海洋科学导论
海洋科学导论

海洋科学导论一、绪论海洋科学:是研究地球上海洋的自然现象、性质及其变化规律,以及与开发、利用海洋有关的知识体系。
研究对象:世界海洋及与之密切相关联的大气圈、岩石圈、生物圈,海洋中的(海水、营养盐、生物),海底的(海洋沉积、海底岩石圈),海口的(河口、海岸带),海面的(大气边界层)。
特点:特殊性和复杂性、综合性,海洋中的水汽冰三态的转化无时无刻不在进行,作为自然系统的多层次耦合性。
研究内容:海水运动规律,海洋中的物理、化学、生物、地质过程,及其相互作的基础研究;海洋资源开发、利用,有关海洋军事活动迫切需要的应用研究。
海洋科学的发展史:第一阶段:海洋知识的积累;第二阶段:海洋科学的奠基与形成;第三阶段:现代海洋科学时期;最后,海洋科学的未来。
二、地球系统与海底科学地表陆海分布:地球表面总面积约5.1×108km2,分属于陆地和海洋。
以大地水准面为基准,陆地占29.2%,海洋占70.8%,地表大部分为海水所覆盖。
地球上海洋相互连通,构成统一的世界大洋;而陆地则相互分离,没有统一的世界大陆。
海洋不仅面积超过陆地,其深度也超过陆地高度。
3000m以上深海洋占其总面积的75%;而高度不足1000m 的陆地占其总面积的71%。
海洋平均深度达3795m,而陆地平均高度只有875m。
如果将高低起伏的地表削平,则地球表面将被约2646m 厚的海水均匀覆盖。
海洋的划分:根据海洋要素特点及形态特征,可分为主要部分——洋和附属部分海、海湾和海峡。
(大)洋,远离大陆,面积广阔,占海洋总面积的90.3%;深度大,一般大于2000m;海洋要素如盐度、温度等不受大陆影响,盐度平均为35,且年变化小;具有独立的潮汐系统和强大的洋流系统。
海是海洋的边缘部分,全世界共有54 个海,其面积占世界海洋总面积的9.7%。
海的深度较浅,平均在2000m以内。
其温度和盐度等海洋要素受大陆影响很大,有明显的季节变化。
水色低,透明度小,没有独立的潮汐和洋流系统,潮波多系由大洋传入,但潮汐涨落往往比大洋显著,海流有自己的环流形式。
海洋科学导论

第一章绪论§1.1 地球科学海洋是地球系统的重要组成部分,海洋科学属于地球科学体系,为此,先对地球科学体系作一简略介绍。
1.1.1 地球科学体系 在苍茫的宇宙之中,迄今只发现地球上有人类繁衍生息,这不能不说是地球的独特与幸运。
地球科学就是以人类之家——地球为研究对象的科学体系。
从不同角度、对地球内外不同圈层和范围进行研究而形成的各个学科,则是地球科学体系的分支和组成部分。
由于地球科学系统本身的复杂性,深入研究其某一部分的学科,便不断形成、发展,有的则逐渐分化而成为相对独立的学科。
与此同时,基于地球各部分之间存在的客观联系,特别是不同学科或方法的互相借鉴、交叉与渗透,遂不断形成一些新的交叉或边缘学科。
这样一来,地球科学便形成了众多的分支及相关学科,组成了一个复杂的科学体系。
目前占优势的观点认为,地球科学主要包括地理学、地质学、大气科学、海洋科学、水文科学、固体地球物理学,而环境科学和测绘学也与地球科学有着极为密切的关系。
一、地理学是研究地球表面自然现象、人文现象以及它们之间的相互关系和区域分异的学科[1]。
所谓地球表面,通常是指地球的大气圈、岩石圈、水圈、生物圈和人类圈(又称智能圈)相互交接的界面。
广义的地球表面,上自大气对流层顶部,下至岩石圈沉积岩层底部,厚度可达(30~35)km。
狭义的地球表面,则指大气圈、岩石圈、水圈的交接面,上限离地面不超过100m,相当于对流层近地面摩擦层下部——地面边界层,下限为太阳辐射能可到达的深度;由于这一深度在陆地不超过地下30m,在海洋不超过水下200m,所以狭义的地球表面的厚度,一般不超过200~300m,但这却正是生物和人类活动最为集中也最为活跃的场所。
地理学是一门既古老又年青的学科,其漫长的发展历程可分为三个时期,即古代地理学时期——自远古至18世纪末;近代地理学时期——自19世纪至20世纪50年代;现代地理学时期——自20世纪60年代至今。
历经三个时期的延续和发展,地理学形成了众多的分支,也组成了系统的体系。
海洋科学导论知识点总结

海洋科学导论知识点总结
哎呀呀,让我来给你讲讲海洋科学导论的知识点总结吧!
