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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 中国海洋大学教授
2、，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物学和甲壳动物学
3、。,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 论,海洋是地球系统的重要组成部分，海洋科学属于地球科学体系,1.1 地球科学 地球科学主要包括地理学、地质学、大气科学、海洋科学、水文科学、固体地球物理学，而环境科学和测绘学也与地球科学有着极为密切的关系。 f,大气和海洋关系最为密切。
4、 http:/ 视频（6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，
5、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
6、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 海洋知识的积累与早期的观测、研究（18世纪以前） 公元前76世纪古希腊的泰勒斯认为大地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
7、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； 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（19世纪20世纪中叶 海洋研究的深化、成果的众多和
8、理 论体系的形成。 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 重要标志。,1925年和1930年，美国先后建立了斯 克里普斯和伍兹霍尔两个海洋研究 所; 1946年前苏联科学院海洋研究所成 立; 1949年，英国成立国立海洋研究所 等等，就是典型的例子。,1.2.3现代海洋科学时期（20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 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 的进展与成果。,1.2.4海洋科学的未来 全世界面临的人口、资源、环境
9、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 1.3.1历史的贡献 1.早在2千多年以前，已发明指南针，且至少在1500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 1922年海军部设立了海道测量局，开始进行海道测绘。1928年青岛观象台设立海洋科. 抗战胜利后的1946年，山东大学、厦门大学和台湾大学分别创立了海洋研究所，厦门大学还建立了海洋学系。,1.3.3美好的前景 1950年8月就在
10、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 地球系统与海底科学 第一节 宇宙中的地球 、宇宙的开始是一个几何点，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。
11、,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(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（
12、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、日、地、月(sun, earth, moon)关系： 地球绕太阳转-分四季，月球绕地球转-月相、日食、月食 二、地球公转、自转, (revolution, rotation)：地球自转，月球公转；地-月球公共质心平动，系统绕太阳公转-潮汐运动 视频：地球的公转与自转,三、地转偏向力(Coriolis force): 地球自转-地转偏向力. 一、地球结构(The structure of the earth)：,第三节 地球概观 一、地球结构(The structure of the earth)：,视频：地球结构,