第二章环境海洋学

1第二章：地球系统与海底科学2第二章海洋环境地学§2.1地球的有关知识§2.2海与洋§2.3海底地貌形态§2.4海底构造与大地构造学说§2.5海洋沉积及海底矿藏§2.6海底热泉§2.7海洋地质灾害3§2.1地球的有关知识2.1.1地球的形状一、理想(简化)的形状：1、静止的正球体旋转椭球体2、全球静止海面①海洋：不考虑浪、潮、流的静止海面—海洋水深的起算面②陆地：静止海面向大陆延伸的“假想海面”—陆地高程的起算面。大地水准面。43、地球的有关参数：有关地球形状的主要参数赤道半径a=6378.104km赤道周长2a=40075.036km两极半径c=6356.755km子午线周长2c=39940.670km平均半径R=(a2c)1/3=6371.004km表面积4R2=510064471.9km2扁率（a-c）/a=0.0033528体积4R3/3=10832.069×108km35二、地球的真实形状1、人造卫星测得：表面起伏不平，如梨形球体。北极高出14m,南极凹进24m。45°N→赤道：内凹；赤道→60°S:外凸。2、进一步研究知：凹凸不平的土豆形－“波茨坦土豆”⑴陆地崎岖不平；⑵多年平均海平面不是“全球静止海面”①局地重力异常影响②海洋环流格局影响61）四大隆起太平洋台湾以东―日本——高出静止海面160m澳大利亚东北海域——高出静止海面100m大西洋：佛罗里达半岛以东海域——高出静止海面68m印度洋：马达加斯加附近海域——高出静止海面140m2）四大凹陷太平洋：勘察加半岛附近海域——低于静止海面40m大西洋：格陵兰岛以南附近海域——低于静止海面100m印度洋：印度沿岸海域——低于静止海面120m（印度洋最低处比西南太平洋多年平均海面低190m）南大洋：罗斯海域、威德尔海——低于静止海面180m72.1.2地球的圈层结构一、地球外部圈层：大气圈：近地面为对流层，向上依次为平流层、中层、热成层（暖层）和逸散层（详见第八章）水圈：海洋、湖沼、河川、地下水。是我们的主要研究对象生物圈：微生物、植物、动物生存及活动的范围。（详见第九章）二、地球的内部圈层：依地震波速度不连续面（莫霍面、古登堡面）分为三大圈层。1、地壳狭义：专指莫霍面之上（不含莫霍面）的岩石物质广义：泛指岩石圈（狭义的）含莫霍面。岩石圈广义：相对于大气圈、水圈而言，泛指固体地球的上层。狭义：专指“软流圈”之上的刚性固体物质，含地壳和莫霍面，即广义的地壳。2、地幔：莫霍面之下，古登堡面之上，厚约2800km，又分上地幔、下地幔3、地核：古登堡面以下至地心，又分外核（液态）和内核（固态）8地球内部圈层图示9地壳与上地幔10§2.2海与洋2.2.1地表海陆分布一、地球实为“水球”陆地：1.49×108k㎡海洋占2／3以上，1、总面积：陆地不到1／35.1×108k㎡海洋：3.61×108k㎡2、地球上有“世界大洋”可相互连通，但没有联在一起的“世界大陆”。陆地是大洋中的岛屿。3、南、北半球北：陆地仅占1／3稍强，海洋几乎占2／3海陆分布南：海洋为陆地面积的4.24倍，①海多陆少陆地少于1/54、陆半球（中心：0°,38°N）集中了全球陆地的81％，但是海洋面积仍超过陆地，占53％②海陆分布水半球（中心：180°，47°S）集中了全球海洋的63％，不均匀则海洋面积为陆地的8倍多，陆地仅占11％5、全球海陆平均，水深2646m地球为“水球”11水半球，陆半球12二、海陆起伏曲线：陆地各高度范围的面积及比例：陆地平均高度875m低于1000m的陆地，占陆地总面积的71％海洋各深度范围的面积及比例：海洋平均深度：3795m深于3000m的海洋，占海洋总面积的75﹪海底变化坡度：两处平缓：0～200m，为大陆浅滩（大陆架，大陆棚）3000-5000m，为大洋盆地两处陡峭：1000-3000m，大陆斜坡6000m以深，海沟（海渊）13海陆起伏统计曲线142.2.2海