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第一章绪论
21世纪是海洋世纪。热爱海洋、开发海洋、保护海洋,全社会已达成共识。常用的海洋科学的研究领域和方法在与时俱进,我国海洋事业蓬勃向上。
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●1.1海洋概论(上)
海洋从陆地上优势非常明显。优势非常明显啊。在本专题,将从三个方面给大家讲述学习《海洋科学导论》的必要性。
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●1.2海洋概论(下)
特别是我们建设海洋强国,这是我们已经多少年的梦想,我们还没有做好。这是第一点国家的需要;第二,民族复兴的需要;第三,是国家赋予我们大学生的神圣的责任和任务。
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●1.3海洋科学的研究内容和常用的研究方法
海洋科学属于地球科学的一个分支,海洋科学又是一个由物理海洋学、化学海洋学、生物海洋学、海洋学地质、环境海洋学、海洋生物技术、渔场海洋学和工程环境海洋学等分支学科组成的复杂体系。通常我们采用海陆空三位一体、遥感与现场实测相结合的方式对海洋进行观测,主要的测量指标有:温度、盐度、密度、洋流和水下声呐探测等。遥感主要借助于卫星,以传感技术为主要方式对海洋的各种现象进行观测。海洋中各种自然过程相互作用及反馈的复杂性,人为外加影响的日趋多样性,主要研究方法和手段的相互借鉴相辅而成的共同性等等,促使海洋科学发展形成为一个综合性很强的科学体系。
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●1.4卫星海洋遥感系统
卫星遥感是利用卫星对地球和底层大气进行光学和电子观测,不接触地物目标,用遥感器来获取地物目标的电磁波信息,经过处理和分析后,揭示地物目标属性及其变化规律的科学技术。卫星遥感按传感器的探测波段可以分为紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感和多波段遥感。经过近几年的快速发展,我国逐渐形成了以海洋水色卫星、海洋动力环境卫星和海洋监视监测卫星为代表的海洋遥感卫星系列,为我国海洋环境保护、海洋资源开发、海域使用管理、海洋权益维护和极地大洋管理提供了技术支撑。
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●1.5海洋动力资源
开发利用海洋能,就是把海洋中的自然能量直接或间接地加以利用。现在常说的海洋能的开发,主要指海洋能转换成电能加以利用。利用海洋能发电是20世纪60年代中期开始的。目前,潮汐发电已经实际应用。波浪发电装置已制成,其他如海流发电、温差发电、盐度差发电都处于实验阶段。
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第二章地球系统与海底科学
海洋是地球系统中一个天体。海洋作为地球的一部分也会受到其他天体的影响。地球表面的陆地和海洋在漫长的地质过程中,不断地进行运动,形成了现在独特的地形地貌和海陆分布格局。
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●2.1海洋与陆地的地理特征
我们在陆地上所看到的高山峻岭、断崖峡谷、河床盆地、丘陵平原等地形地貌在海底也都有存在。海底地形地貌的复杂程度甚至远大于陆地,但因被海水所覆盖,人们的肉眼不能直接观察到。例如,存在于大洋底的大洋中脊是地球上最大的海底“山脉”,长度超过65 000 km。又如,马里亚纳海沟水深达11034 m,比珠穆朗玛峰的高度还要大。海洋中的主要地貌单元包括大陆架、大陆坡、海沟、海山链、深海平原、大洋中脊等。
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●2.2海底的主要地形地貌类型--稳定型大陆边缘
大陆边缘主要分为大西洋型大陆边缘和太平洋型大陆边缘两种。大陆边缘既是大洋沉积物的“源”,也是源于大陆的沉积物的“汇”。现在已成为内陆山脉的褶皱隆起带大多形成于地质历史某个时期的大陆边缘。最近几十年的调查研究已证实大陆边缘不仅蕴藏有丰富的油气资源,而且是天然气水合物(最近十几年新发现的、资源量巨大的新型有机能源)的主要蕴藏地。大陆边缘主要的地貌单元包括大陆架、大陆坡、大陆隆、岛弧、海沟、边缘海盆等。
