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1、第一部分：海洋科学基本知识（一）海、洋概观洋、海、海湾、海峡的概念洋或称大洋，是海洋的主体部分，一般远离大陆，面积广阔，约占海洋总面积的 90.3；深度大，一般大于 2000m； 海是海洋的边缘部分，海的深度较浅，平均深度一般在 2000m 以内。海湾是洋或海延伸进大陆且深度逐渐减小的水域，一般以入口处海角之间的连线或入口处的等深线作为与洋或海的分界。海峡是两端连接海洋的狭窄水道。海峡最主要的特征是流急，特别是潮流速度大。海和洋的主要特征洋的主要特征：远离大陆，面积广阔，约占海洋总面积的 90.3；深度大，一般大于 2000m；海洋要素如盐度、温度等不受大陆影响，盐度平均为 35，且年变化小；
2、具有独立的潮汐系统和强大的洋流系统。盐度：1000 克海水中含盐的克数。海的主要特征：海的深度较浅，平均深度一般在 2000m 以内。其温度和盐度等海洋水文要素受大陆影响很大，并有明显的季节变化。水色低，透明度小，没有独立的潮汐和洋流系统，潮波多系由大洋传入，但潮汐涨落往往比大洋显著，海流有自己的环流形式。海湾潮差、海峡流速的主要特征海湾中的海水可以与毗邻海洋自由沟通，故其海洋状况与邻接海洋很相似，但在海湾中常出现最大潮差，如我国杭州湾最大潮差可达 8.9m。海峡最主要的特征是流急，特别是潮流速度大。海流有的上、下分层流入、流出，如直布罗陀海峡等；有的分左、右侧流入或流出，如渤海海峡等。由于海
3、峡中往往受不同海区水团和环流的影响，故其海洋状况通常比较复杂。海按照位置的分类；中国近海海洋区域划分及基本形态特征按照海所处的位置可将其分为陆间海、内海和边缘海。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。陆间海和内海一般只有狭窄的水道与大洋相通，其物理性质和化学成分与大洋有明显差别。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。中国近海各海区所属海洋类型渤海 内海黄海 边缘海东海 边缘海南海 边缘海世界大洋按照位置的划分及各大洋形态特征世界大洋通常
4、被分为四大部分，即太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋太平洋是面积最大、最深的大洋，其北侧以白令海峡与北冰洋相接；东边以通过南美洲最南端合恩角的经线与大西洋分界；西以经过塔斯马尼亚岛的经线(14651E)与印度洋分界。印度洋与大西洋的界线是经过非洲南端厄加勒斯角的经线(20 E)。大西洋与北冰洋的界线是从斯堪的纳维亚半岛的诺尔辰角经冰岛、过丹麦海峡至格陵兰岛南端的连线。北冰洋大致以北极为中心，被亚欧和北美洲所环抱，是世界最小、最浅、最寒冷的大洋。“南大洋”的概念太平洋、大西洋和印度洋靠近南极洲的那一片水域，在海洋学上具有特殊意义。它具有自成体系的环流系统和独特的水团结构，既是世界大洋底层水团的主要形
5、成区，又对大洋环流起着重要作用。因此，从海洋学(而不是从地理学)的角度，一般把三大洋在南极洲附近连成一片的水域称为南大洋或南极海域。联合国教科文组织(UNESCO)下属的政府间海洋学委员会(IOC)在 1970 年的会议上，将南大洋定义为：“从南极大陆到南纬 40为止的海域，或从南极大陆起，到亚热带辐合线明显时的连续海域。 ”（二）海岸带和海底地形海岸带、潮间带等概念海岸带是海陆交互作用的地带。海岸地貌是在波浪、潮汐、海流等作用下形成的。海岸是高潮线以上狭窄的陆上地带，大部分时间裸露于海水面之上，仅在特大高潮或暴风浪时才被淹没，又称潮上带。海滩是高低潮之间的地带，高潮时被水淹没，低潮时露出水面
