物理海洋学 复习提纲
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物理海洋学复习提纲物理海洋学复习提纲1、海洋学的学科体系是怎样的?什么是物理海洋学,它的研究对象与⽅法是什么?●海洋学:是研究海洋的⾃然现象、性质及其变化规律,以及开发利⽤海洋的知识体系。
是地球科学和地理学中的⾃然地理学的组成部分。
【基础学科】物理海洋学、海洋化学、海洋地质学、海洋⽣物学【边缘学科】海洋环境学、海洋⽓象学、航海海洋学、渔场海洋学、军事海洋学、区域海洋学、海洋⼯程、海岸⼯程、海港⼯程、围海⼯程、深海采矿⼯程、海⽔养殖、海⽔淡化⼯程、海⽔综合利⽤⼯程、海洋能开发⼯程、海洋⽔下⼯程、海洋空间开发⼯程、海洋⽯油和天然⽓开采⼯程●物理海洋学:运⽤物理学的观点和⽅法,研究海洋中的⼒场、热盐结构、以及相关的各种机械运动的时空变化,并研究海洋中的物质、动量和能量的交换和转换的学科。
●物理海洋学所研究的对象,是⼈类和其他⽣物赖以⽣存和⽣活的海洋中的物理环境。
这种环境中的物理过程,与地球上的⽓候和天⽓的形成和变化、海洋⽣物的⽣存和⽣活、海洋中物质和热量的输送、海岸和海底的侵蚀和变化,以及海洋的交通运输和军事活动等,都有密切的关系。
●研究⽅法:观测与调查(现场和室内试验): 卫星遥感、航拍,海洋调查船, 锚系、浮标,采样,样品分析,⽔槽试验,数值实验理论化知识体系的建⽴: 从铅笔/纸张到超级计算机;从数据分析到理论; 从理论到模型2、海⾥相当于多少公⾥?纬度中1分相当于多少海⾥?表⽰航⾏速度经常有单位“节”,⼀节相当于多少m/s?地球的⾃转⾓速度是多少?●1海⾥=1.852km;纬度中1分相当于1海⾥、纬度中1度相当于60海⾥,约111km;●1节(kt)=1海⾥/⼩时=1.852km/h(约等于0.5m/s);●地球⾃转的⾓速度ω=2π/(24x3600s)=7.27x10^-5 rad/s3、世界海洋中根据其空间尺⼨如何分类?什么是边缘海?什么是陆架浅海?●洋(Ocean)、海(Sea):边缘海,陆架浅海、海湾(Bay,Gulf,Embayment)、海峡(Strait, Gullet)、峡湾(Fjord)、潮汐汊道(Tidal inlet)、河⼝(Estury)、潮滩(Tidal flat)、沙滩(Sand beach)●位于⼤陆边缘,以岛屿、群岛或半岛与⼤洋分隔,仅以海峡或⽔道与⼤洋相连的海域。
海洋科学导论复习提纲第一章绪论第一节、海洋科学研究内容全球海洋总面积约3.6亿平方公里,平均深度约3800米,最大深度11034米。
全球海洋的容积约为13.7亿立方公里,占地球总水量的97%以上。
如果地球的地壳是一个平坦光滑的球面,那么就会是一个表面被2600多米深的海水所覆盖的“水球”。
地球科学体系是一个独特的、复杂的、交叉科学体系。
它包括地理学、地质学、大气科学、海洋科学、水文科学、固体地球物理学。
其相关学科有环境科学和测绘科学。
海洋科学是地球科学的重要分支之一。
人们根据研究对象不同,通常把它分为:物理海洋学、海洋化学、海洋生物、海洋地质等四大学科。
(一)、研究内容海洋科学的研究对象是地球表面的海洋,以及溶解或悬浮于海水中的物质,生存于海洋中的生物、海洋底边界、侧边界和上边界。
是研究发生在海洋中各种的物理、化学、生物、地质地貌等各种现象和过程的发生,发展和演变规律及它们与环境相互作用、相互影响的规律的一门综合性科学。
特点:1、特殊性与复杂性;2、作为一个物理系统,海洋中的三态变化无时不刻不在进行,是其他星球上未发现的。
3、海洋作为一个自然系统,具有多层耦合的特点。
研究特点:1、明显依赖于直接观测;2、信息论控制论系统论等方法在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益明显。
物理海洋学:以物理学的理论、技术和方法研究发生于海洋中的各种物理现象及其变化规律的学科。
主要包括物理海洋学、海洋气象学、海洋声学、海洋光学、海洋电磁学、河口海岸带动力学等。
主要研究海水的各类运动(如海流、潮汐、波浪、紊流和海水层的微结构等),海洋中温、盐、密和声、光、电的现象和过程,以及有关海洋观测的各种物理学方法。
海洋化学:研究海洋各部分的化学组成、物质分布,化学性质和化学过程的学科。
海洋生物学:研究海洋中一切生命现象和过程及其规律的学科海洋地质学:研究海洋的形成和演变,海底地壳构造和形态特征,海底沉积物的形成过程和有关海洋的起源及演化以及海洋地热、地磁场和重力场等。
《物理海洋学》复习提纲 (2012年12月)第四章 基本方程1、作用于海水微团的真实力有哪些?答: 地球引力g*=02()M r a r μ-,压强梯度力1pρ∇-,摩擦力F V μρ=∆,天体引力(包括月球引力()02M LX LLK μ=-和太阳引力()02S LX LLK μ=-)2、基本方程由哪几个守恒定律推导而来?有几种方程组成?答:()()()()120(,,)T D dV g p V F F dt V sV s k s t V t s p θρθθκθρρθ⎧=-∇-Ω⨯++⎪⎪⎪∇⋅=⎪∂⎪+⋅∇=∆⎨∂⎪∂⎪+⋅∇=∆⎪∂⎪=⎪⎩——运动方程动量守恒——连续方程质量守恒——盐量扩散方程盐量守恒——热传导方程热量守恒——海水状态方程3 边界条件出现的物理原因?答:海洋是有边界的,它与大气、海底和海岸线之间存在着不连续界面。
而这种不连续界面基于连续性的海水运动基本方程组不能应用,必须用边界条件来代替。
4、基本方程及边界条件为什么要进行时间平均?答:通常情况下,海水运动处于湍流状态。
处于湍流运动状态的流体质点其运动轨道是无序的、随机的。
各质点之间存在着不连续的相对运动,这种运动被称为脉冲运动。
这种运动分析起来很困难,通过时间平均,可以将海水运动中的脉动特征分离掉,从而更利于体现海水运动的整体规律。
5、准静力近似、f 平面近似、β平面近似和Boussinesq 近似的概念。
答:准静力近似:静力方程10pg zρ∂--=∂0z p p gdz ζρ⇒=+⎰,其中0p 为海面气压,z gdz ζρ⎰为z 点以上单位底面积水柱的重量。
