海洋学导论-第三章(PPT文档)
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海洋学导论海洋生物(精品资料)PPT
海洋学导论海洋生物
海洋生物环境分区
• 海洋生物的栖居环境分水层和底层两局 部
• 水温是决定海洋生物的生存区域、物种 丰度及其变动的主要环境因素
• 盐度对海洋生物的作用主要在于影响渗 透压，因为大多数海洋生物和海水是等 渗的
海洋生物环境分区
• 海水深度对生物最明显的影响是流体静 压力的作用和光照深度
• 海洋生物的生理过程“生物泵〞对全球 起哄的作用
海洋生物生态类群
• 海洋生物生态类群分为浮游生物、游泳 生物和底栖生物三大类群
• 海洋浮游生物〔marine plankton〕 • 这个生态类群的生物缺乏兴旺的运动
器官，没有或仅有微弱的游动能力，悬 浮在水层中随水流移动。又分为 phytoplankton • zooplankton
上升流或铅直方向的海水混合，能把较冷但富有营养物质的深层海水输送到上表层，是指成为富于生产能力的海域。 任何一个生态系统包含生命和非生命两大局部，前者依其在生态系统中的功能分为生产者、消费者和分解者，后者包含无机物质、有
• 全世界底栖植物的平均生产力为海洋浮 机化合物和气候因素
海洋生态系统的反响机制，是生态系统会保持自身的生态平衡 海洋生物为我们提供食物、医药材料、工业材料等
游植物的2%-5% 生物因素：浮游动物的摄食
海洋动物生产力
• 二级生产力：指以植物、细菌等初级生产力为 营养来源的生物生产能力，主要包括大局部浮 游动物、底栖动物和植食性游泳
• 三级生产力：指以浮游动物等二级生产者为营 养来源的生物生产能力；主要包括一些肉食性 的鱼类和大型无脊椎动物
• 终极生产力：指一些自身不再被其他生物所消 耗的生物生产力；主要包括凶猛的鱼类和其他 大型或特大型动物，也可以是任何一级生产者
海洋生物环境分区
• 海洋生物的栖居环境分水层和底层两局 部
• 水温是决定海洋生物的生存区域、物种 丰度及其变动的主要环境因素
• 盐度对海洋生物的作用主要在于影响渗 透压，因为大多数海洋生物和海水是等 渗的
海洋生物环境分区
• 海水深度对生物最明显的影响是流体静 压力的作用和光照深度
• 海洋生物的生理过程“生物泵〞对全球 起哄的作用
海洋生物生态类群
• 海洋生物生态类群分为浮游生物、游泳 生物和底栖生物三大类群
• 海洋浮游生物〔marine plankton〕 • 这个生态类群的生物缺乏兴旺的运动
器官，没有或仅有微弱的游动能力，悬 浮在水层中随水流移动。又分为 phytoplankton • zooplankton
上升流或铅直方向的海水混合，能把较冷但富有营养物质的深层海水输送到上表层，是指成为富于生产能力的海域。 任何一个生态系统包含生命和非生命两大局部，前者依其在生态系统中的功能分为生产者、消费者和分解者，后者包含无机物质、有
• 全世界底栖植物的平均生产力为海洋浮 机化合物和气候因素
海洋生态系统的反响机制，是生态系统会保持自身的生态平衡 海洋生物为我们提供食物、医药材料、工业材料等
游植物的2%-5% 生物因素：浮游动物的摄食
海洋动物生产力
• 二级生产力：指以植物、细菌等初级生产力为 营养来源的生物生产能力，主要包括大局部浮 游动物、底栖动物和植食性游泳
• 三级生产力：指以浮游动物等二级生产者为营 养来源的生物生产能力；主要包括一些肉食性 的鱼类和大型无脊椎动物
• 终极生产力：指一些自身不再被其他生物所消 耗的生物生产力；主要包括凶猛的鱼类和其他 大型或特大型动物，也可以是任何一级生产者
海洋学导论第三章
世界大洋2月和8月表层水温的分布特点 （1）等温线的分布，沿纬线大致呈带状分布 （2）冬季和夏季最高温度都出现在赤道附近海域 （3）由热赤道向两级，水温逐渐降低，到极圈附近降 至0 ℃左右
（4）在两半球的副热带到温带海区，特别是北半球， 等温线偏离带状分布，在大洋西部向极地弯曲， 大洋东部则向赤道方向弯曲 （5）在寒、暖流交汇区等温线特别密集，温度水平梯 度特别大 （6）冬季表层水温的分布特征与夏季相似，但水温的 经线方向梯度比夏季大
（三）海水的密度变化 复杂，无规律可循
四、海洋水团
定义 源地和形成机制相近，具有均匀的物理、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。 水团从其源地所获得的各种特性，在运动过程 中受环境变化影响或与周围海水交换混合，会发生 不同程度的变化，此即水团变化。
第五节：海洋光学、声学现象
三、海水的主要热性质和力学性质
（一）热容与比热容
海水温度升高1K （或1℃）时所吸收 的热量，单位J/K或 J/℃。 单位质量海水的热容， 单位J/Kg℃
定压比热容Cp
定容比热容Cv
