海洋科学论PPT课件

1、海洋科学导论 主 编 简 介： 冯士筰 中国科学院院士，中国海洋大学教授，现任国务院学位委员会学科评议组海洋组组长，全国博士后管理委员会专家组成员，高等学校海洋科学教学指导委员会主任，中国海洋大学物理海洋研究所所长。科研方向是物理海洋学和环境海洋学。主要著作有：风暴潮导论（科学出版社出版，获“1982年度全国优秀科技图书一等奖”）、物理海洋数值计算（与孙文心合编，河南科学技术出版社出版，1992）。科研项目“浅海风暴潮动力机制和预报方法的研究”及“拉格朗日余流拉格朗日余流和长期输运过程的研究一种三维空间弱非线性理论”分获第二届（1982）及第四届（1989）国家自然科学奖三等奖。 李凤岐 中国

2、海洋大学教授，博士生导师。科研方向为物理海洋学和环境海洋学。主要著作有物理海洋学（与叶安乐合编，中国海洋大学出版社出版，1996年获华东区大学版协优秀图书二等奖）。科研项目“渤、黄、东海近海区大面积水温预报”1981年获山东省科技进步一等奖，“模糊数学方法在水团水团分析中的应用”、“浅海变性水团分析和预报研究”、“中国近海异常海温分析和预报研究”，分别于1988年、1995年和1997年获国家教委科技进步二等奖。 李少菁 厦门大学教授，博士生导师。曾任厦大海洋学系主任，国家教委科技委一、二届学科组成员，国家自然科学基金委三、四届学科组成员。现兼任中国甲壳动物学会副理事长等。科研方向是海洋浮游生

3、物学和甲壳动物学。 本书的编写分工如下：第一章，李凤岐；第二章，李学伦；第三章，王凤钦、李凤岐；第四章，张曼平、谢式南、杨逸平；第五章、第六章，王凤钦；第七章，胡建宇（其中风暴潮为冯士筰撰写）；第八章，周发琇；第九章，李少菁、许振祖、钱树本、李永祺；第十章，包青华、刘智深；第十一章，贺明霞；第十二章，李凤岐。 教材体系不够系统 以物理海洋学为主干讲授 网络教学http:/ 绪绪 论论海洋是地球系统的重要海洋是地球系统的重要组成部分，海洋科学属组成部分，海洋科学属于地球科学体系于地球科学体系 1.1 地球科学地球科学 地球科学主要包括地理学、地质学、地球科学主要包括地理学、地质学、大气科学、海洋

4、科学、水文科学、大气科学、海洋科学、水文科学、固体地球物理学，而环境科学和测固体地球物理学，而环境科学和测绘学也与地球科学有着极为密切的绘学也与地球科学有着极为密切的关系。关系。 f 大气和海洋关系最为密切。大气和海洋关系最为密切。 http:/ 视频（视频（6分钟）分钟） 大气科学 是研究大气的各种现象及人类活动对它的影响，这些现象的演变规律，以及如何利用这些规律为人类服务的一门综合性的学科。 1.1.2 海洋科学海洋科学 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。 一、海洋科学研究的对象及特点 1.特殊性与复杂性： 极大的比热容、介电常数和溶

5、解能力，极小的粘滞性和压缩性等。 2.海洋中水-汽-冰三态的转化无时无刻不在进行。 海洋每年蒸发约44108t淡水 ？ 海水的运动还受制于海面风应力、天体引力、重力和地球自转偏向力等。 诸如此类各种因素的共同作用，必然导致海洋中的各种物理过程更趋复杂，即不仅有力学、热学等物理类型，而且也有大、中、小各种空间或时间特征尺度的过程。 3.具有多层次耦合的特点 蒸发与降水，结冰与融冰，海水的增温与降温，下沉与上升，物质的溶解与析出，沉降与悬浮，淤积与冲刷，海侵与海退，潮位的涨与落，波浪的生与消，大陆的裂离与聚合，大洋地壳的扩张与潜没，海洋生态系平衡的维系与破坏等等。 海洋科学研究的特点： 1.它明显

6、地依赖于直接的观测 2.信息论、控制论、系统论等方法，在海洋科学研究中越来越显示其作用。 3.学科分支细化与相互交叉、渗透并重，而综合与整体化研究的趋势日趋明显。 二、海洋科学的分支：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。 视频：中国的海洋资源1.2 海洋科学的发展史海洋科学的发展史海洋知识的积累与早期的观测、研究（海洋知识的积累与早期的观测、研究（18世纪以前）世纪以前）公元前公元前76世纪古

7、希腊的泰勒斯认为大地世纪古希腊的泰勒斯认为大地是浮在茫茫大海之中。是浮在茫茫大海之中。 意大利人哥伦布于14921504年4次横渡大西洋到达南美洲； 17681779年英国人库克4次进行海洋探险，首先完成了环南极航行，并最早进行了科学考察，获取了第一批关于大洋深度、表层水温、海流及珊瑚礁等资料。 科技成就，有的直接推动了航海探险，有的则为海洋科学分支奠定了基础。前者如： 1567年鲍恩发明计程仪， 1569年墨卡托发明绘制地图的圆柱投影法， 1579年哈里森制成当时最精确的航海天文钟, 1600年吉伯特发明测定船位纬度的磁倾针等。 后者如：1673年英国人玻意耳发表了他研究海水浓度的著名论文；