你知道吗,海洋就像是一个巨大的宝藏库!比如那神秘莫测的深海,就好像一个未被完全揭开面纱的秘密世界。
海洋里有着各种各样神奇的生物,有的色彩斑斓,像在海底开派对;有的奇形怪状,仿佛是来自外星球的访客。
比如说章鱼,那灵活的触手,多厉害啊!
海洋的气候也很重要呢!它能影响我们的天气,就像一个情绪多变的家伙。
有时候风平浪静,有时候又狂风暴雨,真让人捉摸不透!这不就像我们的心情一样吗,一会儿开心,一会儿又可能因为一点小事而郁闷。
还有啊,海洋中的水流也是超级有趣的存在!它们就像是海洋中的“高速公路”,带着各种物质跑来跑去。
想想那些随着水流旅行的小生物们,多有意思呀!
海洋资源更是不用说了,石油、天然气等,那可都是我们生活中离不开的宝贝呀!这不就跟我们每天都要吃饭一样重要嘛!
海洋科学导论让我们更加了解这个神奇的海洋世界,它就像一把钥匙,打开了我们探索海洋奥秘的大门。
我们一定要好好保护海洋,别让它受到伤害,就像我们要保护自己心爱的东西一样呀!不然,以后我们还怎么去欣赏那美丽神秘的海洋呢?我们得行动起来,从自己做起,从身边的小事做起,让海洋一直保持它的魅力和活力!。
完整版)海洋科学导论总结

完整版)海洋科学导论总结海洋学是一门研究海洋中各种现象和过程,以及它们与环境相互作用和相互影响的综合性科学。
海洋学的研究对象是地球上70.8%的海水。
海洋是环境的产物,能量和物质通过海面、海底和沿岸带的边界传递,也可以通过辐射和地球及天体对海水的引力传递。
海水是混合溶液,包括水、盐分、气体、悬浮有机物和悬浮无机物。
海洋的形态具有广漠而有垠、深又浅、连通又阻隔等固有特性。
海洋学的研究对人类生存环境关系密切。
海洋是蛋白质的主要来源,也是运输和贸易的中介。
海洋对气候环境有影响,包括环流向高纬输送热量和对气温起调节作用。
海洋与气体之间也有相互作用。
海洋灾害包括风暴潮、赤潮、海冰、海水倒灌、海岸侵蚀和海底地震等。
此外,排污与海洋自净能力之间也存在关系。
海洋中蕴藏着丰富的资源。
海洋中的矿产资源包括石油、锰结核、金刚石、重晶石、金和锡等。
海洋中的化学资源包括大量的无机盐,海水中含有80多种元素。
海洋中的生物资源也非常丰富。
海洋生物种类繁多,大约有26万种,其中海洋动物约16万种,海洋植物约10万种。
为了发展近岸养殖业,我国利用近海15米以内的滩涂,可供养殖2000万亩,自1989年以来已经养殖了634万亩。
其中对虾养殖的产量居世界首位。
海洋捕捞对海洋生态环境有着适度和过度的影响。
海洋药物的提取已经达到了分子水平,同时也在进行基因工程和细胞工程的研究。
海洋动力资源包括潮汐、波能、海流和温差。
潮能发电的潜力达到了10亿千瓦,我国已经建有乳山和江夏的潮能发电站。
波能的压力达到了30-50吨/m2,但由于空间分散、时间间断和破坏力大等原因,波能的开发还面临一些挑战。
挪威的XXX的MOW电站在1985年开始运行,但在1988年被冲毁。
苏格兰的Dounreng电站也在安装过程中被摧毁。
海流的能量最低,而温差则难度较大。
海洋资源的利用还包括军事、航运、港口工程和油气开发。
军事利用主要包括作战、布雷和潜艇等方面。
海洋航运的运输量很大,而且航道不需要维护。
海洋科学导论考研真题

海洋科学导论考研真题海洋科学导论考研真题近年来,海洋科学作为一门跨学科的学科,备受关注。
海洋科学导论是海洋科学专业考研的一门重要科目,通过对真题的分析和研究,可以更好地了解这门学科的基本概念和研究方向。