任意点压强等于海面大气压强与该点以上水柱重量之和,这就是准静力近似又叫静压假设。
f -平面近似:在大尺度运动中,为了理论上研究方便,在不影响海水运动主要特征的情况下,常常取02sin f f ωϕ==,即认为海水运动发生在科氏力参量为常数0f 的平面上,该平面叫做f -平面,在该平面上研究海水运动称为f -平面近似。
物理探索海洋知识点总结1. 海洋的形成海洋占据了地球表面70%以上的面积,但其形成却是一个漫长而复杂的过程。
据研究,地球的海洋是在地球形成后不久就开始形成的,当地球表面冷却后,水蒸气凝结成液态水,最终形成了海洋。
但是,海洋的形成并不仅仅是由水的凝结所形成的,它还受到地球内部运动、板块漂移以及其他自然因素的影响。
2. 海洋的运动海洋是一个充满活力的系统,其运动包括了海浪、洋流、海潮以及海洋的环流。
其中,海浪是由风和地球自转引起的海水波动,其特点是波峰与波谷之间的距离不定,高度也不定。
洋流是海水在海洋中的定向运动,其产生原因有多种,主要包括风力和地球自转。
海潮则是由海水因月球和太阳的引力而产生的周期性波动。
海洋环流是由风和地球自转引起的海水水平方向的运动,能够对海洋环境产生深远的影响。
3. 海洋的生物海洋是地球上最神秘的环境之一,同时也是生命的摇篮。
海洋中生活着各种形态各异的生物,包括海藻、浮游生物、鱼类、贝类、脊椎动物等。
这些生物对海洋的生态系统有着重要的作用,它们之间相互依存,构成了复杂的海洋生物链。
随着人类的发展,海洋的生物资源得到了充分的利用,但同时也面临了严峻的挑战,包括过度捕捞、环境污染等问题。
4. 海洋环境海洋环境是指海洋中的各种自然环境要素,包括海水的化学成分、海水的温度、海水的盐度、海水中的悬浮颗粒物、海水的透明度、海水的压强等。
这些环境要素对海洋生物和海洋经济活动有着重要的影响。
随着人类的工业化和城市化进程的加快,海洋环境受到了越来越严重的破坏,包括海水的污染、海洋酸化、海洋温度上升等问题。
总之,海洋是地球上重要的自然资源,对地球的生态平衡和人类的生存都有着极其重要的影响。
探索海洋,了解海洋,保护海洋,将会成为人类永恒的使命。
物理学的方法可以帮助我们更好地了解海洋,保护海洋,实现海洋资源的可持续利用。
希望本文介绍的海洋知识点,可以帮助读者更深入地了解海洋,关心海洋,保护海洋。
1.inertial period (惯性周期P135):It is one half the time required for the rotation of a local plane on Earth's surface2.geostrophic balance (地转平衡P151):Within the ocean5 s interior away from the top and bottom Ekman layers, for horizontal distances exceeding a few tens of kilometers, and for times exceeding a few days, horizontal pressure gradients in the ocean almost exactly balance the Coriolis force resulting from horizontal currents. This balance is known as the geostrophic balance.3.pressure gradient (压力梯度):In atmospheric sciences (meteorology, climatology and related fields), the pressure gradient (typically of air, more generally of any fluid) is a physical quantity that describes which direction and at what rate the pressure changes the most rapidly around a particular location. The pressure gradient is a dimensional quantity expressed in units of pressure per unit length. The SI unit is pascal per metre (Pa/m).4.mixed layer (混合层P81):Wind blowing on the ocean stirs the upper layers leading to a thin mixed layer at the sea surface having constant temperature and salinity from the surface down to a depth where the values differ from those at the surface. The magnitude of the difference is arbitrary, but typically the temperature at the bottom of the layer must be no more than 0.02-0.1° colder than at the surface./ The oceanic or limnological mixed layer is a layer in which active turbulence has homogenized some range of depth5.Physical Oceanography(物理海洋学P8):Physical Oceanography is the study of physical properties and dynamics of the ocean. The primary