海洋科学导论期末复习重点

复习•第一章绪论•第二章地球概观•第三章海水物理性质•第四章海洋中的热收支和水平衡•第五章世界大洋及中国海温盐密分布及变化•第六章大气环流•第七章大洋环流•第八章海洋中的波动•第九章潮汐•第十章海气相互作用海洋学研究内容海洋学研究内容一、内容一、内容••1.1.什么是海洋学：什么是海洋学：••海洋学是研究在海洋中的海洋学是研究在海洋中的各种现象和过程发生、发展各种现象和过程发生、发展和演化及它们与环境相互作和演化及它们与环境相互作用、相互影响的规律的一门用、相互影响的规律的一门综合性科学。综合性科学。••2.2.海洋学研究的对象：海洋学研究的对象：地球上面积占地球上面积占70.8%70.8%的海洋的海洋及其边界及其边界地球上的水97.957%在海洋中1.641%在冰川中0.365%是地下水0.036%在湖泊和河流中0.001%在大气中二、二、海洋形态的固有特性：海洋形态的固有特性：11）广漠而有垠）广漠而有垠22）深又浅）深又浅33）连通又阻隔）连通又阻隔占地球表面积占地球表面积70.8%70.8%，，但有边但有边平均深度平均深度40004000米，昀深？米，昀深？（陆地昀（陆地昀高？高？),),但地球半径但地球半径63716371公里。地球上一公里。地球上一薄层；与水平尺度比薄层；与水平尺度比1010--33量级量级各大洋水域连成一体，可以充分进行物质和各大洋水域连成一体，可以充分进行物质和能量的交换。北冰洋与印度洋、大西洋、太能量的交换。北冰洋与印度洋、大西洋、太平洋的关系。平洋的关系。11034m11034m8848m8848m第一章地球概观••第二节第二节地球的运动地球的运动••第三节第三节地球概观地球概观••第四节第四节构造学说构造学说••第五节第五节海洋起源海洋起源••第六节第六节海洋的划分海洋的划分••第七节第七节海底地形海底地形••第八节第八节各大洋及中国海形态各大洋及中国海形态••第一节第一节宇宙中的地球宇宙中的地球第二节地球的运动惯性离心力牛顿定律不成立的参考系统称非惯性参考系统．地球是一个颇为精确的惯性参考系统（中学），但在研究海洋科学中，地球是非惯性系。为了使非惯性系统中牛顿第二定律仍然“适用”，必须引入惯性力。这实际上是牛顿第二定律经适当修改后推广到非惯性系统中去。相对惯性参考系统作匀角速转动的系统为非惯性参考系统．静止于匀角速转动的参考系统中的物体，在转动参考系统中的观察者看来，要加上一种惯性力——惯性离心力，才能应用牛顿定律解释物体在转动参考系统中的静止状态．重力：万有引力和惯性离心力的合力问题：考虑自转的话，两极地区的重力和赤道上的重力相比哪个更大？惯性离心力1/190*重力万有引力惯性离心力重力科里奥利力–科氏力当物体相对转动系统有速度的时候，要使牛顿第二定律仍然‘适用’，除了附加以上面所说的惯性离心力外；还必须附加以另一种惯性力：科里奥利力科氏力主要特征：科氏力主要特征：只作用在运动物体上。只作用在运动物体上。只改变运动物体的方向，不改变运动物体速度的大小。只改变运动物体的方向，不改变运动物体速度的大小。北半球垂直作用于运动物体的右方，南半球相反。北半球垂直作用于运动物体的右方，南半球相反。与物体运动速度、纬度和地球自转角速度有关。与物体运动速度、纬度和地球自转角速度有关。00sin2sin2cos2sin2cos2sin2sin22zyxzyxzyxFufFvfFFuFvFwFuFwvFfVF称其为科氏参量为科氏力一、一、地球结构：地球结构：圈层结构圈层结构外圈：生物圈、大气外圈：生物圈、大气圈、水圈圈、水圈内圈：地壳、地幔、内圈：地壳、地幔、地核地核第三节地球概观••大陆漂移说大陆漂移说••海底扩张说海底扩张说•板块构造说第四节构造学说大陆漂移说大陆漂移说••学说提出：学说提出：19121912，德气象学家魏格纳提出。，德气象学家魏格纳提出。