因素：风速与湿度

影响感热通量（热传导）的因素：风速与温度

8：驱动大气环流的因素是地球表面受热不均与地球自转

受热不均：太阳辐射不均地轴倾斜之类的对其产生影响但是同时还有反照率的影响

气体从高压向低压加速流动

地球自转：离心力与科里奥利力偏转方向是北右南左极点处科氏力最大，在赤道为零

哈德莱环流局限于低纬度地区，主导低纬的大气环流

中纬度气旋（受热不均匀与旋转所致的流动）：强旋转作用会产生湍流运动，高低压配合，锋面会将温暖的热带空气和寒冷的极地空气分开

地转流地转平衡：流体沿着等压线运动：压强梯度力科里奥利力以及离心力达到平衡

欧拉观点：视角固定于某一空间位置点，看水团如何经过ADCP测量海流速度卫星遥感器观测、船载CTD 拉格朗日观点：视角固定在某一具体的水质点上，观察水质点的运动轨迹以及状态Argo浮标

有限重力：重力加离心力海洋运动方程：

9：海洋中的主要洋流

10：风通过摩擦力驱动海流，风应力，湍流（涡旋粘度）

风生流理论：当科氏力和湍流剪切应力平衡时，海流趋于稳定的状态

埃克曼层：受风驱动表层海水运动影响的垂直海洋层净输送理想状态下：北半球右偏九十度，南半球左偏九十度，但是实际上是表面右偏小于四十五度，净输送偏移七十度

在低纬深度比高纬度深流涡中的埃克曼输送以及埃克曼理论可以解释海洋中的垂直运动

北半球气旋会导致海表辐散，反气旋导致海表辐合

北半球逆时针气旋，南北半球都是反气旋海水辐合堆积，气旋海水辐散高压对应反气旋，低压对应气旋

海洋流涡：地转环流----大气高压对应反气旋风应力埃克曼输送向中心辐合-----高的海表面动力高度

压强梯度力-----地转流涡环流？（什么叫流涡？为什么是压强梯度力导致的）

11：为什么存在西向强化？（科里奥利力随纬度变化）可以用涡度解释，涡度分为行星涡度（受地球自转驱动）与相对涡度（由流场中的剪切驱动）