interests are the interaction of the ocean with the atmosphere, the oceanic heat budget, water mass formation, currents, and coastal dynamics. Physical Oceanography is considered by many to be a subdiscipline of geophysics.6.The Ekman numbeT(埃克曼数P139)is a dimensionless number used in describing geophysical phenomena in the oceans and atmosphere. It characterises the ratio of viscous forces in a fluid to the fictitious forces arising from planetary rotation. It is named after the Swedish oceanographer Vagn Walfrid Ekman.7.thermocline (温跃层P82):Below the mixed layer, water temperature decreases rapidly with depth except at high latitudes. The range of depths where the rate of change, the gradient of temperature, is large is called the8.double diffusion (双扩散P130-131):Here's what happens. Heat diffuses across the interface faster than salt, leading to a thin, cold, salty layer between the two initial layers. The cold salty layer is more dense than the cold, less-salty layer below, and the water in the layer sinks. Because the layer is thin, the fluid sinks in fingers l-5cm in diameter and 10s of centimeters long, not much different in size and shape from our fingers. This is salt fingering. Because two constituents diffuse across the interface, the process is called double diffusion.pl319.salinity(盐度):(P73-75)At the simplest level, salinity is the total amount of dissolved material ingrams in one kilogram of sea water. Thus salinity is a dimensionless quantity. It has no units.10.Reynolds number (雷诺数P116):In fluid mechanics, the Reynolds number (Re) is a dimensionless number that gives a measure of the ratio of inertial forces to viscous forces and consequently quantifies the relative importance of these two types of forces for given flow conditions.11.Coriolis Force (科氏力P133-134)Is the dominant pseudo-force influencing motion in a coor-dinate system fixed to the earth.12.Potential Temperature(位温P85)Potential temperature 0 is defined as the temperature of a parcel of water at the sea surface after it has been raised adiabatically from some depth in the ocean.13.青藏高原对气候的意义及附近海洋的影响(P42-43)Maps of surface winds change somewhat with the seasons. The largest changes are in the Indian Ocean and the western Pacific Ocean.Both regions are strongly influenced by the Asian monsoon. In winter, the cold air mass over Siberia creates a region of high pressure at the surface, and cold air blows southeastward across Japan and on across the hot Kuroshio, extracting heat from the ocean. In summer, the thermal low over Tibet draws warm, moist air from the Indian Ocean leading to the rainy season over India.14.科氏力推导泄宪绿佩向力媛?绝对速度V.和加速度(花/次),附录地转偏向力推导牛顿第二定律——+ 2QxP + QxQx^ =dt.I ^=-2QxF-QxQx J R + (^F )/w其中,-20xU称为地转偏向力-Q X Q X A 为离心力,与地心引力合成有效重力。
