海洋科学导论重点文档格式.docx

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2.5亿年前，地球上存在泛大陆和一个泛古大洋，后飘移，形成现在的海陆分布。

证据：

大量古生物的证据

海底扩张说：

1960，美，赫兹提出

海底中存在大洋中脊，其上有中央裂谷，地壳最薄弱，是海底扩张的中心。

沉积岩年龄、厚度;

磁异常条带；

大洋钻探。

板块构造说：

1965，法，威尔逊提出

全球地壳由六大板块组成

海和洋的定义及水文特征:

洋：

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；

面积大，

水深（平均2~3千米）；

水色高、透明度大；

有独

立的环流和潮波系统；

底质为软泥、红粘土。

海：

位于大陆边缘，被陆地、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；

面积小，

水浅；

水色低、透明度小；

无独立的潮波系统；

底

质为陆屑。

海底的地貌形态：

海岸带：

是海陆交互作用的地带，其地貌是在波

浪、潮汐和海流等作用下形成的。

大陆架：

海岸线到水深200米以内，平均深度133

米；

宽度1~1000km，平均75km；

平均

坡度0.1度；

地壳为硅质花岗岩构成。

浪、

潮、流季节变化，丰富的油气田，渔

业，养殖业主要场所。

大陆坡：

陆架外缘较陡倾斜的地区，平均坡度4.3

度，宽度15~90km，平均28km，深度

200~2500m。

地形：

深切陡峭的V型海底峡谷，水下冲

积锥

大陆基（裙）:

•坡外与洋盆间较平坦地区

•面积大，平坦，深度2000~5000m，平均

3700m

第三章海水物理性质

一、淡水

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”？

沸点和融点、比热、蒸发潜热等

热性质比氧的同族化合物高

二、海水的热力学性质

比热容：

单位质量海水的热容。

单位：

J/（Kkg）

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

沸点升高、冰点降低：

冰点温度随盐度的

增加而降低。

导电性：

介于纯水和铜之间

电导率随温度、盐度和压力的增加而增大

压力和温度一定时，电导与盐度有一定的

函数关系。

密度:

单位体积物体的质量是密度；

是温盐压

状态方程:

描述海水温、盐、压、密等理化特

征参量之间关系的数学表达式。

？

海冰：

海冰定义：

•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。

盐度为24.695时二者均是-1.33º

C.

结冰过程：

结冰条件：

冰点温度，结晶核

淡水结冰：

表层开始结冰。

海水结冰：

当盐度大于24.695时，海水冰点高于最大密度温

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

v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。

三、海冰分类

（一）按发展阶段：

初生冰：

针状或薄片状的细小冰晶

尼罗冰：

10cm左右有弹性的薄冰层，在外力的作用

下，易弯曲，易被折碎成长方形冰块。

饼状冰：

直径为30cm至3m，厚度在10cm左右的圆形

冰盘。

l初期冰：

由尼罗冰或冰饼直接冻结一起而形成厚约（10～30）cm的冰层。

多呈灰白色。

一年冰：

由初期冰发展而成的厚冰，厚度为30cm至3m。

时间不超过一个冬季。

多年冰：

至少经过一个夏季而未融化的冰。

其特征是，表面比一年冰平滑

（二）按运动状态划分：

固定冰：

与海岸、岛屿或海底冻结在一起的冰。

流冰：

自由浮在海面上，能随风、流漂移的冰称为流冰。

特点：

大小不一、厚度各异；

例外：

由大陆冰川或冰架断裂后滑入海洋且高出海面5m

以上的巨大冰体——冰山，不在其列

开阔水面,稀疏流冰,密集流冰

海冰的物理性质：

海冰的盐度：

海冰融化后的盐度为海冰的盐度。

3—7

•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

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=918kg/m3

新冰：

915－914kg/m3

夏末：

860kg/m3

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

海冰的热传导系数小于纯水冰的

热传导系数。

海冰的热传导系数小于海水的热

传导系数。

“海洋皮袄”

其他

海冰的比热容比纯水冰大，且随盐度的增高而增大

海冰的抗压强度约为纯水冰的3/4

海冰对太阳辐射的反射率远比海水的大

第四章海洋中的热收支和水平衡

Qt=Qs-Qb+Qe+Qh

Qs：

太阳辐射Qb：

海面有效回辐射Qe：

蒸发潜热Qh：

感热交换

铅直方向上的热输运Qz湍流

水平方向热输送QA海流

海洋中全热量平衡

第五章世界大洋及中国海温盐密分布及变化

大西洋表层水低于太平洋的原因：

1）两大洋拥有的热带海域面积;

2）与北冰洋水交换

热赤道：

最高温出现的位置,平均在7°

N左右

原因：

大洋环流系统的配置;