洋的划分一、主要部分为大洋（ocean）1、特点:(1)远离大陆;(2)面积广阔;(3)深度大，一般深于2000m三大(4)有各自独立的潮汐系统和强大的洋流系统二独(5)水温、盐度等特征受大陆影响小，年变化小三小2、划分：（1）太平洋：北界：白令海峡；东界：北美、南美洲，合恩角经线69º55’W最广南界：（南极大陆）；最深西界：亚洲、澳大利亚，塔斯马尼亚，146º51’E（2）大西洋：南界：（南极大陆）；西界：北美、南美洲，合恩角线线69º55’W大致东界：欧洲、非洲、厄加勒斯角，20°E经线；呈大致呈“S”形“S”形北界：格陵兰、冰岛、斯堪的纳维亚半岛的诺尔辰角连线15（3）印度洋：北界：亚洲；西界：非洲，厄加勒斯角经线20°E；南界：（南极大陆）；偏于南半球东界：中印半岛、印尼、澳大利亚，塔斯马尼亚经线（146º51’E）4）北冰洋：在亚洲、最浅、最北欧洲、最小（过去曾划为大西洋的附属海北美洲之间。—北极地中海）（5）南大洋：海洋学视为特殊洋域，UNESCO下属的IOC于1970年定义：三大洋的“从南极大陆到40ºS为止的海域，或从南极大陆起，最南部至亚热带辐合线明显时的连续海域特点：围绕南极大陆的环状洋域；海洋环流和水团结构特殊；对世界大洋的影响特殊16世界大洋分布图17二、附属部分1、海：海洋的边缘部分，以岛屿、群岛或半岛与大洋分隔，仅以海峡、水道与其它海域或洋域相通。1）特点：①位于洋的边缘，水深小，一般浅于2000m②水色低，透明度小③温、盐受大陆影响大，年变化明显④无独立的潮汐系统，但潮差大⑤无独立的洋流系统，但可有自己的海流和环流三小三大二无一有18与大洋水交换受限制2）分类①陆间海：位于大陆之间，面积大。深度大，如：地中海、加勒比海②内海：伸入大陆内部、面积小、水文特征受陆地影响大。如：渤海、波罗的海③边缘海：位于大陆的边缘，与大洋水流交换通畅。如：东海④世界大洋重要的海：⑤局部海域的习称、俗称、特称：（不符合以上定义）珠江口的伶仃洋，杭州湾的玉盘洋；舟山海域更多：大戢洋、黄泽洋、黄大洋、灰鳖洋、莲花洋、畸头洋、磨盘洋等192、海湾（bay,gulf,bight）：伸入大陆，深度逐渐变浅的海或洋的一部分水域1）特点：①水深变浅、宽度变窄，潮能集中，易现大潮差，如杭州湾的钱塘涌潮非常壮观。北美洲的芬迪湾（BayofFunday）潮差更大，大潮差达16m，曾测得21m的大潮差。②水交换较自由③与海或洋域界线不象海那样明显，一般以海角的连线或入口的等深线作为分界2）重要的海湾：3）与海的混淆与甄别：历史习惯称墨西哥湾湾流（Gulfstream）应是“海”，不是“湾”波斯湾海湾战争（Gulfwar）阿位伯海—应是“湾”，不是“海”203、海峡（Strait）：两端连接海洋的狭窄水道（Channel）1）特点：①水流急，潮流速度大。老铁山水道可达1.5-2.0m/s；琼州海峡可达2.5m/s②流况复杂：上、下层流向不同（直布罗陀海峡）；水平方向流向不同（渤海海峡）③交通咽喉，战略要地、权益、冲突、争端多发之处。还有“国际海峡”问题2）重要的海峡：我国：渤海海峡，台湾海峡，琼州海峡海洋学关注：白令海峡、麦哲伦海峡、德雷克海峡交通、战略关注：朝鲜海峡、大隅海峡、巴士海峡、马六甲海峡、霍尔木兹海峡，直布罗陀海峡、英吉利海峡，佛罗里达海峡21三、《联合国海洋法公约》及相关法律定义的有关水域：1、内海（internal/innersea）1）定义：指领海基线向陆地一侧的全部海水。①海湾、海峡、海港、河口湾②测算领海的基线与海岸之间的海域③被陆地包围或通过狭窄水道连接海洋的一带地域2）法律地位：同国家的陆地领土，国家对其行使完全的、排他的主权习惯上也称“内海水”（注：“内水”还包括河流、湖泊、运河等）22232、领海（territorialsea）1）定义：沿海国的主权及于其陆地领土及其内水以外邻接的海域。