一、海洋科学的基本概念海洋科学是研究海洋及其相关领域的学科,它涉及海洋地质、海洋生物、海洋化学、海洋物理等多个方面。
海洋科学的研究对象是海洋,是地球上最大的一个系统。
通过对海洋的研究,可以更好地了解地球的演化过程、环境变化以及人类活动对海洋的影响。
二、海洋科学的研究方向海洋科学的研究方向非常广泛,其中包括海洋地质学、海洋生物学、海洋化学、海洋物理学等。
海洋地质学主要研究海洋地质构造、海底地貌、海底沉积物等;海洋生物学研究海洋生物的分类、分布、生态系统等;海洋化学研究海洋中的化学成分、物理化学过程等;海洋物理学研究海洋的物理性质、海洋环流等。
三、海洋科学的研究方法海洋科学的研究方法主要包括实地考察、实验研究、数值模拟等。
实地考察是海洋科学研究的基础,通过对海洋中的样本和数据进行采集和分析,可以获取有关海洋的详细信息。
实验研究则是通过实验室中的模拟实验,来研究海洋中的各种物理、化学、生物过程。
数值模拟是利用计算机模型对海洋进行模拟,以预测和解释海洋中的现象和过程。
四、海洋科学的应用领域海洋科学的应用领域非常广泛,其中包括海洋资源开发利用、海洋环境保护、海洋灾害防治等。
海洋资源开发利用是指通过开发海洋资源来满足人类的需求,包括海洋能源开发、海洋渔业等。
海洋环境保护是指保护海洋生态环境,维护海洋生物多样性和海洋生态系统的稳定。
海洋灾害防治是指预防和减轻海洋灾害对人类社会和生态环境的危害,包括海洋污染、海洋灾害等。
五、海洋科学的发展趋势随着人们对海洋的认识不断深入,海洋科学的发展也呈现出一些新的趋势。
首先,海洋科学与其他学科的交叉融合越来越明显,例如海洋地质学与地球物理学、地球化学的交叉研究。
其次,海洋科学的研究方法也在不断创新,如遥感技术、无人机技术在海洋科学研究中的应用。
《海洋科学导论》笔记

《海洋科学导论》笔记一、海洋科学概述海洋科学是一门研究地球上最庞大的水体——海洋的科学。
它涉及到物理、化学、生物等多个领域,是自然科学的重要组成部分。
海洋科学的研究目标是揭示海洋的奥秘,了解海洋的生态环境,以及探索人类与海洋的相互作用。
二、海洋的物理性质1. 地球上的海洋:地球表面的海洋是一个广阔的领域,平均深度约为3700米。
海洋中含有大量的水,约占地球上总水量的%至99%。
2. 洋流:洋流是海洋中大规模的水流,它们的形成受到地球自转、温度、盐度、地形等多种因素的影响。
洋流对地球的气候、生态系统和人类生活等方面都有重要影响。
3. 潮汐:潮汐是指由于月球和太阳的引力作用,引起的海平面周期性的升降现象。
潮汐对海洋生态系统和人类生活都有重要影响。
三、海洋的化学性质1. 溶解气体:海洋中溶解的气体主要有氧气、氮气和二氧化碳等。
这些气体的含量和比例对海洋的化学性质和生态系统的运行都有重要影响。
2. 盐分:海洋中含有大量的盐分,主要是氯化钠。
盐分的分布和变化对海洋的物理和化学性质都有重要影响。
四、海洋的生物性质1. 浮游生物:浮游生物是海洋中的小型生物,包括浮游植物和动物。
浮游生物在海洋生态系统中起着重要的作用,它们是海洋食物链的基础。
2. 鱼类:鱼类是海洋中的脊椎动物,种类繁多。
它们在海洋生态系统中起着重要的角色,是其他生物的食物来源之一。
3. 珊瑚礁:珊瑚礁是海洋中的一种特殊生态系统,由珊瑚虫和其他生物共同构成。
