海洋科学导论习题.docx
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海洋科学导论习题
海洋科学导论习题
1、海洋科学研究对象是世界海洋及与之密切相关联的大气圈、岩石圈、生物圈。
2、海洋研究的重要性在于其面积占地表的72%，被认为是生命的摇篮，是地球上未充分开3、发的最后疆域，也是最大的资源仓储及最主要的气候调节器。
4、如何理解现代地球的大气圈、水圈和岩石圈构成了一个适宜生命存在的环境
（1）.地球独特的天文条件，加上大气圈、水圈和生物圈本身的调节作用提供了适于生命的各种气候条件；
（2）.磁层和大气层将有害于生命的高能辐射和带电离子阻挡或吸收；
（3）.生物通过呼吸和光合作用在大气中进行着必不可少的氧与二氧化碳的交换；
（4）.水圈和岩石圈为生物提供着必需的水分和矿物养料等等。
5、从海洋学研究角度可将世界大洋分为大平洋、大西洋、印度洋、南大洋
6、简述海底扩张学说的意义及如何理解其发展构成了板块构造学说的基础和主要内容？
的板块类型，即海底扩张形式的研究促进了板块类型的发展；
海底扩张说的重要依据：
如60年代在洋底发现的条带状海底磁异常、转换断层及DSDP/ODP的钻探成果，不仅促进了海底扩张学说的完善，而且也构成了板块构造学说的基础和主要
7.大洋沉积物中占绝对优势的钙质软泥、硅质软泥和褐粘土在三大洋分布的面积频率有很大差异，其中印度洋中面积频率最高的是硅质软泥，太平洋中面积频率最高的是褐粘土，而大西洋中钙质软泥的出现频率最高。
8、大陆架碎屑沉积物和碳酸盐沉积物中都含有机质，但两者的组分和来源均不同。
碳酸盐中有机质主要来自海洋生物，壳内的有机质大都是蛋白质和类脂化合物；粘土中的有机质大多来自大陆，其组分主要为腐植质和木质素。
9、饱和水汽压？
是指水分子由水面逃出和同时回到水中的过程达到动态平衡时，水面上水汽所具有的压力。
蒸发现象的实质就是水分子由水面逃逸而出的过程。
10、海水的沸点和冰点与S有关，即随盐度的增大，沸点升高而冰点下降。
11、请根据下图分析海水结冰情形与盐度关系，图中横坐标盐度，纵坐标为温度，交叉点以左上线为最大密度温度，下线为结冰点温度。
12、海洋中的水平衡海洋中水的收入主要靠降水、陆地径流和融冰；支出则主要是蒸发和结冰。
13、简要分析大西洋表层水温低于太平洋的原因？
a.两个大洋拥有的热带海域面积
b.与北冰洋水交换
14、用图简要说明季节性温跃层生消规律？
15、用图简要说明全球经向温度、盐度和密度分布情况？
16、简要回答全球盐度的垂直变化情况？
A，低纬度地区：
均匀低盐层、盐度最大层-盐度跃层-盐度最小层，后缓慢增加。
B，副热带海区：
均匀高盐层、盐度最小层，后缓慢增加。
C，极地海区：
表层低盐度，随深度升高，至2000m以深，其分布与中低纬度相似，所以没有盐度最小值出现。
17、源地和形成机制相近，具有相对均匀的物理、化学和生物特征及大体一致的变化趋势，而与周围海水存在明显差异的宏大水体称为水团，温-盐特性作为分析水团的主要指标。
18、由热量与盐量通过分子扩散而引的海水混合现象称为“双扩散”效应，其主要两种表现形式为？
1）冷而淡的海水位于暖而咸的海水之上，此时温度出现“不稳定”分布状态，假定处在层结稳定的海洋中，其上部的密度稍小于或等于下层的密度，那么海水仍是静力稳定状态。
由于分子扩散的结果，上层海水将增温增盐，下层海水将降温降盐。
由于热传导系量是盐扩散系数的102倍，所以界面以上由于增温，增盐的联合效应使海水密度减小，导致海水从界面处上升。
下层海水降温、降盐的联合效应，使海水密度增大，导致海水从界面下沉。
因此，对流从界面开始分别向上和向下扩展。
2）暖而咸的海水位于冷而淡的海水之上，上层密度仍稍小于或等于下层的密度。
上层海水因热盐扩散，温度与盐度降低，其联合效应使海水增密下沉。
下层海水因温盐扩散的联合效应，使密度减小而上升。
于是，上下两层海水通过界面产生对流。
分别向另一层海水扩散。
在海洋中已经观测到这种从界面上向下伸展几厘米长的指状水柱，称为“盐指”。
19、影响大气成分在海水中的溶解度因素气体的性质、气体的分压、海水的温度、海水的盐度