海洋科学导论复习提纲第一章绪论海洋科学研究内容:全球海洋总面积约3.6亿平方公里,平均深度约3800米,最大深度11034米。
全球海洋的容积约为13.7亿立方公里,占地球总水量的97%以上。
海洋科学特点:1、特殊性与复杂性;2、作为一个物理系统,海洋中的三态变化无时不刻不在进行,是其他星球上未发现的。
3、海洋作为一个自然系统,具有多层耦合的特点。
研究特点:1、明显依赖于直接观测;2、信息论控制论系统论等方法在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益明显。
海洋学研究意义:1海洋与人类生存环境关系密切;2.海洋蕴藏着丰富的资源(矿产、化学、生物、动力)3.军事、航运、港工、油气开发;第二章地球系统与海底科学1、地球外部圈层(1)按自然地理学观点,地球外部分为五大圈层,从外到内:a、大气圈b、水圈——97%集中于海洋 2%以固态水存在c、生物圈——渗透在另三大圈层内部d、岩石圈——属于地球内部圈层部分e、人类圈(智能圈)(2)按环境学观点第五圈层为土壤层(3)按大气科学的观点,第五层为冰雪圈,冰雪圈可包含在广义水圈中2、地球内部圈层海洋的划分1、洋:辽阔连续巨大的咸水体;全球共4个,远离大陆;占海洋总面积的90.3%;水深>2000m,平均3000m;底质为红粘土和软泥;有独立的潮汐与洋流系统;温、盐要素不受大陆影响;平均盐度35,年变化小。
2、海:陆地边缘的咸水小水体;全球共54个,靠近陆地;占海洋总面积的9.7%;水深<2000m;底质:陆沉积;无独立潮汐和洋流系统,潮波是大洋传入;温、盐要素受大陆影响很大。
3、海湾——外宽内窄,洋或海伸进大陆的一部分。
海湾中常出现最大潮差,如杭州湾大潮,最大潮差可达8.9m。
4、海峡——两块陆地之间形成的两端连接海洋的狭窄水道。
海的分类1、陆间海:大陆之间的,面积深度较大。
例如—地中海、加勒比海。
2、内海: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。
南京信息工程大学硕士研究生招生入学考试《物理海洋学》考试大纲科目代码:815科目名称:物理海洋学第一部分课程目标与基本要求一、课程目标物理海洋学主要介绍海洋物理特征和海洋动力学理论。
重点是海洋动力系统包括海流、海浪、海潮、风暴潮、内波、陆架自由波、温盐环流以及海洋涡旋等系统的动力学描述。
以数学物理的方式讨论海洋动力系统的结构特征、热动力配置、演变规律、发展机制、影响作用等。
本课程旨在使学生系统地掌握物理海洋学的基本概念,主要理论,了解概念和理论的发展过程与趋势、应用领域与方法。
通过本课程的学习要求学生掌握海洋的动力系统的基本特征和运动变化的基本规律,学会对海洋动力系统进行研究和分析的基本思路和方法。
为系统性地学习后续课程打下必要基础。
二、基本要求要求学生掌握基本概念、基本理论和基本方法,理解海洋动力系统及其演变过程的物理特征;理解海洋动力学理论的意义。
掌握基本运算的方法并应用于对海洋动力系统的定性定量描述。
培养学生专业分析思路, 提高综合分析及解决问题的能力。
第二部分内容与考核目标第一章至第三章海洋基本特征背景知识(1)熟悉世界大洋温、盐、密度场主要分布特征包括水平分布与垂直剖面分布 (2) 熟悉世界大洋的热量、水量平衡;世界大洋的水团和环流,以及海洋中尺度涡旋;(3)理解其他海水物理要素特征与分布;第四章.海水运动基本方程(1)掌握向量形式的运动学基本方程的推导;球坐标系和局地直角坐标系中的运动方程;海水层流运动的基本方程组;铅直向平均基本方程及基本方程的尺度分析与简化(2) 掌握海洋边界条件的概念及边界条件的方程;(3)熟悉旋转坐标系中的加速度及作用于海水微团的力;(4)理解时间平均的基本方程和边界条件;第五章海流(1)掌握不考虑摩擦的定常流动--地转流;(2)掌握考虑摩擦的定常流动尤其是Ekman 流;(3) 熟悉非定常漂流、惯性流等;(4) 熟悉风生大洋环流, 掌握Sverdrup 理论;(5) 熟悉热盐环流;(6) 理解大洋风生--热盐环流,朗缪尔环流;第六章.海浪(1)掌握线性波动理论;线性波动的合成;(2) 掌握波动的折射和绕射;有限振幅波动;(3)熟悉海浪谱基本理论;(4)理解海浪的统计性质;第七章潮波(1)掌握潮汐基本概念、主要天体引潮力.(2) 掌握潮汐平衡潮理论,;(3) 掌握潮汐动力潮理论(4)熟悉等深广阔水域中的潮波系统;海峡中和矩形海湾中的潮波;(5)潮波变截面海湾和河口中的潮波、浅水潮波;第八章内波(1)掌握小振幅内波的一般特性,以及浮频率;(2) 掌握内波与表面波的区别;两层流体中的界面波(3)熟悉界面波和考虑地转效应的界面波的特性(4)理解内波对自由海面的影响(5) 熟悉潮成内波及孤立波表现,与大洋潮波的区别第九章风暴潮(1)掌握狭长矩形浅水海域中的定常风暴潮;(2) 掌握狭长矩形浅水海域中的非定常风暴潮;考虑地转效应的风暴潮;(3)熟悉大洋风暴潮的生成与传播;大陆架上的风暴潮第三部分有关说明与实施要求1.考试目标的能力层次的表述本课程对各考核点的能力要求一般分为三个层次用相关词语描述: 较低要求——了解一般要求——理解、熟悉、会较高要求——掌握、应用一般来说,对概念、原理、理论知识等,可用“了解”、“理解”、“掌握”等词表述;对应用方面,可用“会”、“应用”、“掌握”等词。
海洋物理知识点总结海洋物理是研究海洋中的各种物理现象和规律的学科,它包括海洋水文学、海洋声学、海洋地球物理、海洋气象和海洋生物物理等多个分支。
海洋物理学是一个非常重要的学科,它对于揭示地球的气候变化、海洋环境变化以及海洋资源的开发利用具有重要意义。