8、 1674年荷兰人列文虎克在荷兰海域最先发现海洋原生动物； 1687年英国人牛顿用引力定律解释潮汐； 1740年瑞士人贝努利提出平衡潮学说；1770年美国人富兰克林发表湾流图； 1772年法国人拉瓦锡首先测定海水成分； 1775年法国人拉普拉斯首创大洋潮汐动力理论等等。 1.2.2 海洋科学的奠基与形成（海洋科学的奠基与形成（19世纪世纪20世纪中叶世纪中叶海洋研究的深化、成果的众多和理海洋研究的深化、成果的众多和理论体系的形成。论体系的形成。专职研究人员增多和专门研究机构专职研究人员增多和专门研究机构的建立，也是海洋科学独立形成的的建立，也是海洋科学独立形成的重要标志。重要标志。1925年和

9、年和1930年，美国先后建立了斯年，美国先后建立了斯克里普斯和伍兹霍尔两个海洋研究克里普斯和伍兹霍尔两个海洋研究所所;1946年前苏联科学院海洋研究所成年前苏联科学院海洋研究所成立立;1949年，英国成立国立海洋研究所年，英国成立国立海洋研究所等等，就是典型的例子。等等，就是典型的例子。1.2.3现代海洋科学时期（现代海洋科学时期（20世纪中叶至今）世纪中叶至今）1.第二次世界大战对海洋科学有很大的影响第二次世界大战对海洋科学有很大的影响 2.海洋中尺度涡旋和热盐细微结构的发现与研究，促进了物理海洋学的新进展。大洋环流理论、海浪谱理论、海洋生态系、热带大洋和全球大气变化等领域的研究都获得突出的

10、进展与成果。1.2.4海洋科学的未来海洋科学的未来全世界面临的人口、资源、环境三大问题，几乎都可以从海洋中寻求出路。如何将上述可能变为现实？海洋科学则是架设在它们之间的桥梁。海洋科学在历经古代、近代和现代的发展之后，必将迎来一个更为辉煌的新时代。1.3 中国的海洋科学中国的海洋科学1.3.1历史的贡献历史的贡献1.早在早在2千多年以前，已发明指南针，千多年以前，已发明指南针，且至少在且至少在1500年以前就用于航海年以前就用于航海 .2.公元14051433年，郑和先后率船队七下“西洋” .1.3.2艰难的历程艰难的历程 1922年海军部设立了海道测量局，开始进年海军部设立了海道测量局，开始进

11、行海道测绘。行海道测绘。1928年青岛观象台设立海洋年青岛观象台设立海洋科科. 抗战胜利后的抗战胜利后的1946年，山东大学、厦门大年，山东大学、厦门大学和台湾大学分别创立了海洋研究所，厦学和台湾大学分别创立了海洋研究所，厦门大学还建立了海洋学系。门大学还建立了海洋学系。 1.3.3美好的前景美好的前景1950年8月就在青岛设立了中国科学院海洋生物研究室。1959年扩建为海洋研究所。1952年厦门大学海洋系理化部北迁青岛，与山东大学海洋研究所合并成立了山东大学海洋系。1959年在青岛建立山东海洋学院。1988年更名为青岛海洋大学。1964年建立了国家海洋局。此后，特别是80年代以来，又陆续建立

12、了一大批海洋科学研究机构(1997年建立湛江海洋大学) . 第二章第二章 地球系统与海底科学地球系统与海底科学 第一节第一节 宇宙中的地球宇宙中的地球 、宇宙的开始是一个几何点，宇宙大爆宇宙大爆炸大约在150亿年前。 、宇宙中大约有500亿银河系(milky way galaxy)，每个银河系大约有500亿星体，太阳系(solar system)处在银河系中。 视频：海底 ） 太阳系的组成: （视频） 太阳是太阳系内唯一发光 的天体，质量占太阳系总质量的99.8%。有9大行星、50多颗卫星、2000多颗小行星、600多颗彗星绕其运行。9大行星由近而远：水(mercury)、金(venus)、地

13、(earth)、火(mars)、木(jupiter)、土(saturn)、天王星(uranus)、海王星(neptune)、冥王星(pluto)，按特征分，水、金、地、火物理性质与地球相似，体积小、密度较大、卫星较少、表层为固体、重元素多，称为类地行星； 离太阳较远的木、土、天王星、海王星物理性质与木星相似，体积大、密度较大、卫星较多、无固体表面、轻元素（气体元素）较多，称为类木行星。冥王星较远，物理性质尚不清楚。 ）太阳系生成假说 视频：太阳系生成第二节 地球的运动 、目前地球是太阳系中唯一存在生命的星体。 一、一、日、地、月日、地、月(sun, earth, moon)关关系：系： 地球绕太阳转-分四季，月球绕地球转-月相、日食、月食 二、二、地球公转、自转地球公转、自转, (