20、溶解氧的补偿深度？
从海水的一个水柱来看，光合作用的强弱取决于光线的强弱，在近表层光合作用大于呼吸作用，随着深度的增加，光合作用减弱，呼吸作用增强，在某一个深度下，溶解氧的生产量恰好等于消耗量时，该深度称为溶解氧的补偿深度
21、海水中由N、P、Si等元素组成的某些盐类，是海洋植物生长必需的营养盐，通常称为“植物营养盐”。
22、简要阐述海洋中的N、P循环？
请简要阐述磷在海洋中的生物地球化学循环。
海洋中磷的来源：
（1）陆地径流输入。
磷进入海洋主要通过河流输入，陆地岩石、土壤风化的产物是河流磷的主要来源；
（2）大气沉降，这部分进入较少；
（3）火山活动，火山喷发是区域性的，对于区域海洋，火山活动输入的溶解无机磷可能要远高于大其沉降输入的量。
海洋中磷的循环：
在上层海洋，浮游植物通过光合作用吸收海水中的磷酸根离子，含磷有机组分如ATP在光合作用和其他过程中起关键的作用。
当浮游植物死亡后，有机磷快速转化为磷酸根离子，许多浮游植物被浮游动物所摄食，从而为浮游动物提供了P。
没有被吸收的物质以粪粒形式迁出，其中还有一定数量的有机磷。
有机磷的水解作用是非常快速的。
当浮游植物丰富的时候，浮游动物排泄的磷减少，而当浮游植物少的适合，浮游动物排泄的磷最多。
食物丰富的时候排泄率更低的原因在于有机磷脂被储存起来用于产卵，食物缺乏的时候该过程刚好相反，磷被排出。
在中深层水体，颗粒磷被矿化、降解为无机磷酸盐，导致无机磷酸盐浓度在开阔大洋1000m左右存在极大值。
海洋中磷的迁出：
（1）有机质的埋藏；
（2）磷在黏土、铁水合氧化物上的吸附与沉淀；
（3）磷灰石的埋藏；
（4）海底热液作用。
热液流体包含有大量还原性的铁，它们会很快地被氧化为水和氧化物，而这些氧化物对于清除海水中的溶解磷是非常有效的。
简述海洋中氮的生物地球化学循环。
氮输入海洋的途径主要包括：
火山活动和河流向海洋输送各种无机和有机形态的氮，而大气主要提供氮气；
海洋中的有些生物可以通过固氮作用直接利用溶解在海水中的氮气，将其转化为NH4+和有机氮，为其他生物提供营养来源。
进入到海洋中的无机氮可以被海洋生物通过初级生产过程所利用。
当做这些生物死亡后，部分颗粒有机氮（DON）由于颗粒物重力作用从上层水体迁出，部分在上层水体再矿化为无机营养盐，为其他生物所吸收利用。
沉降至中、深层海洋的大部分颗粒有机氮由于微生物等的硝化作用被再矿化为无机组分，并通过垂直平流和扩散重新提供至上层海洋。
在世界海洋的某些区域，微生物也可通过反硝化作用将海水中的NO3-转化为N2，重新回到大气中。
在该循环中包括以下一些关键过程：
（1）氮的生物吸收：
海洋中的大部分浮游植物无法直接利用N2，他们必须通过吸收溶解态氮组分来满足其光合作用的需要。
（2）生物固氮作用：
是指海洋中的某些原核生物通过固氮酶的作用将N2转化为N的化合物的过程，该过程所释放的N化合物可为浮游植物和其他微生物提供N营养盐。
（3）硝化作用：
在氧化性海水中，氨极易通过海洋细菌的作用被氧化成NO2-，并进一步被氧化物NO3-，这一过程称为消化作用。
（4）反硝化作用：
在溶解氧不饱和的海水中，一些异养细菌会将NO3-作为电子接受体以代谢有机物，从而将部分NO3-还原为NO2-，并进一步还原为N2，这过程称为反硝化作用。
氮化合物（N2或N2O）的过程。
23、简述科氏力的基本性质？
a.只有当物体相对地球运动时才会产生；
b.如果人们沿物体运动的方向看，在北半球它垂直指向物体运动的右方，在南半球恰恰相反，即指向左方；
c.科氏力只能改变物体的运动方向，而不能改变物体运动的速率；
d.水平科氏力的量值与物体运动的速率及地理纬度的正弦（sinφ）成比例，在赤道上为零。
24、大洋上层西边界流主要有，湾流、黑潮。
25、简要描述赤道地区的海流及其形成机制？
26、简述上升流产生的几种机制？
Ekman泵吸作用形成的升降流
地形作用形成的上升流
非风生的各种中尺度涡也能引起升降流
β螺旋效应
气旋与反气旋
27、深层环流的驱动力是海水密度差异。
28、简要叙述东西边界流的差异？
29、海洋内波研究意义？
1.内波在近岸破碎时可以引起水层强烈混合.对沿岸环流中扩撒和生物初级生产力有显著影响.