海水的比热容约为3.89×103J•Kg-1•℃-1,ρ为1025Kg•m-3。
空气的比热容约为1×103J•Kg-1•℃-1,ρ为1.29Kg•m-3。
（六）沸点升高、冰点降低
（七）海水的一些力学性质 1、粘滞性：当相邻两层海水作相对运动时，由于水 分子的不规则运动或者海水块体的随机运动(湍流)， 在两层海水之间便有动量传递，从而产生切应力。 2、渗透压：在海水与淡水之间放置一个半渗透膜，水 分子可以透过，但盐分子不能透过。那么，淡水一侧 的水会慢慢地渗向海水一侧，使海水一侧的压力增大， 直至达到平衡状态。此时膜两边的压力差，称为渗透 压。 3、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。
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。
海洋地质学 第三章 地球结构与海底岩石圈
3.1 地球结构与基本组成
9
2、发展演化——地球形
成之初温度相对较低，各种
物质混杂一起，经历了一段
“安稳”期。后来，由于地
球内部的镭、铀等放射性物
质衰变而产生大量的热，聚
集在地球内部，最终通过火
山爆发与强烈地震释放出来。
3.1 地球结构与基本组成
10
2、发展演化— —受地球上火山活动 和地外物质撞击等的 影响，在地球长期的 发展演化过程中，相 对较轻的硅铝物质逐 渐向外层移动，而重 的铁镍等物质在地核 处集中，地球形成圈 层结构。
3.1 地球结构与基本组成
6
当旋转的星云边收缩边旋转，周围物质 的离心力大于等于中心对它的引力时，就分 离了一个圆环来。一个又一个圆环逐步产生。 最后，中心部分变成太阳，周围的圆环变成 了行星，其中一颗就是地球。因此，地球是 在四十多亿年前产生的。
3.1 地球结构与基本组成
7
1、地球的诞生——早期的大约1100Ma （距今4600 Ma－3500 Ma，天文时期）没 有在现今的地球上保留有任何地质证据。 当时的地质情况 主要是根据对月 球及其它天体（ 陨石）的研究， 结合“将今论古” 的原则推断的。
3.2 地壳
33
3.2.3 洋壳与陆壳的主要区别 （３）地球物理特征——洋壳虽薄，却以 正重力异常值为特点，大洋盆地的布格异常值 可达＋500 mGal；陆壳虽厚，其重力异常值却
主要表现为负值，高山地区布格异常值一般为
-500～-300mCal。这种情况表明，构成陆壳的
岩石密度较洋壳小，而洋壳密度要大得多，这
3.2 地壳
28
3.2.2 大陆地壳 大陆地壳覆盖地球表面的45％，主要分布 在大陆和大陆边缘的大陆架海区。大陆地壳平 均厚度35km，但很不均一。在构造稳定地区厚 度较小，而在构造活动地区厚度则急剧增大。 高山区最厚，可达 60-70 km，如我国 西藏地区。地壳的 化学组成以硅铝质 为特点，可分为上 陆壳和下陆壳。
海洋学课件
绪论一、地磁、地球自转速度1.地磁成因地球磁场起源于其外核液态铁镍物质的对流运动，从而产生电流,产生磁场。
2．地磁磁极地磁北极：位于北纬78.6°，西径101地磁南极：位于南纬65°，东径138°。
地磁轴与地球自转轴的夹角：11°磁极处磁场强度：南磁极，0.68高斯；北磁极，0.61高斯；赤道处，0.29～0.4高斯地磁强度变化：平均每年降低1‟，1000年后地磁场可能消失，逐渐发生地磁场倒转。
古地磁研究表明：50万～100万年地磁倒转一次。
3. 磁极移动曲线4．地球自转速度（1）长期变慢一个世纪内，每日的长度平均增加1～2ms科学家发现，13亿年前，每年有540天。
3.7亿年前，一年约有400天左右国际天文组织测量发布：1984年6月30日增加1秒；1987年12月31日增加1秒。
1972～1989出现了14次闰秒，地球约每15个月就要转慢1秒。
此数据不能用作预测闰秒。
1998年12月31日23时59分59秒闰秒2005年12月31日23时59分59秒闰秒（相隔7年）2008年12月31日23时59分59秒闰秒（相隔3年）闰秒实施举例：零八年实施的一次闰秒协调世界时：23时59分59秒（2008年12月31日）23时59分60秒（2008年12月31日）00时00分00秒（2009年1月1日）北京时间：7时59分59秒（2009年1月1日）7时59分60秒（2009年1月1日）8时00分00秒（2009年1月1日）（2）变慢原因：潮汐摩擦，引起地球自转角动量减少（3）地球南北极的有趣现象：a. 一天等于一年(度日如年)b. 北极：四面八方都朝南c. 南极：四面八方都朝北月球运动：自转周期等于公转周期月球总是以相同的一面向着地球太阳运动：围绕银河系绕转：速度，250km/s ; 周期，2.5亿年二、世界海洋概况四大洋：太平洋；印度洋；大西洋；北冰洋位置：位于亚洲、大洋洲、南极洲和北美洲之间南北最长：约 15900公里东西最宽：约199O0公里面积：17968万平方公里。