本文将从海洋水文学、海洋声学、海洋地球物理、海洋气象和海洋生物物理等方面来总结海洋物理的一些知识点。
一、海洋水文学1. 海洋水文学是研究海洋水体的水文特性的科学,它主要研究海洋水体的温度、盐度、密度、温盐结构、海洋环流和海洋混合等问题。
海洋水文学研究的内容非常广泛,其中有一些知识点是非常重要的:(1) 海洋水体的温度分布:海洋中的水温分布受到太阳辐射、地球自转以及地形等因素的影响,其中海水温度垂直分布是由海水密度垂直分布所决定的。
(2) 海洋水体的盐度分布:海水的盐度主要由海水蒸发、降水和冰的形成及融化等因素所决定,海水的盐度分布对海洋环流有重要影响。
(3) 海水的密度分布:海水密度受到温度和盐度的影响,密度不同的海水在重力作用下产生不同的垂直运动。
(4) 海洋环流:海洋表面的风和地转作用产生的洋流对海洋物理过程有着非常重要的影响,它们决定了海水垂直和水平混合的强度。
2. 海洋水文学的研究方法主要有采样观测、水声观测和卫星遥感等方法,这些方法可以对海洋水文学进行多角度的观测和研究,对于揭示海洋环境的变化和海洋资源的分布有着非常重要的意义。
二、海洋声学1. 海洋声学是研究海洋中声波传播特性以及利用声波进行海洋观测和通信的科学,它主要研究海洋声速、声传播特性、声反射和吸收等问题。
海洋声学的研究是非常重要的,它对于海洋环境监测、海底地形测绘以及海洋生物研究等具有非常重要的意义。
2. 海洋声速是海洋声学研究的一个重要内容,海洋中的声速受到温度、盐度和压力等因素的影响,海洋水体中不同层次的声速分布对海洋声波传播有着重要的影响。
3. 海洋声学的研究方法主要包括声学探测、声学散射和声学遥感等方法,它们可以对海洋中的声波进行观测和研究,得到海洋环境中的声速分布、海底地形和海底生物等信息。
物理海洋(知识点)(5篇范文)第一篇:物理海洋(知识点)内容1.知识点:潮汐现象是海洋中普遍存在的自然现象,是海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动,习惯上把海面的升降称为潮汐,而海水在水平方向的周期性流动称为潮流。
2.知识点:通常把由北赤道流和南赤道流跨过赤道的部分组成的、沿南美北岸的流动称为圭亚那流和小安的列斯流,经尤卡坦海峡进入墨西哥湾以后称为佛罗里达流,佛罗里达流经佛罗里达海峡进入大西洋后与安的列斯流汇合处视为湾流的起点。
此后它沿北美陆坡北上,到35°N附近,离岸向东,直到45°W附近的格兰德滩以南,海流都保持在比较狭窄的水带内,此段称之为湾流。
湾流是世界海洋中流速最大、影响深度最深的最强大的暖流。
3.知识点:水色三要素为总悬浮物、叶绿素和黄色物质。
4.知识点:当月相为新月、满月时,月球、太阳和地球在一条直线上,两天体产生的天体引潮力方向相同,使潮汐增强,潮差出现极大值,称为天文大潮或朔望潮;当月相为上、下弦月时,月球和太阳引潮力方向接近正交,几乎没有叠加效应,故潮差达极小值,称为小潮或方照潮。
5.知识点:海水的比热容是1千克海水温度升高1℃所吸收的热量。
海水比热容较大,是空气的4倍。
由于海水密度远大于空气密度,1立方米海水温度变化1℃的热量,能使大约3100立方米大气产生1℃的变化,因此海洋水温较气温变化缓慢滞后,其日变化幅度远小于气温的日变化。
6.知识点:地球表面上平均温度最高的纬向带状称之为热赤道,平均在7°N左右。
7.知识点:同10题。
8.知识点:太平洋和大西洋上层南北副热带海区均存在一反气旋式水平环流,在亚北极海域存在一气旋式水平环流。
在副热带流环中,在大洋的西边界处出现海流流幅变窄,流层加厚和流速增大的现象,称之为西向强化。
该处的海流称之为西边界流,是海洋中的强流区。
北半球的西向强化现象比南半球更为显著,即北半球的西边界流强于南半球。
海洋科学导论复习提纲海洋科学导论复习提纲一、填空题1. 2.1.3地球内部圈层结构------地球内部圈层结构划分为(地壳)、(地幔)和(地核)三大圈层构成。
2. 2.2.2海洋的划分------ 世界大洋通常被分为(太平洋)、(大西洋)、(印度洋)、(北冰洋)所组成。
3. 2.3.2大陆边缘------ 太平洋型大陆边缘活动性可分为(岛弧亚型)和(安第斯亚型)两种类型。
4. 2.3.2大陆边缘------ 大陆边缘是(大陆)与(海洋)之间过度带组成,其构造活动性分为(稳定性)和(活动型)两大类。
5. 2.3.2大陆边缘------ 稳定性大陆边缘是由(大陆架)、(大陆坡)和(大陆隆)三个部分组成。
6. 2.5.4大洋沉积-----海洋沉积分类具体是指(水深分布)、(成分粒度)和(成因)沉积三种主要形式类型。
7. 大洋盆地形成和演化为(胚胎期)、(幼年期)、(成年期)、(衰退期)、(终了期)、(遗恨期)六个阶段,即Wilson旋回。
8.现代陆架分布的沉积物是(残留沉积)、(现代沉积)、(准残留沉积)三种物质构成。
大洋沉积物按成因分类可划分5种类型,分别为(远洋粘土)、(钙质生物)、(硅质生物)、(陆源碎屑)、(火山碎屑沉积)。
9.边缘海盆的形成演化为(残留型)、(大西洋型)、(陆缘张裂型)、(岛弧张裂型)四个类型。
10. 7 .1.2 潮汐不等和潮汐类型-----海洋学通常将潮汐类型分为(正规半日潮)、(不正规半日潮)、(正规日潮))、(不正规日潮))四种类型。
11. 3.2.1海冰形成和类型------按结冰期过程的发展阶段冰型可分为(初生冰)、(尼罗冰)、(饼状冰)、(初期冰)、(一年冰)、(老年冰)五种类型。
12.海水中的放射性同位素来源于(天然放射性核素)和(人工放射性核素)。
13.天然放射性核素由(三大天然放射系铀系、锕系、钍系)、(宇宙射线与大气元素或其他物质作用的产物)、(海洋中不成系的长寿命放射性核素)三个部分组成,共49种元素。
内容1.知识点:潮汐现象是海洋中普遍存在的自然现象,是海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动,习惯上把海面的升降称为潮汐,而海水在水平方向的周期性流动称为潮流。