2.海底沉积物的搬运,底层流的影响远不如内波或内潮的起动力大
3.低频率、大振幅内波对潜艇潜流有很大威胁。
4.孤立子内波的波致流和流的强切变，对于海上固定设施，如石油平台和水下工程有很强破坏性。
5.它是引起海水内部混合、形成温盐细微结构的重要原因。
30、内波的特征？
内波和海面波同属一种波动，但是其物理性质有很大不同：
A，内波为斜压波，是由于密度差别而引起的。
在跃层附近，内波最强，可以引起跃层巨大起伏；表面波是正压波，它对跃层影响只是整体铅直移动。
B，表面波恢复力为重力，内波恢复力弱化重力g’=g（1-ρ1/ρ2）.内波克服重力所做的功仅为表面波的1‰~3‰,因此内波波幅比表面波大.
C，内波的相速与其群速在传播方向上几乎相差90°,而表面波相速与其群速在传播方向上一致.
d，内波在铅直方向存在复杂的震动结构,其对应的波致流场也是如此.表面波则不具备这个特性.
31、就海洋内波的知识简要解释”死水”现象？
一只船在极地融冰区通过时,就可在淡咸水的界面上产生内波.船只能量都消耗在内波上.船只不能前进或进速甚为缓慢,这就是”死水”现象.同样也存在于水下航行的物体,如潜艇的尾迹流在变形,变平过程中,改变了等密度面,然后引起震动.
32、地球绕地月公共质心公转所产生的公转惯性离心力与月球引力的合力称为引潮力
33、根据潮汐静力理论可得到以下几个结论：
在赤道上永远出现正规半日潮；当月赤纬δ不等于0时，两极高纬度地区（纬度|φ|＞90°-|δ|）出现正规日潮；当δ不等于0时，在其他纬度上出现日不等现象，越靠近赤道，半日潮的成分越大，反之，越靠近南、北极，日潮的成分越显著。
34、请介绍一种分离潮流和常流方法的原理？
一般来说，在半日潮海区中实测流速可被看作仅由太阴半日周期和太阴全日周期两个分潮流及常流叠加而成。
分离步骤：
a.作出实测海流的流速、流向与时间的关系图，一般应有连续25小时的实测数据。
b.根据该关系图，读取每个太阴时的流速、流向。
c.依各个太阴时实测海流的流速和流向，将实测海流分解成东分量和北分量。
d.将24个太阴时实测海流东分量相加，则周期性的潮流部分被消除，得到的和就是常流东分量的24倍，除以24就可以得出常流东分量。
北分量情况类同。
e.将实测海流的东分量减去常流东分量，就得到潮流东分量于各个太阴时的值。
f.由于太阴半日潮流的周期是12个太阴时，而太阴全日潮流的周期是24个太阴时。
若将第n个太阴时潮流东分量减去第（n+12）或第（n-12）个太阴时潮流东分量，其结果是半日潮流被消除，而得到第n个太阴时全日潮流东分量的两倍，除以2即得第n个太阴时全日潮流的东分量。
g.若将第n个太阴时潮流东分量与第（n+12）个太阴时潮流东分量相加，则全日潮流被消除，得到的是半日潮流东分量于第n个太阴时值的两倍，除以2即得到第n个太阴时半日潮流的东分量。
35、用八分算潮法列出农历15日厦门的高低潮时？
高潮时=0.8h×（农历日期—1（或16））+高潮间隔
高h=0.8h×（20—10）+4=7.2h=7:
12
H1=7:
12+12:
14=19:
36
L1=7:
12+6:
12=13:
24
L2=13:
24+12:
24=25:
48
36、简要回答大气的垂直分层情况及其温度变化的大致趋势？
37、用图简要说明平均大气环流的铅直结构及全球气压带的形成，以及气压带之间的风向？
38、海洋向大气提供热量有两种方式分别是潜热输送和感热交换
39、简要介绍ENSO及赤道东太平洋表层水温（SST）与SOI之间的关系？
ENSO是埃尔尼诺（ElNiNo）和南方涛动（SouthernOscillation）的合称。
赤道东太平洋海表水温异常事件（埃尔尼诺）同南方涛动指数（SOI）之间有非常好的相关关系。