海洋学基础知识PPT课件
2021/6/17
第4页/共72页
第一节 海流
基本概念和知识点：海流基本知识；海流
的分类；大洋环流；
重点：风海流；地转流；补偿流；世界大
洋表层风海流的分布；我国近海的海流。
2021/6/17
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海流（Ocean Current）
1.海流的定义
海流定义:是指海洋中的海水具有相对稳定速度的流动，它 是海水运动的形式之一。
第26页/共72页
330 在盛行西风带中海流流向大致是___________．
A．自北向南
B．自南向北
C．自东向西
D．自西向东
331 北半球NE信风带的海流___________．
A．向西流动
B．向东流动
C．向西南流动
D．向西北流动
332 表层风海流的大小___________．
A．与海面风速成正比
一般深度浅，水色低（浑浊），透明度小，季节变化显著。没有独立的海 流系统和潮波系统，多数受大洋影响，我国东南海岸面临四海。
渤海：为我国的内陆海，自老铁山经庙岛与蓬莱角联线，分割黄海，面积 约9万7千平方千米，平均水深18米。 黄海：北起鸭绿江口，南从长江口北岸至济州岛与东海分开，面积42万平 方千米，平均水深44米。 东海：南自南澳岛与台湾岛的鹅銮鼻分隔南海，面积75万平方千米，平均 水深349米。 南海：南靠加里曼丹岛，东临菲律宾，西接印支半岛，面积350多万平方 千米，平均深度1000米以上。 我国拥有300万平方千米的海洋国土和约1.9万千米的海岸线。
A．海流对船舶运动有较大影响
B．强大的海流对天气和气候有显著影响
C．A、B都对
D．A、B都错
328海洋上最主要的海流是___________．
海洋学课件
用
地面摩擦力
各个方风向和风速的百分数值，并按一定比例绘制，一般多用八个或十
六个罗盘方位表示，如图，由于该图的形状形似玫瑰花朵，故名“风玫
瑰”。玫瑰图上所表示风的吹向（即风的来向），是指从外面吹向地区
中心的方向。
海洋学
（一）气压 大气是有重量的，它施加于地面的压力
称为气压。气压的单位以毫米水银柱高 （mm）或毫巴（mb ） 表示。单位面积上 承受大气柱的重量是产生气压的原因。随着 海拔高度的上升，大气柱的重量减少，所以 气压随高度升高而降低，气压随高度变化的 实际情况与气温和气压条件有关。
海洋学
a.北半球向右偏， 南半球向左偏；
水平气压 梯度力
b.垂直于空气的运动 方向(即风向)；
（百帕） 1000 1005
c.由低纬向 高纬增大；
1010
地转偏向力 （北半球） 海洋学
• 当空气在气压梯度力作用下运动时，地转偏向 力使气流产生偏向。在北半球，气流偏向运 动方向的右方；在南半球，气流偏向左方。 作用于相同质量和速度但在不同地点运动的 物体的地转偏向力的大小是不同的，在赤道 为零，随纬度的增高偏向力加大，在两极达 最大值。
海洋学
§6—1 大气的成分及垂直分层 §6—2 大气的水平与垂直运动 §6—3 大气环流 §6—4 风
海洋学
§6—1 大气的成分及垂直分层
一、大气成分
不可变气体成分
主要指氮、氧、氩三种气体
易变气体成分
以水汽、二氧化碳和臭氧为主
海洋学
§6—1 大气的成分及垂直分层
一、大气成分
1．干洁大气 干洁空气是指大气中除去水汽、液体和固体微粒以 外的整个混合气体，简称干空气。
范围 只有整个大气厚度的1%左右。集中了整个大气质量的3 ／4和几乎全部的水汽与杂质。低纬：17～18km；中 纬：l0～12km；高纬：8～9 km。 就季节而言．同一 地区夏季对流层的厚度大于冬季。 云、雾、雨，雪， 雷、电等天气现象都出现在这一层中。
海洋学导论
图4-4 世界主要海上石油 运输路线（Clark，1989）
图4-5表明了海上溢油的分解过程。其中较轻的组分挥发了；水溶性组分 溶于海水；最重要部分——不溶性残渣乳化为小球，最终沉入海底或冲到海岸， 被缓慢分解或者掩埋掉。溢油的危害取决于生物的种类和溢油的地区。
图4-5 海上溢油的分解过程（Spears，1974）
海水中的溶解有机物十分复杂，主要是它与金属能形成稳定络合物。
图4－1 海水的化学组成 （Thurman，1997）
海水的成分分类（P110） ①主要成分 海水中浓度>1mg/kg的成分 （提示：教材中1×10-6 mg/kg有误） Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Sr2+ Cl- SO4- Br- HCO3-(CO32-) F- H3BO3占盐份总量的99.9%
天然放射系--4n+2系
天然放射系--4n+3系
天然放射系----(4n)系
人工放射系-- 4n+1系
