《海洋科学导论》复习题-2汇总(可打印修改)
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海洋的特性:1.海洋是环境的产物:在地球上,通过能量、物质的相互传递与环境相互作用。
2.海洋形态的固有特性:广漠而有垠、深又浅、连通又阻隔
(1)广漠而有垠:占地球表面积70.8%,被陆地分隔。
(2)深又浅:两层含义。其一指海洋平均深度为3800米,最深为11034m(陆地海拔最高为8848米),
但地球半径为6371千米,因此海洋只是地球上一薄层;其二指海洋垂直尺度与水平尺度比为10-3的量级,因此海洋中海水的运动以水平运动为主。
(3)连通又阻隔:各大洋水域连成一体,可以充分进行物质和能量的交换。北半球陆地几乎连成一体,
阻挡了北冰洋与其他大洋的水交换,使北冰洋底层水无法流出进入其他大洋。其他大洋底层水均来自于
南极大陆附近的边缘海。
海洋蕴藏着丰富的资源:
1.矿产资源:石油、锰结核、金刚石、重晶石、金、锡
2.化学资源:大量无机盐:海水中含80多种元素。1kg海水含35g无机盐。
全球海洋中共含5亿亿吨无机盐,其中:黄金:500万吨;铀:50亿吨;镁:2100亿吨;银:4亿吨;
钴:7亿吨;碘:820亿吨;盐:1立方公里海水含27万吨。
3. 生物资源:蛋白质主要来源、海洋捕捞、提取海洋药物
4.动力资源:潮汐、波能、海流能、温差能
日、地、月关系:地球绕太阳转-分四季,月球绕地球转-月相、日食、月食
地球结构1.圈层结构:外圈:大气圈、水圈和生物圈(在太阳系中地球的独特性).
内圈:地壳、地幔、地核。地壳平均厚度15km,陆地较厚,平均33km,主要硅铝质(花岗岩);海洋很薄,平均6km,为硅镁质(玄武岩)。
洋(ocean):地球上连续巨大的咸水体。
海洋的水文特征:面积广阔,占海洋总面积90.3%;远离陆地,受陆地影响小;水较深(平均2—3千米);有独立的环流和潮波系统;底质为软泥、红粘土。
海(sea):占总面积9.7%;位于大陆边缘,被陆地、岛弧分割的许多形态各异的小水体。
世界大洋被分为:太平洋:面积最大,占海洋表面积的1/2,水深最深
大西洋:占世界大洋面积的1/4
印度洋:占世界洋面积的1/5,平均深度超过大西洋
北冰洋:面积最小,水深最浅
南大洋:南纬45度至南大陆间的广阔水域。具有独特的潮波系统和环流系统。
海的分类:(1)海所处的位置可将其分为陆间海、内陆海和边缘海;
陆间海、地中海:陆间海是指位于大陆之间的海,面积和深度都较大,如地中海和加勒比海。
内陆海:是伸入大陆内部的海,面积较小,其水文特征受周围大陆的强烈影响,如渤海和波罗的海等。
边缘海:位于大陆边缘,以半岛、岛屿或群岛与大洋分隔,但水流交换通畅,如东海、日本海等。
(2)按其连通性可分为海湾、海峡;
海湾:洋或海延伸进大陆且深度逐渐减小的水域。
海峡:两端连接海洋的狭窄水道。最主要的特征是流急,特别是潮流速度大。
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。
洋盆:指大洋中脊坡麓与大陆边缘之间的广阔洋底,水深4000-5000m的开阔水域,占海洋总面积的45%。
海面热收支:
收入:世界大洋中的热量几乎全部是通过海气界面到达海洋的太阳辐射能Qs
支出:海面有效回辐射Qb、蒸发Qe
加上:海气间感热交换Qh
从而得海面热收支余项Qw:Qw=Qs-Qb±Qe±Qh
海水与纯水的区别:
研究对象为海水,海水是一种溶解有多种无机盐、有机物和气体,并含有许多悬浮物质的混合液体。因测定出海水中含有80多种元素,溶解无机盐总量约3.5%,而不同于纯水。
纯水——不包含任何溶解物和悬浮物的纯粹的水,当然也不包括气体。它有特殊的水分子结构,强溶解性和反常的密度变化,作为海水的主体部分,纯水的这些性质是必要影响到海水特性。
海冰:狭义:海水冻结而成的冰
广义:在海洋中见到的冰,包括大陆冰川、河流及湖泊流滑入海中的淡水冰。世界大洋中约有3%-4%的面积被海冰覆盖着
1、形成条件:海水温度降至冰点;相对冰点稍有过冷现象;有凝结核存在
2、形成过程:原理:tρ max随盐度的增大而降低的速度比tf快.
当s<24.695时,结冰情况与淡水相同;
当s〉24.695时,海水冰点高于最大密度温度,海面温度降低到冰点,但海水仍在增密过程,使海水呈对流混合状态而无法结冰。只有当对流混合层的温度同时到达冰点,海水才会在整个对流混合层同时结冰。
按结冰过程的发展阶段:初生冰;尼罗冰;饼状冰;初期冰;一年冰;老年冰
海水盐度
a、绝对盐度——海水中溶解物质质量与海水质量的比值。
b、盐度的首次定义(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),利用海水组成恒定性性质——不同地域,海水中主要成分的绝对含量不同,但各含量间的比值近似恒定。测定出其中某一主要成分的含量,便可推算出海水盐度。Knudsen盐度公式——S‰ = 0.030 + 1.8050Cl‰,
其中Cl‰为氯度,1kg海水中的溴和碘以氯当量置换,氯离子的总克数。用硝酸银滴定法测定。
标准海水——国际上统一用一种氯度值为19.374‰,对应盐度值为35.000‰的大洋水作为标准,该大洋水为标准海水。
海水混合形式:分子混合、涡动混合(湍流混合)、对流混合(热盐混合)
常量元素K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Sr2+、Cl-、SO42-、Br-、HCO3-、F-、H3BO3,浓度大于
1ppm(10-6)
占海水盐分的99.9%、涉及到13种元素,另外还有Si、主要成分遵守“恒比例定律”、一些海水的主要是重要的海洋化学原料、相对来说对海水主要组分的研究较为成
微量元素:海水中含量在1ppm(10-6)以下的元素统称为微量元素,有时把浓度在10-7以下的元素又称为“痕量元素”
海流:海水大规模相对稳定流动,是海水重要的普遍运动形式之一。“大规模”是指它的空间尺度大,具有数百、数千千米甚至全球范围的流动;“相对稳定”的含义是在较长的时间内,其流动方向、速率和流动路径大致相似。海流具三维特征:水平方向;铅直方向流动
海洋环流:指海域中的海流形成首尾相接的相对独立的环流系统或流旋。就整个世界大洋而言,海洋环流的时空变化是连续的,它把世界大洋联系在一起,使世界大洋的各种水文、化学要素及热盐状况得以保持长期相对稳定。
海流形成原因:第一,海面上的风力驱动,形成风生海流。由于海水运动中粘滞性对动量的消耗,这种流动随深度的增大而减弱,直至小到可以忽略,其所涉及的深度通常只为几百米,相对于几千米深的大洋而言是一薄层。
第二,海水的温盐变化。因为海水密度的分布与变化直接受温度、盐度的支配,而密度的分布又决定了海洋压力场的结构。
海洋中的等压面往往是倾斜的,即等压面与等势面并不一致,这就在水平方向上产生了一种引起海水流动的力,从而导致了海流的形成。
海面上的增密效应又可直接地引起海水在铅直方向上的运动。