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●2.3海底的主要地形地貌类型——活动型(太平洋型)大陆边缘
活动型大陆边缘除了稳定型大陆缘所述及的地貌单元之外,由洋向陆方向还可分出海沟、岛弧和弧后盆地三种基本的地貌单元,三者组合构成所谓的沟弧盆体系。岛弧和弧后盆地也不是在活动性大陆边缘都存在,如在安第斯山型大陆边缘就没有岛弧和弧后盆地,取而代之的是平行海沟展布的火山弧或高大的山脉。他们的地貌特征是板块的运动的结果。
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●2.4深海盆地地貌
深海盆地又称深海大洋盆地,是指位于大泽中脊与大陆边缘之间、水深在2 000-6000 m的洋底区域。深海盆地地壳(洋壳)组成相对简单得多,主要由大洋玄武岩组成,其上覆盖有近代深海沉积物。主要的地貌单元包括海山(平顶山海山链、海丘)和深海平原等。
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●2.5深海地形地貌--大洋中脊
大洋中脊体系是指贯穿世界各大洋、成因相同、特征相似的海底山脉系列的总称。大洋中脊体系在各大洋中的展布并不完全相同,在大西洋中基本上沿大西洋的中轴线分布,在印度洋中则大体呈倒置的“Y”形展布于印度洋中部。大洋中脊体系在这两个大洋中多表现为两翼陡峭、沿中脊轴线有一明显的中脊裂谷,故分别被称为大西洋中脊(MAR)和印度洋中脊(IOR)(又分为北印度洋中脊、东南印度洋中脊和西南印度洋中脊)。大洋中脊体系在太平洋偏居大洋东南,并且因其边坡平缓,相对高度较小,又被特称为东太平洋海隆(EPR)。东太平洋海隆南部向西南延伸,与印度洋中脊的东南分支相接,其北端通过加利福尼亚湾后潜没于北美大陆的西部至旧金山附近复出,称为戈达脊和Juan de Fuca脊,至温哥华岛附近再度潜人北美大陆西部。
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●2.6“沧海桑田”的变化----Wilson旋回
随着海底扩张、板块构造学说的兴起和完善,曾经流行过的“大洋永存说”已被大量事实所否定,“大洋化作用说”也难以解释海底的许多地质现象。板块构造学说认为,大洋盆地的形成和演化与岩石圈板块的分离和汇聚运动密切相关。加拿大地球物理学家和地质学家Wilson研究了大陆分合与大洋开闭的关系,在1974年提出将大洋盆地的形成和构造演化归纳为六个阶段,这就是迄今具有重大意义的“Wilson 旋回”。
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●2.7海洋沉积物(一)海洋沉积物类型
沉积物中的颗粒来自岩石碎屑、生物体、溶于水中的矿物以及外太空,根据来源不同,海洋沉积可划分为陆源碎屑沉积、生物沉积、水生沉积和宇宙沉积,接下来给大家分别介绍一下这四种主要海洋沉积物类型的特征,将从来源、组成和分布这几个方面阐述。
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●2.8海洋沉积物(二)海洋沉积物应用与海洋沉积资源
随着洋底的加深,由于洋底会降至CCD以下,所以钙质软泥所占的比例逐渐减小。在全球最深的洋底区( 太平洋地区),沉积物以远洋黏土为主。在较浅的大西洋和印度洋地区,钙质软泥分布最为广泛。硅质软泥之所以在洋底所占的比例较小,是因为硅质生物高生产力区的分布局限于赤道地区(放射虫)和高纬度地区(硅藻)。
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第三章海水的物理特性和世界大洋的层化结构
海水的组成,海水的一些热学和力学性质,海水的温、盐、密度的概念和海冰是进行海洋科学学习必备的基本知识。通过本章的学习掌握这些知识,为进一步学习其他的海洋科学知识做好准备。了解海水的组成及其与纯水的区别;掌握位温的变化和它的实用性;了解海水主要的热学和力学性质及其与海水的温度、盐度和压力的关系。
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●3.1海气界面热量平衡
海洋与大气界面存在能量、热量及物质交换。太阳辐射是地球和大气的唯一能量来源。海洋学研究表明,在几十年至几百年的时间尺度内,就整个世界大洋平均温度而言,并未发现它的变化,因此,可以认为海洋中获得的热量应与支出的热量相同。而这种收入与支出又主要是通过海面进行的。
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●3.2海水与纯水热学性质比较