是沿着国家的海岸和内水，受国家主权支配和管辖下的一定宽度的海域。2）宽度：最宽不超过12海里。但现实有：3，4，6，20，30，35，50；最宽的是11个国家定为200海里3）法律地位①国家对领海享有完全、排他的主权②该主权及于领海的上空、海床和底土③允许其他国家船舶“无害通过”（innocentpassage）《公约》列举了12种非无害通过的活动，以明确无害通过的意义。243、毗连区（cotiguouszone）1）定义：毗连领海并由沿海国对若干事项行使必要管制的一定宽度的区域2）宽度：从领海基线算起不超过24海里3）法律地位：沿海国为“防止在其领土或领海内违犯其海关、财政、移民或卫生的法律和规章；惩治在领土或领海内违犯上述法律和规章的行为”，包括“海洋环境的保护和保全”，行使必要的管辖。4、海峡和国际海峡（straitandinternationalstrait）1）定义：两块陆地之间、两端与海或洋相通的一条天然的狭窄水道2）海洋法关注国际海峡：未明确定义，可理解为：主要是指连接公海或专属经济区（特殊情况下，也可指连接公海/专属经济区与公海）而未受限制的频繁用于国际航行的海峡。3）国际海峡的通行：以过境通行（transitpassage）为主，以无害通过为辅。4）我国的内海海峡：渤海海峡宽57海里，超过24海里，但中间有庙岛群岛，属我国历史性权利管辖琼州海峡宽10.8海里（长54海里），一直作为内海海峡管理255、海湾：《公约》仅针对海岸属于一国的海湾。1）定义：“海湾是明显的水曲，其凹入程度和曲口宽度的比例，使其有被陆地环抱的水域，而不仅为海岸的弯曲。但水曲除其面积等于或大于横越曲口所划的直线作为直径的半圆形面积外，不应视为海湾。”“如果海湾天然入口两端的低潮标之间的距离超过24海里，24海里的直线基线应划在海湾内，以划入该长度的线所可能划入的最大水域。”2）显见与划定“内水”有关。如澳大利亚的大澳大利亚湾,依上不能算是海湾266、闭海与半闭海（enclosedandsemi-enclosedseas）1)定义：指两个或两个以上国家所环绕并由一个狭窄的出口连接到另一个海（如黑海）或洋（如地中海）或全部或主要由两个或两个以上沿海国的领海和专属经济区构成的海湾（如波的尼亚湾，芬兰湾）海盆或海域（如红海，亚速海）。2）强调沿岸国协调：①海洋生物资源的管理、养护、勘探和开发②行使和履行海洋环境保护和保全③科学研究政策、联合研究277、专属经济区（exclusiveeconimiczone/EEZ）1）定义：“是领海以外并邻接领海的一个区域，受本部分规定的特定法律制度的限制，在这个制度下，沿海国的权利和管辖权以及其他国家的权利和自由均受本公约有关规定的支配。”2）宽度：“专属经济区从测算领海宽度的基线量起，不应超过二百海里”。3）法律地位：①沿海国在专属经济区的主权、管辖权和义务28主权权利：享有以维护其经济利益为目的的主权权利，主要是经济和资源的开发、利用。管辖权：对人工岛屿、设施和结构的建造和使用，科研和海洋环境保护、保全等。义务：所有上述权利必须公告；适当顾及其他国家在该区域内的权利和义务。②其他国家在该区域内的权利和义务权利：航行、飞越自由；铺设海底电缆、管道的自由；与上述有关的合法用途；与公约在本部分不相抵触的有关的海洋其他国际合法用途。义务：适当顾及沿海国的权利、义务；与公约本部分不抵触。298、公海（thehighseas）1）《公约》未直接定义公海，但规定了公海（制度）的适用范围：“本部分的规定适用于不包括在国家的专属经济区、领海或内水或群岛国的群岛水域内的全部海域。”2）公海法律制度的核心和基础是“公海自由”：对所有国家开放，都有航行、飞越、铺设海底电缆、管道的自由；有限制的自由（建造人工岛屿、设施；捕鱼；科研）3）限制：“公海应只用于和平目的。”“须适当顾及其他国家行使公海自由的利益。”302.3.1海岸带一、海岸带（coastal