海洋基础知识培训

海洋基础知识中国海洋大学王秀芹1.掌握海洋科学的概念，熟悉研究的对象，了解海洋科学的分支及海洋科学研究的特点海洋科学是研究在海洋中的各种现象和过程发生、发展和演化及它们与环境相互作用、相互影响的规律的一门综合性科学海洋学研究的对象：地球上70.8%的海水研究特点：依赖直接观测；信息论、控制论系统论等多种研究方法；综合与整体化研究2.熟悉科氏力（地球自转偏向力）的作用，了解科氏力与地球自转产生的惯性离心力差别科氏力：地球上运动的物体不改变运动物体的速度，只改变运动物体的方向。北半球向右；南半球向左。惯性离心力：地球上所有物体不同纬度离心力大小不同。2、海洋形态的固有特性1）广漠而有垠:占地球表面积70.8%，陆地围隔，有边。（侧边界的影响）2）深又浅：两层含义平均深度4000米，最深11034m（陆地高8848m),但地球半径6371公里。在地球上是极薄的一薄层；与水平尺度（数千公里）相比为10-3量级（浅碟）。海水的水平运动为主。3）连通又阻隔：南大洋水域连成一体，可以充分进行物质和能量的交换。北冰洋与印度洋、大西洋、太平洋的关系几乎隔绝，阻挡与北冰洋水交换。水平运动为主，垂直运动弱；具有一体性或整体性。特性：层结稳定，静力近似。（大气对流层）3.掌握地球的圈层结构，了解海洋性地壳和大陆性地壳的差异内圈：岩石圈、地幔、地核外圈：水圈、大气圈、生物圈地壳差异：海洋性地壳重于大陆性地壳海洋是地球表一薄层。海水运动：水平运动为主。4.掌握地球表面海陆分布的特点•地表70.8%为水覆盖；•北极为“水”—南极为“陆”；•陆地主要分布在北半球—南半球水多；•北半球“陆地”连成一体—南半球“水域”连成一体。•海陆呈鼎状分布：陆地2/3在北半球5.掌握洋、海、海湾、海峡的概念，熟悉海洋按照位置的分类•洋：地球上连续巨大的咸水体。远离陆地，受陆地影响小；面积大，水深。•海：位于大陆边缘，被陆地、岛弧分割的许多形态各异的水体。称之为海、海湾、海峡。海湾：洋或海延伸进大陆且深度逐渐减小的水域，海水与外界自由沟通。海峡：两端连接海洋的狭窄水道。流急按照海所处的位置海的分类•内海（内陆海）：深入大陆内部的海。面积小，受大陆影响大。•陆间海、地中海：大陆之间的海，面积和深度都较大。一般只有狭窄水道与大洋相同，有显著差别。•边缘海：位于大陆边缘，以半岛、岛屿或群岛与大洋分隔。但水交换通畅中国近海海洋区域划分及基本形态特征，了解中国近海各海区所属海洋类型渤海：内陆海黄海：东海：南海：6.掌握世界大洋的划分及各大洋形态特征太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋太平洋：面积是地球表面积1/3，整个大洋1/2。大西洋：整个大洋1/4。印度洋：整个大洋1/5。北冰洋：7.掌握海岸带、潮间带等概念，熟悉海岸带组成，了解海岸带类型。海岸带：水位升高便被淹没、水位降低便露出的狭长地带，是海陆交互作用的地带。现代海岸带一般包括海岸、海滩和水下岸坡三部分（又称潮上带、潮间带、潮下带）海岸是高潮线以上狭窄的陆上地带，大部分时间裸露于海水面之上，仅在特大高潮或暴风浪时才被淹没，又称潮上带。海滩是高低潮之间的地带，高潮时被水淹没，低潮时露出水面，又称潮间带。水下岸坡是低潮线以下直到波浪作用所能到达的海底部分，又称潮下带海岸带类型我国海岸带和海涂资源综合调查《简明规程》将我国海岸分为河口岸、基岩岸、砂砾质岸、淤泥质岸、珊瑚礁岸和红树林岸等六种基本类型大陆边缘、大洋底（洋中脊、海盆）8.1了解海底地貌所包括内容8.2掌握大陆边缘各部分的名称及基本特征•大陆边缘:大陆地壳在海底的延伸部分按构造活动性分为稳定型和活动型两大类。