与两极水交换

垂直分布

表层高，随深度增加而降低各纬度分布不同：

A.低纬度：

表层温高的均匀层

（100m左右），下面强大温跃层（主温跃层*）

主温跃层（永久性温跃层）：

不随季节变化。

B.中纬度：

上为均匀混合层，其下季节性温跃层。

C.高纬度：

极锋向极一侧，不存在永久性跃层，冬季在上层出现逆温现象（暖中间水），深100m

左右；

夏季冷中间水。

第六章大气环流

根据铅直温度梯度的方向，将大气分成

对流层平流层中间层暖层、热成层散逸层

对流层：

高度—地面到对流层顶。

温度随高度增加而降低。

铅直混合强；

气象要素水平分不均匀。

温度平均递减率6.5K/km,最低-50~-70度。

集中了大气质量的3/4和几乎全部水汽。

主要天气现象和过程都发生在这一层。

当温度平均递减率2K/km的最低高度，规定为对流层顶，层高随季节和纬度而变化。

低纬15~20km，极地和温带8~12km。

平流层：

对流层顶到50km左右。

温度低层无变化，上部随高度增加明显增高。

上界温达0º

C，最高温可达7º

C。

几乎无天气现象，由于尘埃很少，大气透明度很高。

（臭氧）

中间层：

平流层顶到80~85km。

温度随高度增加降低，到层顶降到-90º

是大气最冷的部分。

水汽极少，但高纬黄昏前后偶尔存在夜光云。

强烈铅直运动。

暖层、热成层：

中层顶到800km。

温度随高度而增加。

小于0.17μm紫外线几乎全被该层吸收。

温度达1000k以上。

温度日变化显著，还受太阳活动影响。

高纬度出现极光现象。

散逸层：

800km以上

气象要素：

温、压、湿、风

随高度增加呈指数减小

气压带：

热带低气压区；

副热带高压区；

副极地低压区；

极地高压区；

极锋；

副热带锋

季风是大范围盛行风向随季节有显著变化的风系。

主

要是由于海陆温度对比的季节性变化和地球上行星风

系的季节性南北移动所致。

全球三个季风区：

印度季风区，东亚季风区，西非季风区

季风的特点

（1）盛行风向随季节的变化有很大的差别，

甚至相反。

冬季盛行东北气流（华北-东北为西北气

流），夏季盛行西南气流，中国东部-日本盛行东南气流。

（2）两种季节各有不同的源地，因而气团性

质有本质的不同。

冬季寒冷干燥，夏季炎热湿润。

（3）造成天气现象也有本质的季节性差异。

冬季干燥少雨，夏季湿润多雨，尤其多暴雨，在热带地区更

有旱季和雨季的明显对比。

大气锋面

1、气团：

温、湿度、稳定度等相对比较均匀的大规模空气集团。

2、锋面

1）暖锋：

暖气团占主导地位

2）冷锋：

冷气团占主导地位

3）准静止锋：

冷、暖气团相当。

4）锢囚锋：

冷暖锋面相遇形成。

温带气旋：

波动阶段；

成熟阶段；

锢囚阶段；

消亡阶段

爆发性气旋

当24小时内气旋加深率至少每小时1hPa时，称为气旋的爆发性发展，这种气旋称爆发性气旋

热带气旋：

在热带洋面上生成发展的低气压系统国际上以其中心附近的最大风力来确定强度并进行分类：

小于8级的是热带低压；

8-9级的是热带风暴；

10-11级的是强热带风暴；

12级以上的通称为台风。

台风:

发生在热带海洋上的一种具有暖心结构的气旋性涡旋，是达到一定强度的热带气旋。

台风结构：

气压场；

台风眼；

云壁；

螺旋云带

空间分布：

8个源地：

NW太平洋、SW太平洋、NE太平洋、N大西洋、S印度洋、N印度洋；

S大西洋和SE太平洋无。

西北太平洋最多；

均形成于暖热带水域；

87%在EQ两侧20纬度内；

2/3形成于北半球。

有明显季节变化特征，晚夏到初秋形成频率最大西北太平洋：

7-10月为“台风季节”，9月最高

水平范围：

直径平均600-1000公里

卫星云图：

台风具有独特的螺旋状云雨带和台风

眼，眼区平均30-40公里，最大可达200公里，最小

的仅10公里左右。

生命史：

平均一周左右，短的2-3天，最长达一个

月（7203）；

夏秋7-10月生命期较长。

第七章海洋环流

海流：

海水大规模相对稳定的流动。

三维，水平显著，垂向相当微弱。

海流的单位：

矢量

流速大小，单位为m/s

描述海流方法

拉格朗日方法—跟踪水质点运动

欧拉方法—同一时间观测海流

海流运动方程

一、运动方程:

牛顿第二定律

二、连续方程:

质量守恒定律

引起海水运动的力：

重力，压强梯度力，风应力，引潮力

海水运动后派生的力：

科氏力，摩擦力

地转流定义：

压强梯度力水平分力与科氏力达到平衡时的稳定流动

•地转流流速大小与等压面和等势面的夹角的正切成正比，与科氏参量成反比；

•沿两面的交线流动,北半球流向偏在压强梯度力水平分力右方90º

；

•在北半球，面向流去的方向，右面等压面高，左面低。

无限深海风海流（亦称漂流）

1.定义：

湍切应力和科氏力平衡时的稳定流动

假定：

1）r均匀

2）海区无限深、广，海面无起伏

3）风场均匀，长时间吹，只沿y方向吹

4）科氏力不随纬度变化

5）只考虑垂直涡动粘滞系量引起的水平方向的摩擦力，且视为常数

空间结构：

Ve^azq=45°

+az

•表层流速最大，流向偏于风向的右方45度；

•随深度增加，流速逐渐减小，流向逐渐右偏；

•至摩擦深度D，流速是表面流速的4.3%，流向与表面流向相反，