2.知识点:通常把由北赤道流和南赤道流跨过赤道的部分组成的、沿南美北岸的流动称为圭亚那流和小安的列斯流,经尤卡坦海峡进入墨西哥湾以后称为佛罗里达流,佛罗里达流经佛罗里达海峡进入大西洋后与安的列斯流汇合处视为湾流的起点。
此后它沿北美陆坡北上,到35°N附近,离岸向东,直到45°W附近的格兰德滩以南,海流都保持在比较狭窄的水带内,此段称之为湾流。
湾流是世界海洋中流速最大、影响深度最深的最强大的暖流。
3.知识点:水色三要素为总悬浮物、叶绿素和黄色物质。
4.知识点:当月相为新月、满月时,月球、太阳和地球在一条直线上,两天体产生的天体引潮力方向相同,使潮汐增强,潮差出现极大值,称为天文大潮或朔望潮;当月相为上、下弦月时,月球和太阳引潮力方向接近正交,几乎没有叠加效应,故潮差达极小值,称为小潮或方照潮。
5.知识点:海水的比热容是1千克海水温度升高1℃所吸收的热量。
海水比热容较大,是空气的4倍。
由于海水密度远大于空气密度,1立方米海水温度变化1℃的热量,能使大约3100立方米大气产生1℃的变化,因此海洋水温较气温变化缓慢滞后,其日变化幅度远小于气温的日变化。
6.知识点:地球表面上平均温度最高的纬向带状称之为热赤道,平均在7°N左右。
7.知识点:同10题。
8.知识点:太平洋和大西洋上层南北副热带海区均存在一反气旋式水平环流,在亚北极海域存在一气旋式水平环流。
在副热带流环中,在大洋的西边界处出现海流流幅变窄,流层加厚和流速增大的现象,称之为西向强化。
该处的海流称之为西边界流,是海洋中的强流区。
北半球的西向强化现象比南半球更为显著,即北半球的西边界流强于南半球。
黑潮和湾流分别是北太平洋和北大西洋中的西边界流,也是两大洋中最强的洋流。
✦1、研究海洋的物理性质有何意义?✴海洋为人类提供食物与资源✤1、海洋含有丰富的食物资源--粮仓✤2、海洋物产丰富-能源库✴海洋与全球气候密切✴与人类社会经济发展关系密切✦2、试简述海洋空间分布的主要特点?✴1)广漠与有限;✴2)通达与阻隔;✴3)深厚与浅薄✦3、海洋与周围环境是如何进行相互作用的?✴海面✤海水与大气的交界面,是海洋与外界沟通的窗口✤通过海面,接收太阳的辐射能✤同时进行物质、动量和能量的交换✴海底✤海洋与岩石圈的交界面✤同样进行物质、动量和能量的交换-海底热流✴沿岸带✤海洋和陆地的过渡带,可视为海洋的侧边界✤常有物质经此输入海洋、海洋能量也在此耗散✤岸线的变化对海流的影响✦4、洋与海有什么区别?✴洋:是海洋的中心部分,是海洋的主体,一般是指面积广大、盐度大致一定,具有独立洋流和潮汐的水域。
✴海:指位于大洋边缘,面积和深度较小,盐度常有变化,几乎没有独立的洋流和潮汐,受大陆影响较大的水域✦5、物理海洋学?✴物理海洋学:海洋学的一个分支学科,主要研究海洋内部及临近大气的各种物理性质,以及牵涉海洋所发生的各种物理现象。
主要的研究内容包括海流、潮汐、波浪、海水循环、海水及海底沉积物的物理性质,海水与大气间的关系等,部分研究内容与气象学关系密切。
✦6、海流:海水因受气象因素和热盐效应的作用在较长时间内大体上沿一定路径的大规模流动。
潮汐:在天体引潮力作用下产生的海面周期性涨落现象。
1、水的特性?水的三态与三相:固态⇔液态⇔气态:吸收和释放热量水的高热容性:热容是指一个物质由于加载了微量热量而升高一定温度时,热量与升温幅度的比值;水分子结构特殊正负极不能抵消⇒非对称极性分子⇒水分子的缔合--水的溶解能力强2、海水的组成80多种化学元素三类:常量元素(>100毫克)、微量元素(1-100毫克)和痕量元素(<100毫克)海水常量成分恒定性原理:定义:海水的总含盐量或盐度是可变的,但常量成分浓度之间的比值几乎保持恒定。
海洋科学导论复习提纲第一章绪论海洋科学研究内容:全球海洋总面积约3.6亿平方公里,平均深度约3800米,最大深度11034米。
全球海洋的容积约为13.7亿立方公里,占地球总水量的97%以上。
地球科学:以地球为研究对象的科学体系地球科学包括地理学、地质学、大气科学、海洋科学、水文科学、固体地球物理学。
其相关学科有环境科学和测绘科学。
地理学:研究地球表面自然现象、人文现象以及他们之间的相互关系和区域分异的学科地质学:关于地球的物质组成、内部结构、外部特征、各圈层间的相互作用和演变历史的知识体系大气科学:研究大气的各种现象及人类活动对他的影响,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学科水文科学:关于地球上水的起源、存在、分布、循环、运动等变化规律和运用这些规律为人类服务的知识体系。
海洋科学:研究地球上海洋的自然现象、性质以及其变化规律,以及和开发与利用海洋有关的知识体系。
海洋科学分为:物理海洋学、海洋化学、海洋生物、海洋地质等四大学科。
物理海洋学:以物理学的理论、技术和方法研究发生于海洋中的各种物理现象及其变化规律的学科。
海洋化学:研究海洋各部分的化学组成、物质分布,化学性质和化学过程的学科。
海洋生物学:研究海洋中一切生命现象和过程及其规律的学科海洋地质学:研究海洋的形成和演变,海底地壳构造和形态特征,海底沉积物的形成过程和有关海洋的起源及演化以及海洋地热、地磁场和重力场等。
海洋科学的研究对象是地球表面的海洋,以及溶解或悬浮于海水中的物质,生存于海洋中的生物、海洋底边界、侧边界和上边界。
海洋科学特点:1、特殊性与复杂性;2、作为一个物理系统,海洋中的三态变化无时不刻不在进行,是其他星球上未发现的。
3、海洋作为一个自然系统,具有多层耦合的特点。
研究特点:1、明显依赖于直接观测;2、信息论控制论系统论等方法在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益明显。
Lecture0 地球、大气和海洋概述1.海洋在水循环中起着关键作用。
海洋持有地球上的97%的水;78%的全球降水发生在海洋之上,它是86%的全球蒸发源。
2.Why Study Ocean?✧超过62%的人口居住在离海岸线100km范围内,并且这部分人口增长率最快✧超过50%的海岸线处于危险之中✧海洋提供了人类大量的食物及矿产资源✧人类活动产生大量的有毒或未经处理的污水及生活垃圾,对海洋造成严重污染,从而威胁海洋生态系统✧海洋调节全球气候,海洋状态的变化将给人类难以预料的后果3.反常膨胀:水在4 C时密度最大,由水分子结构决定。
