《海洋科学导论》复习题-2

1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±Qh2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：tρmax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。3根据海水受力情况及其成因等，从不同角度对海流分类和命名。由风引起的海流称为风海流或漂流，由温盐变化引起的称为热盐环流；从受力情况分又有地转流、惯性流；考虑发生的区域不同，又有洋流、陆架流、赤道流、东西边界流。引潮力是日、月等天体对地球的引力以及它们之间作相对运动时所产生的其它的力共同合成的一种力。它能引起海面的升降与海水在水平方向上的周期性流动。上层西边界流是指大洋西侧沿大陆坡从低纬向高纬的流，包括太平洋的黑潮与东澳流，大西洋的湾流与巴西流以及印度洋的莫桑比克流等。它们都是北、南半球主要反气旋式环流的一部分，也是北、南赤道流的延续。因此，与近岸海水相比，具有赤道流的高温、高盐、高水色和透明度大等特征。大洋的东边界流有太平洋的加利福尼亚流、秘鲁流，大西洋的加那利流、本格拉流以及印度洋的西澳流。由于它们从高纬流向低纬，因此都是寒流，同时都处在大洋东边界，故称东边界流。与西边界流相比，它们的流幅宽广、流速小，而且影响深度也浅。风浪是指当地风产生，且一直处在风的作用之下的海面波动状态；风浪的特征往往波峰尖削，在海面上的分布很不规律，波峰线短，周期小，当风大时常常出现破碎现象，形成浪花。涌浪则指海面上由其他海区传来的或者当地风力迅速减小、平息，或者风向改变后海面上遗留下来的波动。涌浪的波面比较平坦，光滑，波峰线长，周期、波长都比较大，在海上的传播比较规则。潮汐：定义：物体在天体引潮力的作用下所产生的周期性运动分类(Patterns)1、正规半日潮(regularsemidiurnaltide)：一个太阴日（24时50分）内，有两次高潮两次低潮，潮差相等。2、全日潮(diurnaltide)：一个太阴日（24时50分）内，有一次高潮一次低潮。3、混合潮(mixedtide)：一个朔望月(lunarmonth)内，既有半日潮，又有全日潮。包括：(1)不正规半日潮(irregularsemidiurnaltide)：一个塑望月内的大多数日子是半日潮，少数日子是全日潮。(2)不正规日潮(irregulardiurnaltide)：一个塑望月内的大多数日子是日潮，少数日子是半日潮。热带风暴即台风、飓风：夏秋季常见，一般是在6~10月，最多是在8月三个阶段：先兆波、主振阶段、余震阶段。我国按国际惯例，依据中心最大风力分：最大风速＜８级（１７．２ｍ／ｓ）热带低压８～９级（１７．２～２４．４ｍ／ｓ）热带风暴１０～１１级（２４．５～３２．６ｍ／ｓ）强热带风暴〉／＝１２级（〉３２．７ｍ／ｓ）台风台风形成条件：ａ、纬度大于５度，因台风起始时刻空气具有一定的水平旋转，有利于气旋性涡旋的发生，所以必须具有足够大的科氏力才行；ｂ、水温大于26.5度，必须热带洋面，水气凝结潜热释放以维持台风暖心结构，这样在低层有高温高湿的大气，有充沛的水量与热量供给；ｃ、弱的垂直切变：切变大，通风效果好，积雨云释放的凝结潜热迅速离开扰动区上空向四周扩散，热量无法集中。切变小，对流层上下相对运动小，凝结释放的潜热始终加热同一气柱而很快形成暖心；积雨云对流联系台风上下流场，把洋面或底层得到的能量源源不断的传输给高空；ｄ、初始扰动：东风波为初始扰动的一种形式，另外赤道辐合带（ITCZ），高空冷涡诱生低压和斜压场也可诱发台风。台风移动路径主要有三条：西行、西北行、转向行台风分布：全球海域，在赤道两侧南北纬５—１０度内，只有东南太平洋、南大西洋没有台风发生季风:１、定义：大范围盛行风向随季节有显著变化的风系；２、特点：随季节反向；源起气团性质迥异；造成明显的旱、雨季；３、全球三大季风区：印度季风区，东亚季风区，西非季风区4锋面：１、气团：低层大气中存在的物理属性相对均匀的大规模空气集团。按温度分为冷、暖气团；２、锋面：不同性质气团的交面；锋区、锋面、锋线。冷锋（上图）：冷气团推动暖气团。暖锋（上图）：暖气团推动冷气团冷锋天气：在槽前锋后易出现连续降水；暖气团爬升，锋前多降雨夏季在槽后或附近可产生短时间强对流降水；冬季锋附近多连续降雨，锋后伴大风。大气的垂直结构：有底向上分为对流层、平流层、中层、热成层和逸散层1.对流层：高度北半球中、高纬度12到15公里；南半球中、高纬度8到9公里，赤道附近18到19公里；由于地面辐射，温度随高度升高而降低，每100米降低0.65k，层顶温度为-60度，主要现象为日常天气；2.平流层：平均高度50km，因在20~25km高处有臭氧层吸收紫外线，增温，温度随高度升高，层顶温度大约0度，无天气现象；3.中层：高度为80~90km，温度随高度降低很快，最冷层，层顶温度可达-90度，水气极少，空气稀薄，可见夜光云；4.热成层，又叫暖层、电离层，温度可升高到1000k，高纬极光多发生在这一层；5.逸散层：过渡珊瑚礁生物群落：珊瑚礁广泛分布于温暖或热带浅海中。它们是“所有生物群落中最富有生物生产能力的、分类学上种类繁多的、美学上驰名于世的群落之一”。珊瑚礁是由造礁珊瑚和造礁藻类共同组建的。在珊瑚礁形成过程中，造就了一个特殊的生态环境，引来了丰富多采的礁栖动、植物种类，它们共同组成了珊瑚礁生物群落。珊瑚礁有三种类型：岸礁、堡礁和环礁。珊瑚礁生物生长的海域水温必须高于20