4.1.4 海洋化学污染物 (P120)
联合国专家组（1982）把海洋污染定义为:直接或间接由人类向大洋和河口 排放的各种废物或废热，引起对人类生存环境和健康的危害，或者危及海洋生命 （如鱼类）的现象。
Stumm（1975）把海水中的微量金属元素按照粒子大小分为七种形式见图4-3。
二、海水的氧化还原电位
海水的氧化还原电位,是控制金属污染物溶存形式的主要因素之一。用于定
量分析重金属在海水中氧化还原转化。
当海水是一个氧化还原的平衡体系，相对电对氧化－还原平衡的半电池反
应为： 电极电位可以表示为
aox+ne—→ared
上述这些成分在海水中的含量较大，各成分的浓度比例近似恒定，生物活动 和总盐度的变化对其影响都不大，所包含的13种元素称为保守元素。
图4-5表明了海上溢油的分解过程。其中较轻的组分挥发了；水溶性组分 溶于海水；最重要部分——不溶性残渣乳化为小球，最终沉入海底或冲到海岸， 被缓慢分解或者掩埋掉。溢油的危害取决于生物的种类和溢油的地区。
图4-5 海上溢油的分解过程（Spears，1974）
海水中的溶解有机物十分复杂，主要是它与金属能形成稳定络合物。
图4－1 海水的化学组成 （Thurman，1997）
海水的成分分类（P110） ①主要成分 海水中浓度>1mg/kg的成分 （提示：教材中1×10-6 mg/kg有误） Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Sr2+ Cl- SO4- Br- HCO3-(CO32-) F- H3BO3占盐份总量的99.9%
天然放射系--4n+2系
天然放射系--4n+3系
天然放射系----(4n)系
人工放射系-- 4n+1系
4.1.4 海洋化学污染物 (P120)
联合国专家组（1982）把海洋污染定义为:直接或间接由人类向大洋和河口 排放的各种废物或废热，引起对人类生存环境和健康的危害，或者危及海洋生命 （如鱼类）的现象。
Stumm（1975）把海水中的微量金属元素按照粒子大小分为七种形式见图4-3。
二、海水的氧化还原电位
海水的氧化还原电位,是控制金属污染物溶存形式的主要因素之一。用于定
量分析重金属在海水中氧化还原转化。
当海水是一个氧化还原的平衡体系，相对电对氧化－还原平衡的半电池反
应为： 电极电位可以表示为
aox+ne—→ared
上述这些成分在海水中的含量较大，各成分的浓度比例近似恒定，生物活动 和总盐度的变化对其影响都不大，所包含的13种元素称为保守元素。
海洋科学导论
27
1768-1780，三次大洋调查，澄清了地理大发现时期 留下的许多不定的问题，对印度洋和太平洋的几乎所 有岛屿进行了详细的考察。
是海洋学的奠基人。 1768-1771，“奋斗”号，目的寻找南大陆，对新西
兰考察，发现是岛而非大陆。 1772-1775，“冒险”“果敢”号对南大洋考察，是
第一个从东线绕地球一周的人。 1776-1780，为打通太平洋到大西洋的北部航路。
45
海洋科学的发展史
✓ 第一阶段：海洋知识的积累(18世纪以前) ✓ 第二阶段：海洋科学的奠基与形成(19~20世纪中叶) ✓ 第三阶段：现代海洋科学时期(20世纪中叶至今) ✓ 海洋科学的积累
公元前7~6世纪，古希腊的泰勒斯认为大地是浮在茫茫大海之中。 公元前4世纪，古希腊亚里士多德在《动物志》中描述和记载了爱琴海 的170余种动物。
另一个巨大的险阻， 即著名的博哈多尔 角 （Cape Bojador）， 一个令水手们闻之 变色、让船长们束 手无策、使亨利王 子真实的信件（写 于1433年10月22日） 说，为了越过这个 海角，从1421年起 连续进行了14次探 险远征，却一直没 有取得成功。
1434年，埃内斯改变了以往紧紧靠着 海岸航行的方法——他的船直接南下 航行到远离博哈多尔角西边的海面上。 那里风平浪静的景象和海角附近的惊 涛骇浪形成了鲜明的对比，于是这个 曾阻挡了葡萄牙航海家前进的步伐多 年的海角就此轻而易举地被绕过去了。 埃内斯把船靠岸，发现天上的太阳并 没有什么异象，陆地上依然贫瘠荒凉， 稀疏的长着一些植物，极目望去，毫 无人踪。埃内斯采摘了一些玫瑰花， 葡萄牙人称之为“圣玛丽玫瑰”，以 此作为到过此地的证物。
18
1418-1419年 两位船长发现马德拉群岛和亚速尔群岛， 从而揭开了地理大发现序幕。
1768-1780，三次大洋调查，澄清了地理大发现时期 留下的许多不定的问题，对印度洋和太平洋的几乎所 有岛屿进行了详细的考察。
是海洋学的奠基人。 1768-1771，“奋斗”号，目的寻找南大陆，对新西
兰考察，发现是岛而非大陆。 1772-1775，“冒险”“果敢”号对南大洋考察，是
第一个从东线绕地球一周的人。 1776-1780，为打通太平洋到大西洋的北部航路。
45
海洋科学的发展史