6、，又称潮间带。水下岸坡是低潮线以下直到波浪作用所能到达的海底部分，又称潮下带，其下限相当于 1/2 波长的水深处，通常约 1020m 。海岸带组成现代海岸带一般包括海岸、海滩和水下岸坡三部分。海岸带类型海岸发育过程受多种因素影响，交叉作用十分复杂，故海岸形态也错综复杂，国内外至今没有一个统一的海岸分类标准。中国海岸带和海涂资源综合调查简明规程将中国海岸分为河口岸、基岩岸、砂砾质岸、淤泥质岸、珊瑚礁岸和红树林岸等六种基本类型。大陆边缘类型及各部分的名称大陆边缘是大陆与大洋之间的过渡带，按构造活动性分为稳定型和活动型两大类。稳定型大陆边缘由大陆架、大陆坡和大陆隆三部分组成。活动型大陆边缘与现代板块
7、的汇聚型边界相一致，是全球最强烈的构造活动带，集中分布在太平洋东西两侧，故又称太平洋型大陆边缘。太平洋型大陆边缘又可进一步分为岛弧亚型和安第斯亚型两类。洋中脊的定义及分布特征大洋中脊又称中央海岭，是指贯穿世界四大洋、成因相同、特征相似的海底山脉系列。大洋中脊体系在各大洋的展布各具特点。在大西洋，中脊位居中央，延伸方向与两岸平行，边坡较陡，称为大西洋中脊；印度洋中脊也大致位于大洋中部，但歧分三支，呈“入”字型展布；在太平洋内，因中脊偏居东侧且边坡平缓，故称东太平洋海隆。大洋中脊的北端在各大洋分别延伸上陆。海底地貌所包括内容海岸带、大陆边缘、大洋底海底构造主要学说板块构造学说是多学科相互交叉、渗透
8、发展起来的全球构造学理论，它吸取了魏格纳大陆漂移说的精髓 活动论思想，以海底扩张说为基础，经过Wilson(1965)、Morgan(1968) 、LePichon(1968)等一大批科学家的综合而确立的。板块构造学说是大陆漂移和海底扩张的引伸和发展。（三）水和海水的物理性质水分子结构的特殊性；水的溶解性、密度变化异常现象水分子是由一个氧原子和两个氢原子组成的。假如两个氢原子和氧原子简单的结合在一起，那么，正负电荷的极性可恰好抵消。水分子的结构却呈不对称的水分子，但水的化学性质并末改变，这种现象称为水分子的缔合。缔合分子与温度有关，温度升高时促使缔合分子离解，温度降低时有利于分子缔合，从而导致
9、水与其他液体或者其他氧族元素的氢化物相比，在性质上产生异常。水是一种很好的溶剂，溶解能力很强。其原因是水分子有很强的极性，容易吸引溶质表面的分子或离子，使其脱离溶质的表面进入水中，海水正是水溶解了许多物质的一种复杂溶液，所以其性质与纯水有差异。“热胀冷缩”是一般物质的性质。纯水在大气压力下，温度 4C 时密度最大，等于 1000Kg/m3;在 4C 以上时，密度随温度的降低而增大，但在 4C 以下时却随温度的降低而减小，即所谓“反常膨胀” 。水结冰时体积增大，密度减小，可达 916.7Kg/m3,所以冰总是浮在水面上。绝对盐度定义绝对盐度是指海水中溶解物质质量与海水质量的比值。标准海水的定义经
10、过放置和严格的过滤处理，调整其氯度为 19.38左右（其氯度值准确测定到0.001）的大洋海水海水热容、热膨胀、蒸发、压缩性等的热力学定义；海水温度相对大气温度变化缓慢、海水不遵循热胀冷缩规律等特性海水温度升高 1K（或 1C）时所吸收的热量称为热容。在海水温度高于最大密度温度时，若再吸收热量，除增加其内能使温度升高外，还会发生体积膨胀，其相对变化率称为海水的热膨胀系数。单位体积的海水，当压力增加 1PA 时，其体积的负增量称为压缩系数。使单位质量海水化为同温度的蒸汽所需的热量，称为海水的比蒸发潜热。也正因为海水的比热容远大于大气的比热容，因此海水的温度变化缓慢，而大气的温度则变化剧烈。在大气
11、压力下，低温、低盐海水的热膨胀系数为负值，说明当温度升高时海水收缩。海水的盐度对海水冰点温度、最大密度对应的温度的影响海水的沸点和冰点与盐度有关，即随着盐度的增大，沸点升高而冰点下降。含有盐分的海水，其冰点和最大密度温度都随着盐度的增加而降低，但降低的数值不同。海水密度定义单位体积内所含海水的质量，其单位是g/cm3;（或 kg/m3;） 。密度与海水温度、盐度和压力的关系海水密度是盐度、温度和压力的函数，因此，海洋学中常用（s,t,p）表示。一般来说，海水密度随温度升高而减小；但当温度低于某一个数值时，热膨胀系数为负值，这时，海水密度随温度升高而增大。这一温度便是海水最大密度时的温度，这时的