19151915年年著成著成《《海陆的起源海陆的起源》》。。••观点：观点：2.52.5亿年前，地球上存在泛大陆和一个泛古亿年前，地球上存在泛大陆和一个泛古大洋，后漂移，形成现在的海陆分布。大洋，后漂移，形成现在的海陆分布。••证据：证据：大量古生物的证据大量古生物的证据。。••不足：无法合理解释大陆漂不足：无法合理解释大陆漂移的机制问题。移的机制问题。••大陆漂移说的新生：大陆漂移说的新生：2020世纪世纪6060年代年代••学说提出：基于一系列的洋底地质发现，学说提出：基于一系列的洋底地质发现，美国美国Hess(1960Hess(1960，，1962)1962)和和Dietz(1961)Dietz(1961)提出提出海底扩张说。海底扩张说。••观点：观点：大洋中脊大洋中脊裂谷带是地幔物质涌升的裂谷带是地幔物质涌升的出口，涌出的地幔物质冷却形成新的洋出口，涌出的地幔物质冷却形成新的洋底，新洋底推动先期形成的较老洋底逐渐底，新洋底推动先期形成的较老洋底逐渐向两侧扩展推移。向两侧扩展推移。••证据：证据：沉积岩年龄沉积岩年龄、、厚度；磁异常条带厚度；磁异常条带；；大洋钻探。大洋钻探。海底扩张说海底扩张说•洋底沉积物薄•洋底岩石年轻•全球性的洋中脊山系板块构造说••板块构造说：板块构造说：19651965，，WilsonWilson提出转换断层的概念，并首提出转换断层的概念，并首先提出地球表层可划分为若干刚性板块。先提出地球表层可划分为若干刚性板块。19671967--19681968，，Morgan,Morgan,MckenzieMckenzieet.alet.al定量论述了板块运动，确立定量论述了板块运动，确立了板块构造说的基本原理。了板块构造说的基本原理。••观点：岩石圈位于软流圈之上；观点：岩石圈位于软流圈之上；岩石圈被地震带分割，形成板块；岩石圈被地震带分割，形成板块；全球地壳由全球地壳由六大板块六大板块组成；组成；板块边缘为大洋中脊、转换断层、俯冲带、岛弧板块边缘为大洋中脊、转换断层、俯冲带、岛弧和海沟等，是和海沟等，是地震地震和和火山火山多发带。板块相遇，形成多发带。板块相遇，形成岛弧、岛弧、海沟海沟（大洋和大陆板块相遇），或高大山脉（两个大陆（大洋和大陆板块相遇），或高大山脉（两个大陆板块相遇）。板块相遇）。第六节海洋的划分一、一、海和洋的定义及水文特征海和洋的定义及水文特征••洋：海洋的主体部分。地球上连续巨大的咸水体。洋：海洋的主体部分。地球上连续巨大的咸水体。洋的水文特征：远离陆地，受陆地影响小；面积洋的水文特征：远离陆地，受陆地影响小；面积大，水深（平均大，水深（平均2~32~3千米）；有独立的环流和潮波千米）；有独立的环流和潮波系统；底质为软泥、红粘土。系统；底质为软泥、红粘土。••海：海洋的附属部分之一。位于大陆边缘，被陆海：海洋的附属部分之一。位于大陆边缘，被陆地、岛弧分割的许多形态各异的水体。地、岛弧分割的许多形态各异的水体。海的水文特征：靠近陆地，受陆地影响大；面积海的水文特征：靠近陆地，受陆地影响大；面积小，水浅；无独立的潮波系统；底质为陆屑。小，水浅；无独立的潮波系统；底质为陆屑。2、海的分类••海湾：洋或海延伸进大陆且深度逐渐减小的水域。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。海峡：两端连接海洋的狭窄水道。••边缘海：位于边缘海：位于大陆大陆和大洋的边缘，其一侧以大陆为界，另一侧和大洋的边缘，其一侧以大陆为界，另一侧以以半岛、岛屿或岛弧半岛、岛屿或岛弧与大洋分隔，但水流交换通畅的海与大洋分隔，但水流交换通畅的海。••陆间海、地中海：具有海洋的特质，位于两个大陆之间，一般陆间海、地中海：具有海洋的特质，位于两个大陆之间，一般与大洋之间仅以较窄的海峡相连与大洋之间仅以较窄的海峡相连。