✓ 第一阶段：海洋知识的积累(18世纪以前) ✓ 第二阶段：海洋科学的奠基与形成(19~20世纪中叶) ✓ 第三阶段：现代海洋科学时期(20世纪中叶至今) ✓ 海洋科学的积累
公元前7~6世纪，古希腊的泰勒斯认为大地是浮在茫茫大海之中。 公元前4世纪，古希腊亚里士多德在《动物志》中描述和记载了爱琴海 的170余种动物。
另一个巨大的险阻， 即著名的博哈多尔 角 （Cape Bojador）， 一个令水手们闻之 变色、让船长们束 手无策、使亨利王 子真实的信件（写 于1433年10月22日） 说，为了越过这个 海角，从1421年起 连续进行了14次探 险远征，却一直没 有取得成功。
1434年，埃内斯改变了以往紧紧靠着 海岸航行的方法——他的船直接南下 航行到远离博哈多尔角西边的海面上。 那里风平浪静的景象和海角附近的惊 涛骇浪形成了鲜明的对比，于是这个 曾阻挡了葡萄牙航海家前进的步伐多 年的海角就此轻而易举地被绕过去了。 埃内斯把船靠岸，发现天上的太阳并 没有什么异象，陆地上依然贫瘠荒凉， 稀疏的长着一些植物，极目望去，毫 无人踪。埃内斯采摘了一些玫瑰花， 葡萄牙人称之为“圣玛丽玫瑰”，以 此作为到过此地的证物。
18
1418-1419年 两位船长发现马德拉群岛和亚速尔群岛， 从而揭开了地理大发现序幕。
海洋科学导论精选 课件
14
漫长的西非海岸向南方延 伸下去，一眼望不到头， 使习惯于内海航行的水手 们极不适应。亨利王子每 年都派出船队，要他们沿 着海岸尽力向南探索，然 而一开始却少有成果。他 们遇到的头一个障碍是被 称作诺恩角 （Cape Noun）的地方， 海风卷来内陆的沙尘，把 海水染成红色，使水手们 感到莫名的恐惧，视之为 畏途。事实上它并不是什 么不可逾越的险阻，更多 的是一种心理上的“障 碍”，但却一度成为了葡 萄牙航海的南界。腊时代所认知的世界，公元前450年Herodotus所绘之地图。
5
§1.2 海洋科学的发展史 公元前140年古希腊的Ptolemy所绘之地图
6
Vikings discovered Greenland and America
7
地球探险时代 (15-16世纪)：
另一个巨大的险阻， 即著名的博哈多尔 角 （Cape Bojador）， 一个令水手们闻之 变色、让船长们束 手无策、使亨利王 子真实的信件（写 于1433年10月22日） 说，为了越过这个 海角，从1421年起 连续进行了14次探 险远征，却一直没 有取得成功。
1434年，埃内斯改变了以往紧紧靠着 海岸航行的方法——他的船直接南下 航行到远离博哈多尔角西边的海面上。 那里风平浪静的景象和海角附近的惊 涛骇浪形成了鲜明的对比，于是这个 曾阻挡了葡萄牙航海家前进的步伐多 年的海角就此轻而易举地被绕过去了。 埃内斯把船靠岸，发现天上的太阳并 没有什么异象，陆地上依然贫瘠荒凉， 稀疏的长着一些植物，极目望去，毫 无人踪。埃内斯采摘了一些玫瑰花， 葡萄牙人称之为“圣玛丽玫瑰”，以 此作为到过此地的证物。
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The Voyages of Captain James Cook 1768 - 1780
漫长的西非海岸向南方延 伸下去，一眼望不到头， 使习惯于内海航行的水手 们极不适应。亨利王子每 年都派出船队，要他们沿 着海岸尽力向南探索，然 而一开始却少有成果。他 们遇到的头一个障碍是被 称作诺恩角 （Cape Noun）的地方， 海风卷来内陆的沙尘，把 海水染成红色，使水手们 感到莫名的恐惧，视之为 畏途。事实上它并不是什 么不可逾越的险阻，更多 的是一种心理上的“障 碍”，但却一度成为了葡 萄牙航海的南界。腊时代所认知的世界，公元前450年Herodotus所绘之地图。
5
§1.2 海洋科学的发展史 公元前140年古希腊的Ptolemy所绘之地图
6
Vikings discovered Greenland and America
7
地球探险时代 (15-16世纪)：
另一个巨大的险阻， 即著名的博哈多尔 角 （Cape Bojador）， 一个令水手们闻之 变色、让船长们束 手无策、使亨利王 子真实的信件（写 于1433年10月22日） 说，为了越过这个 海角，从1421年起 连续进行了14次探 险远征，却一直没 有取得成功。
1434年，埃内斯改变了以往紧紧靠着 海岸航行的方法——他的船直接南下 航行到远离博哈多尔角西边的海面上。 那里风平浪静的景象和海角附近的惊 涛骇浪形成了鲜明的对比，于是这个 曾阻挡了葡萄牙航海家前进的步伐多 年的海角就此轻而易举地被绕过去了。 埃内斯把船靠岸，发现天上的太阳并 没有什么异象，陆地上依然贫瘠荒凉， 稀疏的长着一些植物，极目望去，毫 无人踪。埃内斯采摘了一些玫瑰花， 葡萄牙人称之为“圣玛丽玫瑰”，以 此作为到过此地的证物。