12、密度，叫条件密度，它不是常数，而是盐度的函数。海水密度与盐度的关系是近似线性关系，当盐度增加时，海水密度增大。海水密度随压力的增加而增大。海水状态方程的定义海水状态方程是海水状态参数温度、盐度、压力与密度或比容之间相互关系的数学表达式（四）海洋水温分布变化特征中国近海表层水温的分布特征海洋温度垂直分布和水平分布：水平分布：冬季：南海表层水温高而且分布均匀，尤其是广阔的中南部海域，水温都在 24-26C，北部近岸水域稍低；东海表层水温冬季的明显特点，西北低，东南高，等温线基本呈东南、西北分布，高温区在黑潮流域。黄海水温分布的突出特征，暖水会从南黄海经北黄海指向渤海海峡，影响范围涉及黄海大部海域，
13、当然随着纬度的升高，水温也越来越低。冬季渤海在四个海区中温度最低，尤以辽东湾最甚，中部至海峡附近温度相对较高。夏季各海区表层水温的分布比冬季均匀得多，渤海，黄海大部分海域，均为 24-26C，东海和南海比渤海黄海分布更均匀，绝大部分在 28-29C。中国近海温度的垂直分布及变化特征垂直分布：冬半年在偏北向季风的吹掠下，感热交换和强烈的蒸发，使海洋的失热加剧，涡动和对流混合加强，可是这一过程影响到更大深度，渤海、黄海、东海大部分海域的混合可直达海底。在深水区可达 100 米，甚至更深，混合层内水温的铅直分布极为均匀。这种情况维持时间由正北向南递减。南海并无真正冬季，这种水温均匀层加深的现象，在北
14、部海域尚属明显，中南部海域更不明显。春夏季水文分布特点是季节性温跃层的形成和强盛，由于上层的增温，盐降、减密，形成稳定层接，不利于热量的向下输送，故使下层水文基本保持冬季的低温特征。（五）海洋化学海水主要成分的含义海水是一种非常复杂的多组分水溶液。海水中各种元素都以一定的物理化学形态存在。在海水中铜的存在形式较为复杂，大部分是以有机络合物形式存在的。在自由离子中仅有一小部分以二价正离子形式存在，大部分都是以负离子络合物出现。海水中有含量极为丰富的钠，但其化学行为非常简单，它几乎全部以Na+离子形式存在。海水中的溶解有机物十分复杂，主要是一种叫做“海洋腐殖质”的物质，它的性质与土壤中植被分解生成
15、的腐殖酸和富敏酸类似。海洋腐殖质的分子结构还没有完全确定，但是它与金属能形成强络合物。海水主要成分的构成主要成分（大量、常量元素）：指海水中浓度大于 1106mg/kg 的成分。属于此类的有阳离子 Na+，K+，Ca2+，Mg2+ 和Sr2+ 五种，阴离子有Cl，SO42，Br，HCO3 （CO32） ，F五种，还有以分子形式存在的 H3BO3，其总和占海水盐分的 99.9%。所以称为主要成分。海水中营养成份所包括的元素营养元素（营养盐、生源要素）：主要是与海洋植物生长有关的要素，通常是指 N、P 及 Si 等。海水中的微量元素和主要气体成份所包括元素微量元素：Fe 和 Al，溶于海水的气体成
16、分，如氧、氮及惰性气体等。溶解氧、pH 值、碱度、总碱度等的概念溶解氧是指溶解于水中分子状态的氧，即水中的 O2，用 DO 表示氢离子浓度指数是指溶液中氢离子的总数和总物质的量的比。它的数值俗称“pH值”。表示溶液酸性或碱性程度的数值，即所含氢离子浓度的常用对数的负值。碱度是指水中能与强酸发生中和作用的物质的总量。这类物质包括强碱、弱碱、强碱弱酸盐等。总碱度是指水中所含能与强酸发生中和作用的全部物质，即能接受质子 H+的物质的总量。温室气体的概念温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射,并重新发射辐射的一些气体,如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。主要温室气体的种类水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮 (N2O)、甲烷(CH4)和臭氧(O3)是地球大气中主要的温室气体。海洋污染定义海洋污染：直接或间接由人类向大洋和河口排放的各种废物或废热，引起对人类生存环境和健康的危害，或者危及海洋生命(如鱼类)的现象。海洋化学污染物主要类型或主要的海洋化学污染要素主要是指石油。它是一