因此水在密度最大时仍然为液态。
水的特殊性质对海洋环流形成,以及对海洋所有生命的生存极其重要。
(A)秋季的冷却空气(4C)导致湖水表面冷却,表层比底层暖水密度更大,此处显示为15摄氏度。
这造成对流翻转和混合湖水。
(B)在持续冷却和对流的情况下,湖水达到最高密度的均匀温度,约为4C。
(C)随着冬季的临近和气温的进一步降低,湖面出现冷却,但这种水的密度低于底层的4C水。
地面结冰,而底层水保持在4C。
Lecture1 IPO概况1.物理海洋学是海洋流体运动的研究。
其目标是了解所有时间和空间尺度上的过程,以模拟这些过程,并在可能时进行预测。
2.地球是70.8%的水覆盖。
在85-90°N和55-60°S之间没有土地。
在纬度为45-70°N时,陆地比水多。
在纬度为70-90°S的只有陆地(南极洲)。
珠峰8844.43米+3.5米冰盖。
陆地平均海拔840m,海洋平均深度3800m,平均海水覆盖3000m。
太平洋占地球表面51%。
3.Pacific: 179 x106 km2, 46%; 15,000 kmAtlantic: 106x106 km2, 23%; 5,000 kmIndian: 75 x106 km2, 20%; 5,000 km4.地球半径为6371公里。
物理海洋学复习提纲1、海洋学的学科体系是怎样的?什么是物理海洋学,它的研究对象与方法是什么?●海洋学:是研究海洋的自然现象、性质及其变化规律,以及开发利用海洋的知识体系。
是地球科学和地理学中的自然地理学的组成部分。
【基础学科】物理海洋学、海洋化学、海洋地质学、海洋生物学【边缘学科】海洋环境学、海洋气象学、航海海洋学、渔场海洋学、军事海洋学、区域海洋学、海洋工程、海岸工程、海港工程、围海工程、深海采矿工程、海水养殖、海水淡化工程、海水综合利用工程、海洋能开发工程、海洋水下工程、海洋空间开发工程、海洋石油和天然气开采工程●物理海洋学:运用物理学的观点和方法,研究海洋中的力场、热盐结构、以及相关的各种机械运动的时空变化,并研究海洋中的物质、动量和能量的交换和转换的学科。
●物理海洋学所研究的对象,是人类和其他生物赖以生存和生活的海洋中的物理环境。
这种环境中的物理过程,与地球上的气候和天气的形成和变化、海洋生物的生存和生活、海洋中物质和热量的输送、海岸和海底的侵蚀和变化,以及海洋的交通运输和军事活动等,都有密切的关系。
●研究方法:观测与调查(现场和室内试验): 卫星遥感、航拍,海洋调查船, 锚系、浮标,采样,样品分析,水槽试验,数值实验理论化知识体系的建立: 从铅笔/纸张到超级计算机;从数据分析到理论; 从理论到模型2、海里相当于多少公里?纬度中1分相当于多少海里?表示航行速度经常有单位“节”,一节相当于多少m/s?地球的自转角速度是多少?●1海里=1.852km;纬度中1分相当于1海里、纬度中1度相当于60海里,约111km;●1节(kt)=1海里/小时=1.852km/h(约等于0.5m/s);●地球自转的角速度ω=2π/(24x3600s)=7.27x10^-5 rad/s3、世界海洋中根据其空间尺寸如何分类?什么是边缘海?什么是陆架浅海?●洋(Ocean)、海(Sea):边缘海,陆架浅海、海湾(Bay,Gulf,Embayment)、海峡(Strait, Gullet)、峡湾(Fjord)、潮汐汊道(Tidal inlet)、河口(Estury)、潮滩(Tidal flat)、沙滩(Sand beach)●位于大陆边缘,以岛屿、群岛或半岛与大洋分隔,仅以海峡或水道与大洋相连的海域。
●大陆架:它的范围自海岸线(一般取低潮线)起,向海洋方面延伸,直到海底坡度显著增加的大陆坡折处为止。
大陆架是大陆的自然延伸,原为海岸平原,后因海面上升之后,才沉溺于水下,成为浅海。
4、海洋中声音传播的速度与什么因素有关?何为海洋声道,其成因与特征分别是什么?●海水的盐度、水深(压强)、海面和海底状况、海水的运动、海洋中包含的各种不均匀体如气泡和生物等●从声速最低的地方发射的声波,由于上下层的声速不同而发生折射,造成声波传播途径总是弯向声速最低的地方。
大部分声波在海水中经过这样的往复弯曲折射,而不与海面和海底接触,故能量损失很小,这种现象称为声道现象。
声速最低的地方称为声道轴。
5、海洋中光的传播与什么因素有关?光在水层中的衰减满足什么定律?光的传播对海洋生态系统有何影响?什么是真光层?●(1)海水中光的吸收:光能量在水中损失的过程就是吸收。
吸收也存在不同的物理过程:有些光子是在它的能量变为热能时损失了,有些光子被吸收后由一种波长变为了另一种波长的光。
(2)海水中光的散射:散射时,光子没有消失,只是光子的前进方向发生了变化。
也导致水中准直光束能量的衰减。
海水中引起光散射的因素很多,主要有水分子和各种粒子,包括悬移质粒子、浮游植物及可溶有机物粒子等。
●●植物是海洋中生命的关键一环。
植物需要光,光能够到达的海洋深度在一定程度了决定了大多数海洋生物的生存深度。
●真光层,又名透光带,英文photic zone,指水层中有光线透过的部分。
为海洋生物生态作用最活跃的水层。
6、风速的垂向分布如何?风应力如何计算?风的大小是如何分级的?●垂向风速剖面:●风应力计算:7、海洋的热平衡是怎样的?什么是位温?世界大洋的水温分布如何?受什么因素控制?●热平衡:太阳短波辐射、海面有效回辐射、潜热(蒸发和凝结)、显热(对流)●位温:某一深度海水绝热上升到海面时温度,比现场温度低●空间:垂向(混合层、温跃层、深层海洋);表面(纬向带状分布,北半球大洋西部温度大于东部、南半球相反)时间:日变化(变化小,正弦曲线);年变化(热带变化小周期半年、温带变化大周期一年,近岸海域温差大,)●因素:太阳辐射、大洋流动、风8、什么是上混合层?其季节性变化特征是什么,由何种因素控制?●上混合层:海洋要素(特别是位温)随深度分布趋于均匀的海洋边界层。