纯水和海水有什么不同?一个最明显的区别就是海水中有溶质使其尝起来很咸,其中的溶质并不仅仅是氯化钠(食盐),还包括其他多种盐类、金属及溶解气体。水色方面纯水和海水是一样的。但是其他的主观感受不一样。最重要的区别还在于其热学性质的不同。原因是由于海水中溶解有其他物质,所以与纯水相比海水具有略微不同但十分重要的性质。
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●3.3海水的盐度
当海水引入到蒸发池中,利用日光和风力的作用蒸发浓缩海水,就会析出白色的盐类物质。在古代,我国沿海居民就是这样利用海水来制造食盐的。要知道能制造出多少食盐,就要了解海水的盐度。海水是含有多种无机盐类的溶液,盐度是其浓度的一种量度,因此,盐度是描述海水特性的基本物理量之一。
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●3.4海水密度的变化与分布
密度是海水的一个重要性质,因为密度的不同决定了海水的重直分布,并能引起水团的漂浮和沉降,从而产生深层海洋环流。像地球内部一样,海洋也是根据密度分层的。低密度海水存在于表层,高密度海水存在于底层。除了些深入内陆的浅海因高蒸发率导致盐度升高外,最高密度的海水存在于海底的最深处。
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第四章海水的化学组成和特性
通过本章的学习,让学生对海洋化学在海洋科学中的作用和地位有充分的了解和认识以及海洋化学与其他海洋学科特别是物理海洋的联系。
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●4.1海水的化学组成
海水是一种非常复杂的多组分水溶液,大洋海水的平均盐度为千分之35,即1千克海水中约含有35克无机盐。正是由于海水的高含盐量,使得海水的味道又咸又苦。而海水的主要成分占海水盐分的99.9%。海水的主要成分是指海水中浓度大于1 mg/kg的成分,属于此类的成分有11种,包括五种阳离子分别为Na+、K+、Ca2+、Mg2+和Sr2+,五种阴离子分别为Cl-、SO42-、Br-、HCO3-和F-,以及一种以分子形式存在的H3BO3。其中,Cl-占总含盐量的54%,Na+占31%,SO42-占8%,Mg2+占4%,K+和Ca2+各占1%,其他成分占1%。
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●4.2元素在海水中的逗留时间
海洋中的元素受到海水化学和地球化学平衡的控制,是一个已经处于各种平衡稳定状态下的体系。这种平衡是一种动态平衡,元素经由河流输入、大气沉降;海洋底部热液活动进入海洋,又通过生成沉积物、沉积物间隙水、以及成岩作用离开海洋体系。
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●4.3海洋植物的生源要素--氮、磷、硅
在人类已经发现的100多种化学元素中,已有80多种在海水中被检出。海水中由N、P、Si等元素组成的某些盐类,是海洋植物生长必需的营养盐,通常称为 “生源要素”。由于这些营养元素在海水中含量很低,在海洋表层常常被浮游植物大量消耗,甚至成为海洋初级生产力的限制因素,所以,又称它们为“生物制约元素”。
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●4.4海水的总碱度和总二氧化碳
总碱度是反映水体结合质子的能力,也就是水与强酸中和能力的一个量。水中能结合质子的各种物质共同形成碱度。天然水中这些物质有HCO3-、CO32-、OH-、H4BO4-,以及H2PO4-、HPO42-、NH3等。对于大多数天然水,以前4种离子的含量为主,其余的物质含量一般很小。
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●4.5海水的氮磷硅循环
在海水中生活着很多生物,包括植物与动物。植物和动物的生长需要各种不同的元素,海水中的许多元素是海洋生物生长所必须的,如H、C、O、N、P、Si、Mg、Cl、K、Ca等。其中最重要的三种元素就是氮磷硅。
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●4.6海水的氧化还原电位
我们知道氧化还原电位简称ORP,是作为介质例如土壤和天然水体环境条件的一个综合性指标,已经沿用很久。长期以来,氧化还原电位常采用的是两电极法进行测定,即用铂电极为测量电极,饱和甘汞电极或银—氯化银电极为参比电极,与介质组成原电池,用电位计测定铂电极相对于甘汞电极的氧化还原电位,从而获得未知溶液的电位。
