海洋科学概览地球科学概论地球和空间科学教案共讲市公开课金奖市赛课一等奖课件

1、海洋科学概览第1页地表72%生命摇篮未充分开发 最终疆域最大资源 仓储最主要气 候调整器海洋主要性第2页海洋科学研究立体探测技术第3页第4页国际ARGO计划第5页 从显微镜到显宏镜 海洋-长久气候改变根源 海洋-深部与表层通道 海洋-生命秘密谜底 海洋-与军事 海洋与资源第6页气候系统物理方面水循环国际地圈生物圈计划(IGBP)世界气候研究计划(WCRP)地球系统生物方面碳循环(生物地球化学循环)陆地海洋大气全球改变地球系统地球系统过程国际大会 .6.爱丁堡第7页Schellnhuber, 1999： “ 地球系统”分析 与第二次哥白尼革命Nature第8页第一次哥白尼革命 15世纪Schel

2、lnhuber, 1999第9页Schellnhuber, 1999第二次哥白尼革命第10页 16荷兰Z.Jansen创造 显微镜(microscope) 当代技术提供了 “显宏镜（macroscope）” 哥白尼从地球向外看，观察朝外， 提出 “日心说”替换 “地心说” 如今用宏观视角认识地球 ，观察向内， 提出了“地球系统”。 第11页 从显微镜到显宏镜 海洋-长久气候改变根源 海洋-深部与表层通道 海洋-生命秘密谜底 海洋-与军事 海洋与资源第12页65oN Insolation at 65oN Ice-sheet in Northern Hemisphere米兰柯维奇理论以65oN辐射

3、量改变为准:第13页引擎开关冰盖驱动 与热带驱动第14页The North Atlantic in the global ocean circulation第15页暖室期冰室期两极无冰单极有冰两极有冰地球上暖室期和冰室期第16页还原型大气圈CO2氧化型O2暖室期冰室期冰期间冰期地球表层系统不一样类型第17页冰期时各圈层界面不一样程度下降CCD深海碳酸盐溶解赔偿面第18页厄尔尼诺第19页El Nino: 热带太平洋水温图 CariacoLea, MS第20页15万年来 ENSO强度 - 8个时段巴布亚-新几内亚珊瑚纪录Tudhope et al., 第21页ENSO对全球影响 North Atl

4、antic Oscillations (NOA) 北大西洋涛动 影响北大西洋深层水 与El Nino 遥相关 Hurrell et al., Antacrtic Dipole 南极偶极子 南极冰盖边缘熔融 与El Nino遥相关 Yuan & Martinson, 第22页拉尼娜期间海洋大气情况第23页厄尔尼诺造成干旱、洪涝第24页全球海平面上升44厘米后2080年受影响人群数量近50年来中国沿海海平面平均每年上升2.6毫米，预计到21中国沿海海平面将上升幅度30至70厘米将对中国社会经济产生严重影响，中国海岸线集中了70%以上大城市、50%以上人口和60%国民经济。第25页为何冰期时CO2降

5、低？John Martin (1986) : Fe 假说：南大洋、东太平洋等 大洋浮游生物群缺铁“Iron-Ex” (“铁肥试验”) 1993- 在大洋撒铁能够引发藻类勃发， 生产力增加数十倍- 大洋生物泵加强第26页降尘对海洋生产力影响Tegen & Fung 1997第27页Fe、冰芯统计、海洋初级生产、海洋生态系统、CO2通量与气候之间相互关系FeFe冰芯纪录CO2第28页浮 游 植 物浮 游 动 物225FeCO2第29页45万年以来Vostok冰芯CO2 统计降尘统计（铁限）Petit et al. (1999)第30页第31页 从显微镜到显宏镜 海洋-长久气候改变根源 海洋-深部与

6、表层通道 海洋-生命秘密谜底 海洋-与军事 海洋与资源第32页海底下海洋第33页大洋中脊系统 Mid-Ocean Ridge System 第34页已知热液活动地点1977年Alvin号潜水器在Galapagos发觉独特热液生物群黑烟囱第35页 从显微镜到显宏镜 海洋-长久气候改变根源 海洋-深部与表层通道 海洋-生命秘密谜底 海洋-与军事 海洋与资源第36页深海热液活动： 黑烟囱第37页第38页。DSDP 第82航次在海底以下290米亦即玄武岩顶面以下54米处采到玄武岩。玻璃中纤细黑线、粘土中和玻璃-粘土交界处暗色区域，都是微生物作用下形成氧化铁。第39页全球洋底以下微生物量相当于地球表层生

7、物圈1/10深部生物圈新陈代谢极度迟缓有休眠数十万、 数百万年米海底以下750m内细菌数量与埋深关系ODP 钻孔纪录第40页Riftia pachyptila三米长管状蠕虫第41页热液生态系统 -地球上连续最长、最古老生态系统？生物地球化学+微生物学+生态学+分子生物学+基因组学=生命起源+生态系统起源+海底下生物圈范围+进化驱动力第42页有光食物链太阳能黑暗食物链地热第43页 从显微镜到显宏镜 海洋-长久气候改变根源 海洋-深部与表层通道 海洋-生命秘密谜底 海洋-与军事 海洋与资源第44页 冷战结束后，国内外形势、尤其是周围事态与台海局势发生改变，维护国家尊严和领土完整，统一祖国，是当前国

8、家安全和国防建设首要任务。在高技术条件下，当代战争逐步成为包括太空、空中、海面、水下和海底多层空间立体战争。海洋环境要素信息获取和预测已成为提升海上战斗力，使武器装备发挥最正确作战效能关键所在，也成为军事海洋学研究关键；同时，也必须为国家海域划界提供关键科学依据。第45页冷战结束后，美国关注研究海域第46页美国海军试验室/北太平洋实时预报系统第47页郑和下西洋1405-1433第48页海洋文化大陆文化第49页 从显微镜到显宏镜 海洋-长久气候改变根源 海洋-深部与表层通道 海洋-生命秘密谜底 海洋-与军事 海洋与资源第50页 海洋提供食物能力约为全球陆上可耕面积1000倍，每年可提供300亿人口食用水产品。 中国有4千万人以渔业为生计第51页第52页（日本产业技术综合研究所Satoh绘制，）第53页日本周围海域天然气水合物分布引自ODP190，196航次汇报引自ODP190，196航次汇报第54页 浅地壳中天然气水合物含碳量是全部化石含碳量2倍。 其储量大约相当于煤炭和常规石油天然气总量3倍。日本在南海海槽中发觉天然气 水合物储量可供日本在石油和天 然气耗尽后使用140年