●夏季:太阳辐射强、表面风弱,所以混合层最浅;冬季:海洋失去热量、表面风强,所以混合层最深。
9、世界大洋的盐度分布规律如何?为什么会形成这样的分布?●空间:就大洋表层盐度的多年平均而言,其经线方向分布与蒸发、降水之差(E—P)有极为相似的变化规律基本上也具有纬线方向的带状分布特征,但从赤道向两极却呈马鞍形的双峰分布。
即赤道海域,盐度较低;至副热带海域,盐度达最高值;从副热带向两极,盐度逐渐降低,这与极地海区结冰、融冰的影响有密切关系。
●时间:由于蒸发、降水、结冰和融冰都有年周期变化,所以海洋表层盐度的年变化也有周期性。
极地海域:春季(大约4月)融冰,表层盐度最低,冬季季风强烈并且结冰排出盐分,近表层盐度最高。
中纬度海域:夏季(7—9月)降水和径流最大,盐度值最低,冬季蒸发强降水少,盐度值最高。
热带海域:季节变化不明显。
10、什么是海水的状态方程?为什么在河口地区海水的密度主要由盐度变化决定?●海水状态方程是描述海水状态参数(温盐密)之间关系的方程式,也称为P-V-T性质。
●河口区域海水盐度变化大,相比较于温度而言对密度的影响更大。
11、什么是连续方程?Boussinesq假定是什么?要什么条件才能满足?什么是静压假定,需要什么条件才能满足?●连续方程:●Boussinesq假定:流体的密度跟压强和温度有关,在低速流动中,流体压强变化不大,主要是由于温度的变化引起密度变化,因此忽略压强变化引起的密度变化,只考虑温度变化引起的密度变化叫做Boussinesq假设。
海洋中的速度要小于声速;波浪或者扰动的相速度必须小于声速;运动的垂直尺度必须小于C**2/g(g是常量)●静压假定:静压近似是指对水平尺度远大于铅直尺度的大尺度运动,垂向动量守恒方程可以简化为静压关系。
(看书!)12、海洋中的力有哪些?动量平衡方程(欧拉方程,Navier-Stokes)是怎样的?●重力:引潮力、浮力、水平压强梯度力摩擦力:风应力、底部切应力惯性力(表观力、伪力)●欧拉方程:13、什么是雷诺数?它表示怎样的物理意义?雷诺应力与湍流摩擦是什么关系?●水体紊动是由于流体运动的非线性作用产生的。
这种非线性作用可以用动量方程中的非线性项来表达,组合成一个无量纲数Re=ρvL/μ,ρ、μ为流体密度和运动粘性系数,v、L为流场的特征速度和特征长度●湍流摩擦与雷诺应力的关系:14、 在混和中,静力稳定与动力稳定是如何定义的?什么是双扩散,“盐指”是怎样形成的?静力稳定度:如果密度较大的水体浮于较小水体的上面,上层水体就会下沉,反之则不会下沉。
动力稳定度:本来处于静态稳定的海表,在风应力等动力作用下发生不稳定现象叫做动力不稳定,其量度叫动力稳定度。
在海洋中的某些区域,较轻的水位于较重的水之上,但是即使在没有洋流的情况下,水体仍然会发生不稳定。
其中存在四种情况:热高在上、热低在上、冷高在上、冷低在上。
暖的高盐水位于冷的低盐水之上:变化过程称为盐指(salt fingering ),最终使得密度随深度的增加呈阶梯状分布。
15、Ekman 的基本假设是什么,其解析解如何?具有哪些特征?Ekman 输运如何确定?底Ekman 层的特征又是怎样的?基本假设:1、没有边界 远离海岸成立2、无限深海 d>>200m 成立3、f 平面近似 成立4、定常态 如果风的作用>1天时成立5、Az 只是U (10)**2的函数。
这个假设认为Az 与深度无关。
实际上在混合层底,Az 会有很大的变化,所以更准确的做法是将湍流粘度系数看成是z 的函数。
6、密度分布均匀基本满足,除了考虑稳定度的影响。
解析解: )4sin()exp()4cos()exp(00az az V v az az V u +=+=ππ特征:背风而立,表层流的流动方向总是在风向右侧45度角处。
(埃克曼螺旋结构)Ekman 运输:Ekman 流的质量输送方向与风向垂直,在北半球指向风的右方。
16、 何为Ekman 抽吸?其对上升流与下降流的形成起着怎样的作用?海洋表面风场是不均匀的,从而导致的Ekman质量输送也是空间分布不均匀的,会引起表层海水的辐合辐散,根据质量守恒定律,Ekman层中就出现了海水的上升和下降运动,这个过程称为Ekman抽吸。
17、什么是地转流?什么是Margule方程?密度流中如何根据温盐分布计算地转流的流速?地转流:水平尺度超过几十公里,时间尺度超过几天的海流运动,海面风应力和其他摩擦力很小,可以忽略不计,这时海水受到的压力梯度力与柯氏力平衡,形成的海流就是地转流Margule方程:111111() n n n n nn n nn n n nf v v fi v vg gρρρρρρρ------⎛⎫⎛⎫-=≈- ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭已知两层流体的密度、上层流体的速度和交接面的倾角(i),就可以计算下层流体的速度。
计算:温盐分布——密度——比容——动力高度(位势)——相对速度——绝对速度18、简述Sverdrup, Stommel和Munk的风生环流理论Sverdrup:设海面有定常的风应力作用,产生定常的恒速运动。
通常情况下,风应力分布不均匀,存在压力梯度力。
于是,大洋中的流动是压力梯度力、柯氏力和垂直湍流摩擦力三力平衡的产物。
水平边界条件:在海表面,摩擦力等于风应力;在-D深处,摩擦力为0。
1、Sverdrup假设:1)海洋内部流为地转流;2)海洋内部的静止层具有统一深度;3)Ekman输送是正确的。
第一和第三个假设我们前面证明过,但是对于热带海洋的静止层深度,我们还知之甚少。
2、Sverdrup解满足东边界的边界条件,但是流线在西边界不封闭。
与Ekman漂流理论的解比较,Sverdrup解不能给出不同深度层的流速,但考虑了大洋东边界。
3、Sverdrup解只能应用于邻近大洋东岸的中部海区。
Stommel:为了考虑西边界区域,需要提出比较复杂的模式。
Stommel考虑海底摩擦效应,建立了封闭大洋中的漂流模式。
(忽略非线性平流项和水平摩擦项)边界条件:假设风应力是纬向的,具有余弦函数形式;底摩擦与速度成比例。