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●4.7海洋腐蚀与防护(上)
海洋不仅是生命的摇篮,天然资源也非常丰富。近年来海洋开发受到全世界范围内的重视。但各种海上设施,例如海上采油平台、跨海大桥、码头等海岸设施、矿物开采、水下输送管道和各种类型的舰船、以及使用海水冷却的设备在使用过程中会受到海水和海洋大气腐蚀的威胁。
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●4.8海洋腐蚀与防护(下)
按照金属与海水的接触情况可将海洋环境分为海洋大气区、飞溅区、潮汐、全浸区和海泥区五个区。金属在不同区域所发生的腐蚀情况和腐蚀速度是不一样的。
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●4.9海水淡化方法简介
海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程。这是通过物理、化学或物理化学方法等实现的。主要途径有两条,一是从海水中取出水的方法,二是从海水中取出盐的方法。
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●4.10海水淡化概论
利用海水淡化水作为城市生活和工业用水中,可以大量节约淡水。淡化水水质高,经简单处理可作为居民引用水,解决沿海地区居民的喝水问题。海水淡化能使陆地上淡水资源总量增加,有利于陆地水环境的改善。到目前为止,实际应用的仅有蒸馏法、反渗透法和电渗析法。
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第五章海洋环流
海流的成因,一为风生;二为温盐变化引起。由于海水的真实运动规律十分复杂,实际工作中,采用各种近似或假定,对各种条件简化,从不同角度分别对海水运动情况进行讨论,从而阐明海水运动的规律。能从物理角度理解和掌握二层海洋中地转流的形势和特点及其与均匀海洋中地转流形式的差异。
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●5.1埃克曼无限深海漂流理论
经过长期的观察科学家发现,作用在海洋表层的风是引起表层海水运动的主要原因,而且海水运动方向和当地盛行风向总是呈一定夹角,而且夹角方向会随南北半球而不同。1905年,V.W.埃克曼研究了这种现象,并最终提出了出了埃克曼漂流理论。
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●5.2世界大洋表层环流(一)
整个世界大洋都存在海流,并且其时空变化是连续的,通过它们把世界大洋有机地联系在一起。世界大洋上层环流的总特征可以用风生环流理论加以解释。
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●5.3世界大洋表层环流(二)
与南北半球盛行西风带相对应的是自西向东的强盛的西风漂流,即北太平洋流、北大西洋流和南半球的南极绕极流,它们也分别是南北半球反气旋式大环流的组成部分。
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●5.4洋流的成因和分类命名
洋流具有非常大的规模,如湾流,它的流量相当于世界陆地总径流量20余倍。所以洋流是促成不同海区间进行大规模水量交换的主要因子。伴随着大规模的水量交换,还有热量交换、盐分交换和溶解气体交换等。所以洋流对气候、海洋生物、海洋沉积、海上交通,以及海洋环境等方面都有巨大影响。
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第六章海洋中的波动现象
从海面到海底处处都可能出现波动。海洋波动的基本特点是:在外力与重力的作用下,水质点离开其平衡位置作周期与准周期性的运动。由于流体的连续性,致使波动状态随时间与空间周期性的传播开来。实际海洋中的波动并不是真正的周期性变化,而是可以近似视为许多周期不同的简单波动叠加而成的复杂波动。由此我们的研究可以从简单波动入手,利用不同周期的简单波动的特性以及其在复杂波动中所具有的能量大小,综合分析海洋波动的特性。
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●6.1海浪的生成