珊瑚礁是地球上最古老、最多样化的生态系统之一,它们对维护海洋生态系统的平衡起着重要的作用。
五、人类与海洋1. 资源开发:海洋中蕴藏着丰富的资源,包括渔业资源、石油、天然气等。
人类对这些资源的开发利用已经对海洋生态环境造成了很大的影响。
2. 污染:人类活动产生的废弃物和污染物不断排入海洋,对海洋生态环境造成了严重的影响。
包括塑料垃圾、油污、有毒化学物质等在内的污染物已经对海洋生态系统造成了很大的破坏。
海洋科学导论

海洋科学导论一、绪论海洋科学:是研究地球上海洋的自然现象、性质及其变化规律,以及与开发、利用海洋有关的知识体系。
研究对象:世界海洋及与之密切相关联的大气圈、岩石圈、生物圈,海洋中的(海水、营养盐、生物),海底的(海洋沉积、海底岩石圈),海口的(河口、海岸带),海面的(大气边界层)。
特点:特殊性和复杂性、综合性,海洋中的水汽冰三态的转化无时无刻不在进行,作为自然系统的多层次耦合性。
研究内容:海水运动规律,海洋中的物理、化学、生物、地质过程,及其相互作的基础研究;海洋资源开发、利用,有关海洋军事活动迫切需要的应用研究。
海洋科学的发展史:第一阶段:海洋知识的积累;第二阶段:海洋科学的奠基与形成;第三阶段:现代海洋科学时期;最后,海洋科学的未来。
二、地球系统与海底科学地表陆海分布:地球表面总面积约5.1×108km2,分属于陆地和海洋。
以大地水准面为基准,陆地占29.2%,海洋占70.8%,地表大部分为海水所覆盖。
地球上海洋相互连通,构成统一的世界大洋;而陆地则相互分离,没有统一的世界大陆。
海洋不仅面积超过陆地,其深度也超过陆地高度。
3000m以上深海洋占其总面积的75%;而高度不足1000m 的陆地占其总面积的71%。
海洋平均深度达3795m,而陆地平均高度只有875m。
如果将高低起伏的地表削平,则地球表面将被约2646m 厚的海水均匀覆盖。
海洋的划分:根据海洋要素特点及形态特征,可分为主要部分——洋和附属部分海、海湾和海峡。
(大)洋,远离大陆,面积广阔,占海洋总面积的90.3%;深度大,一般大于2000m;海洋要素如盐度、温度等不受大陆影响,盐度平均为35,且年变化小;具有独立的潮汐系统和强大的洋流系统。
海是海洋的边缘部分,全世界共有54 个海,其面积占世界海洋总面积的9.7%。
海的深度较浅,平均在2000m以内。
其温度和盐度等海洋要素受大陆影响很大,有明显的季节变化。
水色低,透明度小,没有独立的潮汐和洋流系统,潮波多系由大洋传入,但潮汐涨落往往比大洋显著,海流有自己的环流形式。
海洋科学导论

海洋科学导论1、大地水准面:全球静止海面是既不考虑地表海陆差异、也不考虑陆、海地势起伏时的海面,在海洋中不考虑波浪、潮汐和海流的存在,海水完全静止时的海面;它在大路上是静止海面向大陆之下延伸的假想“海面”,两者统称大地水准面。
2、海与洋的区别:①洋:远离大陆,面积广阔,深度大,海洋要素如盐度、温度等不受大陆的影响,具有独立的潮汐系统和强大的洋流系统)②海:是边缘部分,深度较浅,温度、盐度等受大陆影响很大,并有明显的季节变,水色低,透明度小,没有独立的潮汐和洋流系统。
3、大陆边缘:①稳定型大陆边缘:没有活火山,极少有地震活动由大陆架、大陆坡和大陆隆组成;②活动性大陆边缘:可以分为岛弧亚型和安第斯亚型。
4、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。