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The Voyages of Captain James Cook 1768 - 1780
厦门大学海洋科学导论课件(水文部分)lect9_1031
流向的辐角为(45°+az) Vz=V0eaz u V0eaz cos(45o az) 北半球：流向相对风矢量 z↗,Vz呈 v V0eaz sin(45o az) 逐渐右偏 指数率减小 南半球：流向相对风矢量 逐渐左偏
z位于摩擦 深度D处 V =V e-=0.043V D 0 0
y y v0 o x F合 v1 F f F1 x F F1
45°
y
v
o
o f
x
2. 运动方程及其解 (1)坐标系 采用右旋直角坐标系，OXY面 与平均海平面重叠，设风只沿Y 轴方向吹 (2) 运动方程 按照上述的假定，海水运动方程 简化为：
Kz 2u 0 2 sin v z 2
(四) 风海流的副效应 1. 风海流的体积运输必然导致海水在某些海域或岸边 发生辐散和辐聚。由于连续性，又必然引起海水在这 些区域产生上升或下沉运动，继而改变了海洋的密度 场和压力场的结构从而产生出其它的流动，上述现象 称为风海流的副效应。
北半球
Ty
45°
Ty
45°
Ty
45°
Mx
Mx 低 高 fp 低 fp
浅海漂流与深海漂流的差别： ① 北半球表面流向仍然偏向于风向的右方，而且 海区的相对深度(h/D)越小，偏角越小； ② Ekman螺线比较扁 ③ 海水体积运输方向仍偏向于风向的右方，但小 于90°，因此沿风向也有水体运输的分量 ④ 当所研究海区h≥2D，浅海漂流与深海漂流很 相近，因此水深h≥2D的海区可视作深海
(2)浅海风海流的流速随深度的增加而减小 (3)对于北半球，流向随深度的增加而逐渐右偏 （对于南半球则向左偏） (4)h/D≥2时，海区视为无限深海
但由于D与W有关，因此即使h固定，海区随风速的 大小可当作浅海处理，也可作深海处理，计算时应 先判断 例 纬度30 °海区平均水深160m，则 a) 当风速W=7m/s,
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第三章 海水的物理特性和 世界大洋的层化结构 (4学时)
基本要求：掌握 标准海水、位温、密度超量、盐度（3种定义）、太阳高 度、温（盐）跃层、水团等概念(特性）；理解 海面热平衡方程、整个海洋全 热量平衡方程、局部海域的及整个海洋的全水量平衡方程（状态）；熟悉 温度、 盐度、密度一般分布规律及三者的水平、铅直分布特征（形式）；了解一些物 理海洋学中常用术语及表示方法，包括分布图形（类型）。本章是学习物理海 洋学、化学海洋学、海洋生物学的基础。
KCl溶液的电导比来确定海水的盐度值。 【教材59页】 即电导比K15 = C标海/C标KCl = 1）则
（二）实用盐度的计算公式
∑5Βιβλιοθήκη S=aiK i/2 15
i=0
（3-3）
式中K15是在101325Pa下，温度15℃时，海水样品的电导率与标准所配 KCl溶液的电导率之比。式中a0=0.0080，a1=-0.1692，a2=25.3851， a3=14.0941，a4=-7.0261，a5=2.7081；，适用范围为2≤S≤42。【S定义域2 为淡水最高值，计算结果1×10-3，盐度都是在10-3小数点变化】故此：
S‰=-0.08996+28.29720R15+12.80832R２15
-10.67869R315+5.98624R415-1.32311R515
(3-2)
实测的海水的电导率，查《海洋学常用表》可得S‰ 值
三、1978年实用盐度标度（P78）
（一）建立实用盐度的固定参考点 配制浓度为32.435‰KCl溶液代替上述标准海水，用海水相对于此
§3.1 海水的主要热学和力学性质 (1学时)
海水是一种溶解有多种无机盐、有机物质和气体以及含有许多悬浮物质的 混合液体。
3.1.1 纯水的特性 P56 （自学）
水为极性分子，自身以氢键 结合，故4℃密度最大，熔点、沸 点、比热、相变热、表面张力等 都异常高（大），常见溶剂。
图3-1 水分子的结构
实用盐度不再使用符号“‰” ，并且是旧盐度的1000倍。
四、在任意温度t的条件下测定电导比Rt，计算盐的公式【1978年实用盐度标度】为【参
考书43页】
∑5
S = ai Rti / 2 +ΔS
i=0
（3-4）
其中
ΔS
= t 15 1+K (t 15)
∑5
bi Rti / 2
i=0
是温度变化引起的盐度改正值。系数a的值与式（3-3）中相同。
全球海表面溫度分布状况(八月)。