大多数海浪是风生的,而且比较小,因此释放的能量比较温和,但海洋风暴会使得海浪达到极高的高度。当这些海浪向海岸传播时,通常会产生毁灭性的影响,或是形成像马弗里克这样独特的景观。海浪会沿海气界面传递能量,通常会把风暴的能量传送到几千千米之外。即使是在平静的日子里,海洋也在不断地以波动的形式运动着。
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●6.2海浪特征
世界上的海洋处在不同的物理运动环境中,海浪也不完全相同。匀速运动的简单波形把一点的能量沿海气界面传播出去。这些波也称正弦波,因为它们的振动形状像一条正弦曲线。尽管理想的波形实际上并不存在,但它对了解波形的特征很有帮助。
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●6.3风浪与涌浪(一)
大多数海浪是由风引起的,因此它们也称为风生浪。风生浪的整个生命周期包括在海洋中的风区生成岸,当它破碎和能量释放后的消失。当海面的风力迅速减小、平息或风向改变后,海面上遗留下来的波动将不会从原来的风场中继续摄取能量,但波动不会立即消失。它们在原来海区继续传播,甚至传至其他海区,经过漫长路程和时间而慢慢消衰。此时的波动称为涌浪。
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●6.4风浪与涌浪(二)
实际的海面上,环境是非常复杂的,往往会有多个不同的波动发生在同一海区,这时会发生波的干涉。不同风暴形成的涌浪一起运动时,会相互冲突或干扰,进而引起波的干涉。两个或多个波碰撞形成的干涉模式是每个波单独产生的干扰的总和。
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第七章潮汐
潮汐是海水基本运动形式之一。 潮汐的一些基本要素;掌握用来解释潮汐现象的平衡潮理论和潮汐动力理论的基本思想;能够运用潮汐理论定性解释一些常见的潮汐现象,认识潮汐运动的一些基本规律。掌握几种简单特殊海区(长海峡、窄长半封闭海湾和半封闭宽海湾)中潮波的特性,能定量计算窄长半封闭海湾和半封闭宽海湾中的潮汐、潮流;能够应用实用八分算潮法简单推算高低潮时。
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●7.1我国对潮汐现象的研究历史
我国对潮汐现象的研究利用有着十分悠久的历史。由于在我国沿海一带,潮汐现象十分显著,如长江口外的大潮可高达四米,而欧洲的文明古国所比邻的地中海的潮汐则较微弱,因此,我国古代对潮汐现象的了解和研究远多于欧洲。约在距今五十万到三十万年前,我国沿海已有人居住。贝丘遗址的发掘证明,当时人们利用潮汐退落的时间在海滩上捡拾和挖掘大量的贝类和其他海洋生物作为生活资料。由于人们长期的与海洋打交道,积累了经验,从而为后来进一步认识潮汐现象和总结其规律奠定了基础。
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●7.2潮汐能
海水的潮汐每天都会有上涨和下落,这种涨落使海面的高度有变化,这里面就蕴含着势能和动能的变化,那么我们可不可以利用潮汐运动中的能量呢?回答是肯定的,这种能源就叫“潮汐能”。我国利用潮汐能历史可追溯到距今约一千多年前。历史上,海洋潮汐一直是能量的来源。
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●7.3潮汐在朔望月内的变化
潮汐不仅仅在一天里有上涨和下降的周期规律,在更长的时间尺度里,比如一个月的时间内,其潮汐的变化有一个大周期规律。就是:在一个月的某些时间里高潮潮位最大,有些时间里高潮潮位最低。潮汐是海水,受太阳、月球和地球引力的相互作用后所发生的周期性涨落现象。潮汐不仅仅赋予了海洋美丽的风景,还有非常重要的实用意义。了解潮汐知识对许多沿海活动,如采贝、冲浪、垂钓、导航、预防风暴等都非常重要。
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第八章大气与海洋
介绍气候和气候系统的基本概念,使学生认识海洋在气候系统中的重要地位和海洋与大气相互作用的基本特征,了解 ENSO事件是海-气相互作用强信号。
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●8.1大气和海洋的起源
“地球科学中的三大难题”是什么?它们分别是地球的起源,地球上生命起源和人类的起源。这三大难题一直是人类孜孜以求的问题,虽然经历了漫长的年代,现代人类科技发展迅速,但是科学家们仍没有得到答案。带着这份神秘和期待,我们一起探究“地球上的大气和海洋是如何形成的?”