5、沙坝—泻湖发育的过程:①海湾泻湖:初期发育阶段,此时滨外沙坝尚在水下或不连续,所以与海洋联系密切②半封闭泻湖:滨外沙体变大,潮流通道联系不畅而形成,可以有淡水注入,使盐度降低;③封闭泻湖:泻湖完全被沙坝阻隔,与海洋联系基本断绝而形成,只有暴风浪时海水才可以越过沙坝进入泻湖;④埋藏泻湖:封闭泻湖进一步演化为滨海沼泽,植物丛生,并为后期的河流冲击物所覆盖而形成。
6、大洋沉积物类型:①远洋粘土:因其颜色主要呈褐至红褐色,又称粘土或红粘土,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:指含碳酸钙大于30%,而陆源粘土、粉砂含量小于30%的远洋粘土。
③硅质生物沉积:指含生物骨屑50%以上、硅质生物遗骸大于30%的远洋粘土。
④陆源碎屑沉积物⑤火山碎屑沉积物7、水分子的缔合:各水分子之间因极性又互相结合,形成比较复杂的水分子,但水的化学性质并未改变,这种现象称为水分子的缔合8、等温压缩:若海水微团在被压缩时,因和周围海水有热量交换而得以维持其水温不变,则称为等温压缩。
9、绝热变化:由于海水的压缩性,当一海水微团作铅直位移时,因其深度的变化导致所受压力的不同,将使其体积发生相应变化。
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三、浅海风海流
表面流方向与风向交角比无限深海小,流向随深度变化较缓。 水深越浅,表面流与风向右偏角越小,从上层到下层流速矢量 越趋近风矢量。 理论计算:h/D ≥2时,无限深海。
四、海岸对风海流的影响
海流与海岸垂直相遇,分为两支反方海流; 海流与海角垂直相交,分为两股流; 两股垂直向岸的海流,两者间产生一反向逆流。
沿岸流 离岸流
三、海流的表示法: 矢量表示法 流速:海流的强度 单位:节或 cm/s 表示 流向:海水流去的方向,
以度或方位表示
箭矢方向——海流的方向, 箭矢长度或粗细(或标值)——流速。
红线——暖流,蓝线——寒流
第二节、密度流与地转流 一、等压面和等势面 1 、等压面:
海洋中压力相等的点组成的假想的面。
艾克曼(Ekman)风海流理论
二、无限深海的风海流 ——漂流 假设: 1 、海水密度均匀分布; 2 、稳定均匀的风长时间吹刮于无限宽广、 无限深的海洋上,海面不发生升降; 3 、只考虑湍流粘滞系数引起的水平摩擦力; 4 、不考虑地转偏向力随纬度变化。
结论:
1.深海中,表层流的方向在北半球偏于风向右边 45 °, 南半球偏左。偏向不随风速、流速和纬度变化。 2. 表层流流速与风速和所在地理纬度有关:
30.7
流速的大小,与等值线倾斜的程度成正比
T
22.5℃ 22.6℃ 22.7℃ 22.8℃ 22.9℃ 23.0℃
S
33.2 33.3 33.4 33.5 33.6 33.7 33.8
三、地转流 海水密度均匀,等压面 (海面)--- 等势面倾斜 β 角
Fz
Fx
β
fc
g
∵
Fx=gtgβ
fc=2ωvsinф
压力场? 等压面倾斜
内压场: 海水质量分布决定 平均密度大,等压面间距离小
密度小——升高
外压场: 风、气压的变化及增水和减水等
2 、等势面 海洋中所有位势相同的点组成的面 海水沿等势面运动,重力不作功。
3 、海水受力情况: 压强梯度力⊥等压面 ↑ 重力⊥等势面 ↓
海水密度均inф
地转流的速率 v ? g tg? 2? sin?