全球海表面溫度分布状况(二月)。 以上二图均摘自D.E. Ingmanson and W.J. Wallace (1995) "Oceanography, An Introduction", 5th ed.。
3.1.3 海水的主要热性质和力学性质
水的热性质一般指海水的热容、比热容、位温、热膨胀及压缩性，热导率 与比蒸发潜热等。
系数b分别为：
b0=0.0005，b1=-0.0056，b2=-0.0066
b3=-0.0375，b4=0.0636，b5=-0.0144
且
∑5
bi =0.0000, K =0.0162
i=0
五、利用CTD现场观测资料计算海水盐度的方法（Rt实用盐度）
利用CTD观测到的电导率是在其盐度为S，温度为t（℃），压力为p （kPa）的情况下取得的，记为C（S，t，p）。
§3.1 海水的主要热学和力学性质（海洋化学应用） (1学时) §3.2 海 冰 （海洋工程设计与开发、自然灾害） (0.5学时) §3.3 世界大洋的热量与水量平衡 （环流与海-气流循环作用）(1学时) §3.4 世界大洋温度、盐度、密度的分布和水团 （物理海洋对化学海洋及 海洋生物分布作用）(1.5学时)
3.1.2 海水的盐度（S)
盐度是描述海水的最基本特征参数之一，可近似表示海水的含盐量，
是一相对值。
度化
定 义
学 方 法
一 、
的基
盐于
1kg海水中
碳酸盐全部转换成氧化物 CO32- +2H + =CO2 +H 2O 溴和碘以氯当量置换 2Br- (I - ) +Cl2 =2Cl- +Br2(I2) 有机物全部氧化之后所剩固体物质的总克数
二 、盐度的电导比（R）定义【1966年国际海洋表和标准专家小组JPOTS】
在101325Pa（一个标准大气压）下，水样的电导率C（S-盐度，15-温度，0-工程压 力）与盐度精确为35.000‰（Cl‰=19.374‰）的标准海水电导率C（35，15，0）之比值， 称为水样的电导比R15 ，则水样盐度：
一、热容和比热容 （P60） 海水温度升高1K（或1℃）时所吸收的热量称为热容，J/K或J/℃。 单位质量海水的热容称为比热容，J·kg-1·℃-1。在一定压力下定压比
热容Cp 。
表（3-1），Cp值在低温、低盐时随温度的升高而减小，在高温、高盐时随 温度的升高而增大。
海水的比热容约为3.89×103J·kg-1· ℃-1 ，其密度为1025 kg·m-3， 而空气的比热容为1×103J·kg-1·℃-1，密度为1.29kg·m-3。
单位是g/kg， 符号‰表示 （为原始定义）
氯度定义 —1kg海水中的溴和碘以氯当量置换，氯离子的总克数。
单位是克每千克，以‰号表示。[ 参考书40页]
S‰=0.030+1.8050Cl‰ （盐度—氯度转换关系式） （3-1）
标准海水—1937年哥本哈根以氯度值精确为19.374‰的大洋水作 为标准；一千克海水的卤素全部沉淀时其盐度值对应为35.000‰。
实际工作中可直接根据国际海洋学常用表查算 ，【参考书45（3-18）】
海洋表層之鹽度分佈狀況。摘自D.E. Ingmanson and W.J. Wallace (1995) “Oceanography, An Introduction”, 5th ed.。 【近岸淡水稀释】
大洋中盐度 ，降雨多或有河流注入之海面可小于5 ，中緯度蒸发过大之 孤立海面則可高达39.0（如地中海、红海 41 ），表面海水的平均盐度，北 大西洋最高(35.5)，南大西洋及南太平洋较少(35.2) ，北太平洋最少(34.2)。
表3—1气压为1013.25 hPa时海面的比热容cp（×103J·kg-1·℃-1）
基本要求：掌握 标准海水、位温、密度超量、盐度（3种定义）、太阳高 度、温（盐）跃层、水团等概念(特性）；理解 海面热平衡方程、整个海洋全 热量平衡方程、局部海域的及整个海洋的全水量平衡方程（状态）；熟悉 温度、 盐度、密度一般分布规律及三者的水平、铅直分布特征（形式）；了解一些物 理海洋学中常用术语及表示方法，包括分布图形（类型）。本章是学习物理海 洋学、化学海洋学、海洋生物学的基础。
KCl溶液的电导比来确定海水的盐度值。 【教材59页】 即电导比K15 = C标海/C标KCl = 1）则
（二）实用盐度的计算公式
∑5Βιβλιοθήκη S=aiK i/2 15
i=0
（3-3）
式中K15是在101325Pa下，温度15℃时，海水样品的电导率与标准所配 KCl溶液的电导率之比。式中a0=0.0080，a1=-0.1692，a2=25.3851， a3=14.0941，a4=-7.0261，a5=2.7081；，适用范围为2≤S≤42。【S定义域2 为淡水最高值，计算结果1×10-3，盐度都是在10-3小数点变化】故此：
S‰=-0.08996+28.29720R15+12.80832R２15