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●8.2大气压强和风
气压是作用在单位面积上的大气压力。由于越往高处,空气越稀薄,即其上方的空气越少,故气压随高度递减。空气相对于下垫面的水平运动为风。风是由空气流动引起的一种自然现象,是由太阳辐射热引起的。
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●8.3海气成分及垂向分层
根据气温、水汽的垂直分布、大气扰动程度和电离现象等不同特点,自下而上将大气分为五个层次:对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。与大气一样,海水在垂向上也存在变化。水体结构特别复杂,如图4所示,海水在不同情况下存在不同类型的垂向水体结构。根据海水的密度,典型的大洋水体垂向上可分为三层:混合层、密跃层和底层。在热带及副热带海域海洋上层薄薄的一层中,海水密度垂向接近均匀,称之为混合层。海水和大气之间的动量、热量、物质交换主要在这一层。
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●8.4气体在海气界面交换的模式
海洋是地球上决定气候发展的主要因素之一。它通过与大气的能量、物质交换和水循环等作用在调节和稳定气候上发挥着决定性作用,被称为地球气候的“调节器”。气体在大气与海洋之间的交换,不仅取决于气体在这两者之间的分压差,而且取决于气体的交换系数。还与海面状况等因素有关。
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●8.5厄尔尼诺现象与南方涛动
洋是大气的下垫面,大气是海洋的上边界,因此大气和海洋之间在热量、动量、物质等交换,进而两者的运动也会相互影响,大气存在不同尺度的运动,在不同的尺度上,大气和海洋之间相互作用形式也不一样。今天我们主要讲影响全球气候的厄尔尼诺和南方涛动现象。
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●8.6温室效应
温室效应其实是一种增温现象。这种现象是由低层大气对长波和短波辐射的吸收特性不同而引起的。大气中的温室气体能够吸收地表长波辐射,使大气变暖,和温室的作用相似,因此称为“温室效应”。自地球形成以来,大气的成分一直在变化,尤其是微量气体,在大气层中的含量虽然很少,但对全球环境的影响有着决定性的作用。地球自然的温室效应可以减少昼夜温度的巨大差异,维持较为稳定的地表温度,使生命的出现成为可能。但是人类活动,包括化石燃料的燃烧、森林砍伐等,导致大气层中温室气体含量升高,加剧了地球超出自然的温室效应,引起全球变暖。
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●8.7海洋在气候系统中的地位
海洋在地球气候的形成和变化中的重要作用已越来越为人们所认识,它是地球气候系统的最重要的组成部分。80 年代的研究结果清楚地表明,海洋-大气相互作用是气候变化问题的核心内容,对于几年到几十年时间尺度的气候变化及其预测,只有在充分了解大气和海洋的耦合作用及其动力学的基础上才能得到解决。海洋在气候系统中的重要地位是由海洋自身的性质所决定的。
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第九章海洋生物
海洋是生命的摇篮,认识海洋生物的多样性,海洋生态系统的构成和平衡机制,海洋生物生产力对海洋生物的意义和作用以及海洋生物学与物理海洋学、海洋化学之间的关系。结合国际科学研究前沿,阐明海洋生物学在海洋科学研究中的地位。海洋生物体内的活性物质优势开发成海洋药物的宝库。
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●9.1千姿百态的海洋生物——海洋生物多样性(一)
生物多样性是人类赖以生存的条件,是经济得以持续发展的基础。它不仅为人类提供了生存所需要的食物、药品、工业原料和能源等,同时对调节、维持生态平衡,稳定环境具有关键作用。生物多样性与全球变化和可持续发展被列为当代生态学和环境科学的三大前沿领域。鉴于生物多样性的重要性,国际上将每年的5月22日定为“国际生物多样性日”,增强人们对自然界中生物多样性的保护意识。
