文档介绍：第一部分:海洋科学基本知识
(一)海洋科学
1.[掌握]:海洋科学研究的对象
海洋科学是研究地球上海洋的自然现象、性质与其变化规律,以及和开发与利用海洋有关的知识体系。它的研究对象,既有占地球表面近71%的海洋,其中包括海洋中的水以及溶解或悬浮于海水中的物质,生存于海洋中的生物,也有海洋底边界——海洋沉积和海底岩石圈,以及海洋的侧边界——河口、海岸带,还有海洋的上边界——海面上的大气边界层等等。
[了解]:海洋科学的分支及海洋科学研究的特点
海洋科学体系既有基础性科学,也有应用与技术研究,还包括管理与开发的研究。属于基础性科学的分支学科体系,提法不尽相同,如有的认为应包括物理海洋学、化学海洋学、生物海洋学、海洋地质学、环境海洋学、海气相互作用以及区域海洋学等。应用与技术研究的分支有卫星海洋学、渔场海洋学、军事海洋学、航海海洋学、海洋声学、光学与遥感探测技术、海洋生物技术、海洋环境预报以及工程环境海洋学等。管理、开发研究方面的分支有海洋资源、海洋环境功能区划、海洋法学、海洋监测与环境评价、海洋污染治理、海域管理等。
海洋科学研究的对象及特点
海洋科学研究的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。
它们至少有如下的明显特点首先是特殊性与复杂性。在太阳系中,除地球之外,尚未发现其它星球上有海洋。×108km2,。×108km3的海水中,%。水与其它液态物质相比,具有许多独特的物理性质,如极大的比热容、介电常数和溶解能力,极小的粘滞性和压缩性等。海水由于溶解了多种物质,性质因而更特殊,这不仅影响着海水自身的理化性质,而且导致海洋生物与陆地生物的诸多迥异。陆地生物几乎集中栖息于地表上下数十米的范围内,海洋生物的分布则从海面到海底,范围可达1万米。海洋中的近20万种动物、1万多种植物、还有细菌和真菌等,组成了一个特殊的海洋食物网。再加上与之有关的非生命环境,则形成了一个有机界与无机界相互作用与联系的复杂系统——海洋生态系统。
其次,作为一个物理系统,海洋中水-汽-冰三态的转化无时无刻不在进行,这也是在其他星球上所未发现的。海洋每年蒸发约44×108t淡水,可使大气水分10~15天完成一次更新,势必影响海水密度等诸多物理性质的分布与变化,并进而制约海水的运动以及海洋水团的形成与长消。
第三,海洋作为一个自然系统,具有多层次耦合的特点。地球海洋充满了各种各样的矛盾,如海陆分布的不均匀、海洋的连通与阻隔。海洋水平尺度之大远逾数万千米,而铅直向尺度之小,平均水深只有3795m,两者差别实为悬殊。
(二)地球运动和结构
2.[熟悉]:科氏力(地球自转偏向力)的作用;
人们把参考坐标取在固定的地表,由于地球不停地在以平均角速度ω=×10-5rad/s绕轴线自西向东自转,参考坐标系也在不断地旋转,因此它是一个非惯性系统。在研究海水运动时,必须引进由于地球自转所产生的惯性力,方能直接应用牛顿运动定律作为工具,从而阐明其运动规律。这个力即称为地转偏向力或称科氏力。当物体沿纬圈作东西方向运动时,也要受到科氏力的影响。除赤道上之外,沿纬圈向东运动的物体,其运动轨道向赤道方向偏移,而向西运动物体的轨道则向高纬方向偏移。
科氏力与地球自转产生的惯性离心力差别
海水被重力吸引在地面上,但由于地转所产生的惯性离心力使其稍有变形。在两极稍为扁平,在赤道处稍为膨胀,与地球各纬度的自转速度处在平衡状态中。
不妨把水面的这种变形理解为是一种由两极指向赤道方向的力引起的。它是由于地球绕轴旋转时所产生的惯性离心力从两极至赤道逐渐增大所致。它指向惯性离心力增大的方向。
由于地球向东旋转,这样在地球上向东运动的水质点,其线速度要比地球的旋转线速度快一点,这一速度增量使作用在水质点上的惯性离心力增大。水质点将要受一个指向赤道方向的力,使其在运动过程中的轨道不断偏移。只改变物体运动方向,不改变运动速度。
3.[掌握]:地球圈层结构及内部和外部圈层的构成
地球是一个具有同心圈层结构的非均质体,以地球固体表面为界分为内圈和外圈,内圈和外圈又可再分为几个圈层,每个圈层都有自己的物质运动特征和物理化学性质。
地球外部圈层
地球固体表面以上,根据物质性状可以分为大气圈、水圈和生物圈。
大气圈是包围着地球的气体,厚度有几万千米,总质量约5 136×108吨。由于受地心的引力,以地球表面的大气最稠密(约有3/4集中在地面到100km高度范围内,1/2集中在地面至10km高度范围内),向外逐渐稀薄,过渡为宇宙气体,故大气圈无明确的上界。大气有明显的可压缩性,其密度和压力与温度成反比,并与高度成反比,以海平面的密度和压力最大。根据温度和密度等大气物理特征可将大