-10.67869R315+5.98624R415-1.32311R515
(3-2)
实测的海水的电导率，查《海洋学常用表》可得S‰ 值
三、1978年实用盐度标度（P78）
（一）建立实用盐度的固定参考点 配制浓度为32.435‰KCl溶液代替上述标准海水，用海水相对于此
§3.1 海水的主要热学和力学性质 (1学时)
海水是一种溶解有多种无机盐、有机物质和气体以及含有许多悬浮物质的 混合液体。
3.1.1 纯水的特性 P56 （自学）
水为极性分子，自身以氢键 结合，故4℃密度最大，熔点、沸 点、比热、相变热、表面张力等 都异常高（大），常见溶剂。
图3-1 水分子的结构
实用盐度不再使用符号“‰” ，并且是旧盐度的1000倍。
四、在任意温度t的条件下测定电导比Rt，计算盐的公式【1978年实用盐度标度】为【参
考书43页】
∑5
S = ai Rti / 2 +ΔS
i=0
（3-4）
其中
ΔS
= t 15 1+K (t 15)
∑5
bi Rti / 2
i=0
是温度变化引起的盐度改正值。系数a的值与式（3-3）中相同。
全球海表面溫度分布状况(八月)。
全球海表面溫度分布状况(二月)。 以上二图均摘自D.E. Ingmanson and W.J. Wallace (1995) "Oceanography, An Introduction", 5th ed.。
3.1.3 海水的主要热性质和力学性质
水的热性质一般指海水的热容、比热容、位温、热膨胀及压缩性，热导率 与比蒸发潜热等。
系数b分别为：
b0=0.0005，b1=-0.0056，b2=-0.0066
b3=-0.0375，b4=0.0636，b5=-0.0144
且
∑5
bi =0.0000, K =0.0162
i=0
五、利用CTD现场观测资料计算海水盐度的方法（Rt实用盐度）
利用CTD观测到的电导率是在其盐度为S，温度为t（℃），压力为p （kPa）的情况下取得的，记为C（S，t，p）。
§3.1 海水的主要热学和力学性质（海洋化学应用） (1学时) §3.2 海 冰 （海洋工程设计与开发、自然灾害） (0.5学时) §3.3 世界大洋的热量与水量平衡 （环流与海-气流循环作用）(1学时) §3.4 世界大洋温度、盐度、密度的分布和水团 （物理海洋对化学海洋及 海洋生物分布作用）(1.5学时)
3.1.2 海水的盐度（S)
盐度是描述海水的最基本特征参数之一，可近似表示海水的含盐量，
是一相对值。
度化
定 义
学 方 法
一 、
的基
盐于
1kg海水中
碳酸盐全部转换成氧化物 CO32- +2H + =CO2 +H 2O 溴和碘以氯当量置换 2Br- (I - ) +Cl2 =2Cl- +Br2(I2) 有机物全部氧化之后所剩固体物质的总克数
二 、盐度的电导比（R）定义【1966年国际海洋表和标准专家小组JPOTS】
在101325Pa（一个标准大气压）下，水样的电导率C（S-盐度，15-温度，0-工程压 力）与盐度精确为35.000‰（Cl‰=19.374‰）的标准海水电导率C（35，15，0）之比值， 称为水样的电导比R15 ，则水样盐度：
一、热容和比热容 （P60） 海水温度升高1K（或1℃）时所吸收的热量称为热容，J/K或J/℃。 单位质量海水的热容称为比热容，J·kg-1·℃-1。在一定压力下定压比
热容Cp 。
表（3-1），Cp值在低温、低盐时随温度的升高而减小，在高温、高盐时随 温度的升高而增大。
海水的比热容约为3.89×103J·kg-1· ℃-1 ，其密度为1025 kg·m-3， 而空气的比热容为1×103J·kg-1·℃-1，密度为1.29kg·m-3。
单位是g/kg， 符号‰表示 （为原始定义）
氯度定义 —1kg海水中的溴和碘以氯当量置换，氯离子的总克数。
单位是克每千克，以‰号表示。[ 参考书40页]
S‰=0.030+1.8050Cl‰ （盐度—氯度转换关系式） （3-1）
标准海水—1937年哥本哈根以氯度值精确为19.374‰的大洋水作 为标准；一千克海水的卤素全部沉淀时其盐度值对应为35.000‰。
实际工作中可直接根据国际海洋学常用表查算 ，【参考书45（3-18）】
海洋表層之鹽度分佈狀況。摘自D.E. Ingmanson and W.J. Wallace (1995) “Oceanography, An Introduction”, 5th ed.。 【近岸淡水稀释】
大洋中盐度 ，降雨多或有河流注入之海面可小于5 ，中緯度蒸发过大之 孤立海面則可高达39.0（如地中海、红海 41 ），表面海水的平均盐度，北 大西洋最高(35.5)，南大西洋及南太平洋较少(35.2) ，北太平洋最少(34.2)。
表3—1气压为1013.25 hPa时海面的比热容cp（×103J·kg-1·℃-1）