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●9.2千姿百态的海洋生物——海洋生物多样性(二)
迄今,辽阔的海洋已为人类提供了大量的食物、药品、原材料等物质。随着海洋科学研究的深入,将会有更多的海洋生物物质不断地被开发利用。本部分将主要介绍海洋生物多样性在食物、医药材料、工业材料以及海洋环境和调节全球气候等方面的应用。
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●9.3海藻
海洋藻类是特指生活于海洋中的藻类,海洋藻类不仅种类多,而且产量大,是很有经济意义的海洋资源之一。海藻在长期演化过程中,以自身的形态构造、生理和生态特点适应着生活的环境,从而形成了各种生态类群,通常可根据藻类的形态特点及生活方式,将藻类分为浮游藻类、底栖藻类和流水中的藻类等三个生态类群。
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●9.4赤潮
赤潮,又叫红潮,是一种水华现象。它是海洋生态系统的一种异常现象,是指海洋水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌,在一定环境条件下爆发性增殖或高度聚集,引发一定范围和一段时间内水体变色的现象。
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●9.5“随遇而安”——海洋生物的环境适应策略
海洋生物的这些特点与其生活的海洋环境密切相关。我们知道不同水域、不同水层、不同水质、不同的生物因子和非生物因子造就了海洋环境的多样性,在每一特殊环境类型中都有生物生活在其中,从进化观点来看,生物不断向前发展形成特殊的适应性。海洋生物为了能够适应其生活环境的变化,往往通过其形态、生理、行为、生活方式做出适应性反应。这就是我们所说的海洋生物的“随遇而安”。
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●9.6“海洋生产力(一)
初级生产力是生物通过光合作用利用太阳能或通过化能合成作用利用化学能,合成有机物质(碳骨架化合物)并存储能量的速率。其他生物以这些有机物为食。尽管化能合成作用发生在沿大洋中脊分布的多个热液口生物群落,但它在全球海洋初级生产力中的贡献远没有光合作用那么高。事实上,99.9%的海洋生物量直接或间接地依赖于以光合作用为基础的初级生产力提供的有机物质。
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●9.7“海洋生产力(二)
海洋中的初级光合生产力存在显著的地理差异。通过对比不同纬度区域初级生产力的变化,能分析在极地海域,生产力在夏季达到高峰,光照是主要的限制因素。在热带,生产力全年较低,主要受控于营养盐的供给。在中低纬度海域,生产力分别在春季和秋季达到高峰,冬季受控于太阳辐射不足,而夏季则是营养盐缺乏导致的。
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●9.8神奇的海藻活性物质-多糖
海洋海藻中生物活性物质有很多,如蛋白类、萜类、甾醇类、多糖类、多酚类、环状多硫化合物,大环内酯类等,近年来多糖类物质仍然是学者的研究重点,广泛应用于各领域。
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●9.9海洋药物
海洋的无脊椎动物、海藻,他们既没有尖牙利齿,也没有长枪大炮。这些海洋生物不是不需要武器来保护自己和帮助自己捕获食物,而是这些武器不是一般的物理的武器,他们有自己秘密的武器——生化武器。这些生化武器就是由这些海洋生物在体内通过一定的生物化学过程合成的一些特殊的生物有机分子。这些分子因为能够影响和作用于其他的生物,因此被称作是海洋生物体内的活性物质。当他们面临威胁自己生命和健康的时候,这些五花八门的生化武器可以帮他们抵御各种外来的侵害。