稳定型大陆边缘由大陆架、大陆坡和大陆隆三部分组成活动型大陆边缘：海沟与大洋底分界8.3熟悉洋中脊的定义及分布特征洋中脊：大洋中的山脉或隆起，具有全球规模，全长7万余公里。其上有横向断裂，中央裂谷，是海底扩张中心，扩张速度1~15cm/年。9.了解海底构造主要学说大陆漂移说海底扩张说板块构造说10.掌握海洋主要矿产资源类型滨海砂矿海底石油天然气水合物锰结核热液硫化物11.了解海洋动力资源的主要类型潮汐波浪海流温差12.熟悉水分子结构的特殊性了解水的溶解性、密度变化异常现象分子结构：极性，分子缔合力溶解力强（极性）密度变化异常：“热胀冷缩”？13.掌握海水绝对盐度定义，熟悉实用盐度标（PSS78）的盐度定义，了解盐度定义的发展历程，熟悉标准海水的定义、实用盐度的固定参考点绝对盐度：海水中无机盐含量盐度13.2了解盐度定义的发展历程，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)实用盐标PSS78：1980008050.1030.0Cl%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13.2熟悉实用盐度标（PSS78）的盐度定义，熟悉标准海水的定义、实用盐度的固定参考点实用盐标PSS78(thePracticalSalinityScale):也是用电导率测定的。选择一种精确浓度的氯化钾（KCl）溶液作为可再制的电导标准当K15=1时，标准KCl溶液的电导率对应盐度为35.000‰。把这一点作为实用盐度的固定参考点（浓度为32.4356‰）标准海水：氯度为19.374‰、盐度35.000‰14.1熟悉海水热容、比热容的定义，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)海水的比热容比空气的比热容大比热：水：3890J/kg.K，空气：1000J/kg.K;密度：水：1025kg/m3，空气：1.29kg/m3）。1m厚海水温度升高或降低1K，会使3100m厚大气温度降低或升高1K。海水温度变化滞缓，因此海洋是大气的空调器14.2熟悉体积热膨胀、压缩性定义热膨胀：海水不遵循热胀冷缩规律。低温低盐时随温度降低体积增大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。热膨胀系数正负转变时对应的密度最大。压缩性、绝热变化，位温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。是温度、盐度和压力函数，随他们的增大而减小。分等温压缩、绝热压缩过程。（声波）绝热变化：与外界没有热交换。绝热上升导致温度下降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14.3熟悉蒸发潜热和热传导比蒸发潜热：1Kg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。热传导：相邻海水温度不同时，热量由高温向低温转移。分子热传导、湍动热传导两种形式14.4掌握海水的盐度对海水冰点温度、最大密度对应的温度的影响15.了解海水渗透压、表面张力的定义渗透压：表面张力：液体的自由面上，由于分子之间的吸引力所形成的合力使自由表面趋向最小。16.熟悉海水状态方程的定义海水状态方程: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。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/m3310)1(t100017.掌握海冰的定义（广义、狭义），了解海水结冰过程和淡水结冰过程的异同，了解中国近海海冰的分布特征广义：在海洋中所见到的冰统称为海冰。