y x
-z
北半球 顺流而立,右方高
南半球相反
四、地形对海流的影响 隆起地形: 北半球 上坡,向右偏转(顺时针) 下坡,向左偏转(逆时针)
南半球方向相反
第三节、风海流 一、风海流的受力分析
1 、风的切应力 2 、地转偏向力 3 、下层海水阻力
第五章、海流
学习目的
海洋环流的时空变化是连续的,它把世界大洋联系 在一起,使世界大洋的各种水文、化学要素及热盐状况 得以保持长期相对稳定。
通过该章学习,掌握海流、环流的相关概念、形 成原因及其特征,建立全球海洋及中国近海的环流结构, 并了解各流系的主要特征。
第五章、海流
第五章、海流
第一节、基本概念 第二节、密度流与地转流 第三节、风海流 第四节、波浪流
海水静止
密度不均匀 ----- 等压面倾斜
压强梯度力
(1 )垂直分量, ⊥等势面
↑;
(Fz=g),
(2 )水平分量,∥等势面 ←:指向压力递减方向, (Fx=gtgβ)
Fz
β
Fx
β
g
二、密度流 北半球
密度大
密度小
22℃ 23℃ 24℃ 25℃
30.2 30.3 30.4 30.5 30.6
由于气压的分布,或因径流和风等引起的增减水, 使海面发生倾斜产生的海水流动,
——倾斜流
4、补偿流(compensation current) : 海流使海水流向它处,由于海水的连续性,将由另 一海域的海水流来补充海水流失,这种补充的海流 叫补偿流 (compensation current) 。
水平补偿流 铅直补偿流
当风速大于6m/s 以上时,流速经验公式:
v ? 0.0127 u sin?
V:表层流的流速〈米/ 秒〉; U:风速〈米/ 秒〉;
Φ :纬度; 0.0127 :经验数据 ---- 风力系数。
3. 风海流的速度和方向随水深变化:
3.风海流的速度和方向随水深变化:
流速随深度增加按指数规律减小; 流向随深度增加逐渐向右 (北半球) ,到摩擦深度 [D ] , 流速为表层流速 4.3%±。
第五节、 大洋环流
第六节、中国近海的环流及上升流
第一节、基本概念
一、海流的定义与成因 1、海流(ocean current) :
较大尺度范围内的海水具有相对稳定的速度,沿水 平和垂直方向的流动。
2 、海流的成因 太阳辐射能在地球上分布的不均匀性
大气
风(高压→低压) 形成风海流
密度不均匀 海水
直接形成海流
五、风海流的体积运输及副效应 1 、风海流的体积运输
五、风海流的体积运输及副效应
1 、风海流的体积运输 深海: 海水的运输方向⊥风向,北半球向右 浅海: 海水的运输方向与风向偏角 <90 °, 深度越小,偏角越小。
风海流的水量运输,导致海岸附近增、减水 产生与风向一致的倾斜流和密度流。
上升流: 流场水平辐散导致的海水上升流动。
下降流: 流场水平辐聚导致的海水下降流动
潮流: 在天体引潮力作用下,海水呈现就有周期性的 水平流动。
以温度特性划分: 1 、暖流:相对于周围海水来说,具有较高的温度,
流向:低纬→高纬
2 、寒流:相对于周围海水来说,具有较低的温度,
流向:高纬→低纬
近岸特有的海流: 1 、河川泄流: 河川径流入海,在河口附近的海区产生的流动。 2 、波浪流: 近海岸地区波浪破碎所形成的水流。
摩擦深度 [D] :流向与表层流向相反的深度, --------- 无限深海漂流所及深度。
摩擦深度D 与纬度、风速的经验关系:
D ? 4.3 u
sin?
风速愈大,表层流速度愈大,影响深度愈深。 相同风速,表面流速及风海流影响深度,随纬度 增高减小。 赤道底层无逆流。 风海流到达不同深度所需的时间不一致,
天体引潮力
二、海流的分类
按成因分: 1、风海流( wind-driven current ):
由风的拖曳效应 ,或由风引起的海面倾斜和 海水密度重新分布而形成的海流。
2、密度流 (density current) : 因海水密度分布不均匀性形成的海水流动。 3、地转流 (geostrophic current) :