•内陆海：伸入大陆内部，仅有狭隘水道与边缘海或者大洋相接的海，如我国的渤海第七节海底地形••大陆边缘大陆边缘------大陆架、大陆坡、大陆基、岛弧和海大陆架、大陆坡、大陆基、岛弧和海沟沟••洋中脊洋中脊••洋盆洋盆大陆边缘洋盆洋中脊南大洋••南纬南纬4545度至南极大度至南极大陆间的广阔水域。陆间的广阔水域。••具有独特的潮波系具有独特的潮波系统和环流系统。统和环流系统。IOC1970年将南大洋定义为“从南极大陆到南纬40度为止的海域，或从南极大陆起，到亚热带幅合线明显时的连续海域”第八节各大洋及中国海形态第三章第三章海水物理性质海水物理性质第一节海水组成第二节海水的物理性质（淡水和海水）第三节温、盐、密概念及之间关系第四节海冰1第一节第一节海水组成海水组成一、海水组成：11种主要无机盐，99.99%二、海水组成恒定性原理：2二、海水的热力学性质二、海水的热力学性质热容、比热容：热容：海水温度升高1K所吸收的热量。单位：（J/K）比热容：单位质量海水的热容。单位：J/(Kkg)定压比热Cp：在一定压力下测定的比热容。是温、盐、压的函数，随盐度的增大而降低，随压力的增加而减小。随温度变化比较复杂。定容比热Cv:在一定体积下测定的比热容。其值略小于定压比热Cp。4热膨胀：热膨胀系数(温度升高1K单位体积海水的增量)，是T、S、P的函数。由负转正对应的密度昀大。SPtVV,15压缩系数：在研究中通常视为不可压流体。单位体积海水，压力增加1Pa体积的负增量。是T、S、P函数，随T、S、P的增大而减小。分等温、绝热过程。（声波）绝热变化：绝热下沉位温：某一深度海水绝热上升到海面时温度称该深度海水的位温。比现场深度低。微团此时相应的密度，称为位密，记为压缩性、绝热变化，位温tStPVV,16蒸发潜热和饱和水气压比蒸发潜热：单位质量的海水变成同温度汽所吸收的热量。饱和水气压：水变汽和汽变水过程达动态平衡时具有的水汽压。7第三节第三节温、盐、密概念及温、盐、密概念及之间关系之间关系温度描述物质分子热运动的量度。9盐度盐度盐度(1902)：1kg海水中将(Br-,I-)以氯置换，碳酸盐分解为氧化物,有机物全部氧化,所余固体物质的总克数。(480度加热48小时）氯度:1kg海水中将(Br-,I-)以氯代替，所含氯的总克数。（AgNO3滴定）电导盐度(1969):C~S(不深于100m水层内采集的135个水样)R15:为15ºC,一个标准大气压下，水样的电导率与盐度精确为35%0的标准海水电导率的比值。实用盐标PSS78：008050.1030.0Cl%S%iiiRaS%155002/1550iiiKaS0.3550iia0.3550iia1)0,15,4356.32()0,15,35(15CCK)0,15,35()0,15,(15CSCR固定参考点标准海水盐度、氯度35.000%0~19.374%010密度密度密度和比容:单位体积物体的质量是密度；单位质量物体的体积是比容；他们都是温盐压函数。现场密度：一定温盐压的密度。条件密度：（kg/m3）密度超量：kg/m3状态方程:描述海水密度与温、盐、压等理化特征参量之间关系的数学表达式。pts,,310)1(t1000pts,,11第四节第四节海冰海冰海冰的形成：•Tf、Tmax与盐度关系均是盐度的函数，随盐度的增加而降低，盐度为24.695时二者均是-1.33ºC.•结冰条件：到达冰点温度，结晶核淡水结冰：表层开始结冰。当盐度大于24.695时，海冰冰点高于昀大密度温度，只有当对流混合层的温度同时达到冰点时，海水才会结冰海水结冰的特点：主要是纯水的冻结，盐分大部排出冰外，增大了冰下海水的盐度，加强了冰下海水的对流和进一步降低了冰点；同时冰层阻碍了其下海水热量的散失，从而大大减缓了冰下海水继续冻结的速度；海冰表面比较粗糙。海水结冰13海冰的物理性质每1Kg海冰中所含盐分的克数为海冰的盐度