狭义：由海水冻结而成的冰称为海冰。1）淡水结冰：TfTmax表层开始结冰2）海水结冰：低盐时与淡水相同，结冰时为稳定层结，从表层开始结冰当盐度大于24.695时，海冰冰点高于最大密度温度，只有当对流混合层内水温都达到冰点时，海水才会结冰18.1掌握海冰的盐度、海冰的密度定义及决定因素，了解海冰的热性质海冰的盐度：每1Kg海冰中所含盐分的克数为海冰的盐度。海冰盐度与结冰速度结冰前海水盐度冰龄有关。海冰的密度小于海水的密度，其大小在很大程度上取决于其中的空气量和盐量。纯水冰：00C，ρ=0.918海冰：新冰：0.915－0.914夏末：0.86长方体冰会有1/10在水面以上，9/10在水面以下。海冰的热传导系数小于纯水冰的热传导系数。小于海水的热传导系数。“海洋皮袄”18.2熟悉海冰对海洋水文要素及海况的影响1、对水文要素垂直分布的影响垂直对流：水文要素垂直分布（S.T.等）比较均匀。表层高溶解氧的海水向下输送。底层富营养盐类海水向上输送。融冰时，表面出现低盐水，出现盐度跃层和由于表层增温及淡化，出现密度跃层；航海中称之死水现象形成大洋底层水：冬季，在南极因为大量结冰，使其冰下的海水有低温高盐高密的性质，沉降到深层，沿大陆架向下滑动，形成南极底层水。2、对海水运动的影响减小温度年变幅减慢流速度降低波高阻尼了潮汐和潮流19.1掌握影响海面热收支的主要影响因素hebstQQQQQ19.2熟悉影响太阳辐射、蒸发潜热的主要影响因素,了解各项的分布特征太阳辐射Qs1)太阳高度h2)大气透明度3)天空中的云量、云状总辐射能分布：随纬度的分布：1)、全年总辐射能随纬度升高而减小；2)、除赤道地区外，夏半年均高于冬半年，且差值随纬度升高而增大；3)、经向梯度夏半年小于冬半年。进入海水中的辐射能：主要被表层海水吸收，随深度增加指数衰减。海面有效回辐射Qb：1.定义：海面向大气的长波辐射与大气向海洋的长波辐射之差2.影响因素：A、海面水温B、空气中的湿度C、云量、云状3.分布：表面水温和海洋上层的相对湿度的日变化和年度变化相对较小，则Qb随纬度及季节变化小蒸发潜热Qe对海气间热交换起重要作用1影响因素：A.水汽温差B.大气中水汽垂直分布C.风速2分布及变化：(a)经向（南北）：赤道蒸发量小（相对湿度大，风速小）高纬度海区小（温度低，水汽含量少）副热带和信风带海区大（气流下沉，空气干燥，气温高，风大）(b)季节变化：冬季最强（风速大，水汽压差大，水温高于气温，空气层结不稳）感热交换Qh海气温度不等，通过热传导也有热量传递。1有两个影响因素：海面风速和海气温差2分布：寒暖流区较强3季节变化：冬季强，夏季较小世界大洋海面年平均热收支随纬度变化20.熟悉影响海洋水平衡的主要影响因素，掌握影响表层海水盐度的主要因素一、影响因子：1、蒸发：热量、水量消耗的过程。44万km3.124~126cm/a2、降水：41万km3,113.7cm/a.各大洋分布不均匀。与大气环流有关。3、大陆径流、地下水：2.92万km3,大西洋最多，亚马逊(第一径流)，密西西比(第二大河)，刚果(第二大径流)，全部注入大西洋，可使海面上升23cm/a.印度洋次之，太平洋最少。长江(第三径流)只及亚马逊18.9%。全部注入，使太平洋海面上升7cm/a。水平衡对盐度的影响世界大洋表层盐度分布取决于蒸发和降水量之差。(E-P)与盐度S低纬度海区：降水蒸发,S低。副热带海区：蒸发降水，S高。副极地海区：多云带，蒸发少，S低。21.1掌握中国近海表层水温的分布特征,了解中国近海表层盐度、密度的分布特征温度从南向北逐渐降低年较差从南向北越来越大。北部海区冬季同性成层盐度密度21.2熟悉温度、密度的垂直分布和水温的变化特征，了解盐度的垂直分布特征21.3熟悉表层水温日变化的主要影响因素日变化：很