当赤道东太平洋表层水温（SST）出现正（负）距平时，南方涛动指数往往是负（正）值，两者的负相关系数在-0.57到-0.75之间。
40、简要说明生物多样性概念？
是所有生物种类，种内遗传变异和它们的生存环境的总称，包括所有不同种类的动物、植物和微生物，以及它们所拥有的基因，它们与生存环境所组成的生态系统。
包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
41、简要说明河口区某些生物丰度很高？
这是因为此区的食物条件十分适宜。
原因是该区域不仅有河流及潮流的影响，还在风作用下使得底质沉积物重新悬浮，这就确保了其高生产力；再者，由于河口水域往往浅而浑浊，制约着捕食者到此追捕幼体虾、蟹和鱼的能力。
因此，几乎所有暖温带、亚热带和热带的对虾属内具有经济价值的种类，都依赖于海湾和河口近岸海域进行阶段性养育。
42、红树林的繁殖方式是胎生。
43、海洋生物通过同化作用生产有机物的能力称为海洋生物生产力。
44、简述赤潮形成的可能原因及其危害？
原因：
潮差小、水体交换量少
气候条件，风力的聚集作用
江河径流和上升流区
适宜的温度和盐度
P含量的高低是决定赤潮生物是否出现数量高峰和形成赤潮的重要因子
赤潮生物之间的种间增殖竞争现象
危害：
浮游植物在光合作用过程中消耗水体中大量的CO2，破坏了海域水体CO2的平衡。
由于生产过量，营养物质被消耗殆尽，赤潮生物最终会大量死亡。
死亡的尸体在分解过程中又产生硫化氢、氨、甲烷等。
大量滋生的微生物及其分解活动，使水体溶解氧耗竭，加上有毒赤潮生物分泌的毒素等，严重危害着海洋动物的生存。
46、表面波的恢复力主要为重力，故有表面重力波之称，而内波的恢复力则为科氏力与弱化重力
47、一只船在极地融冰区通过时,船只不能前进或进速甚为缓慢,这就是”死水”现象.其原因是在淡咸水的界面上产生内波.
1、根据所学知识简要阐述大陆漂移、海底扩张与板块构造的内在联系与主要区别。
答:
大陆漂移是指地球上所有大陆在中生代以前是统一的大陆，其周围是围绕泛大陆的全球统一海洋——泛大洋。
中生代以后，联合古陆解体、分裂，其碎块——即现代的各大陆块逐渐漂移到今日所处的位置。
海底扩张：
大洋中脊轴部裂谷带是地幔物质涌升的出口，涌出的地幔物质逐渐冷凝形成新洋底，新洋底同时推动先期形成的较老洋底逐渐向两侧扩展推移，这就是海底扩张。
板块构造：
地球最上部被划分为岩石圈和软流圈。
软流圈在缓慢而长期的作用力下，会呈现出塑性或缓慢流动的性质。
因此岩石圈可以漂浮在软流圈之上作侧向运动。
地球表层刚性的岩石圈并非“铁板一块”，它被一系列构造活动带分割成许多大小不等的球面装板块,每一个构造块体就叫岩石圈板块,简称板块。
联系：
大陆漂移为海底扩张和板块构造做了铺垫，其对全球板块形状的分析具有其合理性，为板块的划分提供了依据。
大陆漂移，其发展形成解释了板块的运动机制，为板块的划分提供了依据。
板块构造的提出时建立在大陆漂移和海底扩张的基础之上，反过来又能较好地解释大陆漂移和海底扩张的所有问题。
区别：
大陆漂移仅关注于地球各个大洲的情况，其依据主要是海岸形态学、地质构造、古气候和古生物地理分布等。
其漂移机制解释不清。
海底扩张的依据是大洋中脊体系及其中央裂谷带的形成机制及特征；联合古陆的重建、拼合和愈来愈多的大陆漂移的其他证据；海洋沉积物自中脊轴部向两侧依次变厚的事实；海洋地壳的年轻性等；而且其关注的仅是大洋底，对于板块之间的其他情形解释不清。
板块构造的驱动机制认为其来自地球内部，板块构造学说能够比较成功地解释几乎所有的地质现象，特别是全球性的构造特征和形成机理。
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