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海洋科学导论电子书
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资料类别
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生物农医毕业论文（设计） |
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课程(专业)
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海洋科学导论 |
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关键词
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地球科学|海洋科学导论 |
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适用年级
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大学 |
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身份要求
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普通会员 |
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2008-12-16 22:16:00 |
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kj008 |
内容简介：
海洋科学导论电子书
第一章 绪论……………………………………………………………………… 1
§1.1 地球科学…………………………………………………………………1
1.1.1 地球科学体系…………………………………………………………1
1.1.2 海洋科学………………………………………………………………4
§1.2 海洋科学的发展史………………………………………………………7
1.2.1 海洋知识的积累与早期的观测、研究（18世纪以前）……………7
1.2.2 海洋科学的奠基与形成(19～20世纪中叶)…………………………7
1.2.3 现代海洋科学时期(20世纪中叶至今)………………………………7
1.2.4 海洋科学的未来………………………………………………………9
§1.3 中国的海洋科学 ………………………………………………………10
1.3.1 历史的贡献 …………………………………………………………10
1.3.2 艰难的历程 …………………………………………………………10
1.3.3 美好的前景 …………………………………………………………10
第二章 地球系统与海底科学……………………………………………………13
§2.1 地球的基础知识 ………………………………………………………13
2.1.1 地球的宇宙环境 ……………………………………………………13
2.1.2 地球的形状 …………………………………………………………14
2.1.3 地球的圈层结构 ……………………………………………………15
2.1.4 地球的起源与地质时代 ……………………………………………18
§2.2 海与洋 …………………………………………………………………20
2.2.1 地表海陆分布 ………………………………………………………20
2.2.2 海洋的划分 …………………………………………………………22
2.2.3 海水的起源与演化 …………………………………………………25
§2.3 海底的地貌形态 ………………………………………………………26
2.3.1 海岸带 ………………………………………………………………26
2.3.2 大陆边缘 ……………………………………………………………26
2.3.3 大洋底 ………………………………………………………………30
§2.4 海底构造与大地构造学说 ……………………………………………32
2.4.1 大陆漂移 ……………………………………………………………33
2.4.2 海底扩张 ……………………………………………………………33
2.4.3 板块构造 ……………………………………………………………35
2.4.4 海洋盆地的形成与构造演化 ………………………………………37
§2.5 海洋沉积 ………………………………………………………………40
2.5.1 滨海沉积 ……………………………………………………………40
2.5.2 大陆架沉积 …………………………………………………………44
2.5.3 大陆坡—陆隆沉积 …………………………………………………45
2.5.4 大洋沉积 ……………………………………………………………46
§2.6 海底矿物资源 …………………………………………………………48
2.6.1 滨海砂矿 ……………………………………………………………48
2.6.2 海底石油和天然气 …………………………………………………48
2.6.3 磷钙石和海绿石 ……………………………………………………49
2.6.4 锰结核和富钴结壳 …………………………………………………50
2.6.5 海底热液硫化物 ……………………………………………………51
2.6.6 天然气水合物 ………………………………………………………53
§2.7 古海洋学与全球变化研究 ……………………………………………53
第三章 海水的物理特性和世界大洋的层化结构………………………………56
§3.1 海水的主要热学和力学性质 …………………………………………56
3.1.1 纯水的特性 …………………………………………………………56
3.1.2 海水的盐度 …………………………………………………………58
3.1.3 海水的主要热性质和力学性质 ……………………………………60
3.1.4 海水的密度和海水状态方程 ………………………………………66
§3.2 海冰 ……………………………………………………………………69
3.2.1 海冰的形成、类型和分布 …………………………………………69
3.2.2 海冰的物理性质 ……………………………………………………71
3.2.3 海冰与海况 …………………………………………………………72
§3.3 世界大洋的热量与水量平衡 …………………………………………73
3.3.1 海面热收支 …………………………………………………………73
3.3.2 海洋内部的热交换 …………………………………………………79
3.3.3 海洋中的水平衡 ……………………………………………………81
§3.4 世界大洋温度、盐度、密度的分布和水团 …………………………83
3.4.1 海洋温度、盐度和密度的分布与变化 ……………………………83
3.4.2 海洋水团 ………………………………………………………… 101
3.4.3 海洋混合及温度、盐度、密度的细微结构 …………………… 103
第四章 海水的化学组成和特性 ………………………………………………111
§4.1 海水的化学组成………………………………………………………111
4.1.1 海水的主要成分……………………………………………………113
4.1.2 微量元素……………………………………………………………116
4.1.3 海水中的放射性同位素……………………………………………120
4.1.4 海洋化学污染物……………………………………………………121
§4.2 海水中的二氧化碳系统………………………………………………125
4.2.1 海水的pH值…………………………………………………………126
4.2.2 海水的缓冲容量……………………………………………………128
4.2.3 海水的总碱度、碳酸碱度和总二氧化碳…………………………128
§4.3 海气界面的气体交换…………………………………………………130
4.3.1 海水中的溶解气体…………………………………………………130
4.3.2 气体在海气界面的交换……………………………………………132
4.3.3 含硫气体和甲烷……………………………………………………134
4.3.4 氮和惰性气体………………………………………………………135
§4.4 海水中的营养元素……………………………………………………136
4.4.1 海洋中氮、磷、硅的主要存在形式………………………………136
4.4.2 海洋中硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐的分布与变化…………………138
4.4.3 海洋中氮、磷、硅的循环…………………………………………142
§4.5 海洋的化学资源………………………………………………………145
第五章 海洋环流 ………………………………………………………………147
§5.1 海流的成因及表示方法………………………………………………147
§5.2 海流运动方程…………………………………………………………148
5.2.1 运动方程……………………………………………………………148
5.2.2 连续方程……………………………………………………………155
5.2.3 边界条件……………………………………………………………158
§5.3 地转流…………………………………………………………………158
5.3.1 地转方程及其解……………………………………………………158
5.3.2 地转流与密度场、质量场之间的关系……………………………160
5.3.3 地转流的动力计算方法……………………………………………162
§5.4 风海流…………………………………………………………………164
5.4.1 埃克曼无限深海漂流理论…………………………………………164
5.4.2 浅海风海流的基本特征……………………………………………167
5.4.3 风海流的体积运输…………………………………………………167
5.4.4 上升流与下降流……………………………………………………168
5.4.5 近岸流的基本特征…………………………………………………169
§5.5 世界大洋环流和水团分布……………………………………………170
5.5.1 风生大洋环流………………………………………………………170
5.5.2 热盐环流……………………………………………………………171
5.5.3 世界大洋环流和水团分布…………………………………………173
第六章 海洋中的波动现象 ……………………………………………………183
§6.1 概述……………………………………………………………………183
6.1.1 波浪要素……………………………………………………………183
6.1.2 海洋中的波浪………………………………………………………184
§6.2 小振幅重力波…………………………………………………………184
6.2.1 波形传播与水质点的运动…………………………………………185
6.2.2 波动公式与波动能量………………………………………………187
§6.3 有限振幅波动…………………………………………………………192
6.3.1 斯托克斯波的波剖面………………………………………………192
6.3.2 波速与波高…………………………………………………………192
6.3.3 水质点运动轨迹……………………………………………………192
6.3.4 波动的能量…………………………………………………………193
6.3.5 波动的振幅与波高…………………………………………………193
§6.4 海洋内波………………………………………………………………193
6.4.1 界面内波……………………………………………………………193
6.4.2 密度连续变化海洋中的内波………………………………………196
§6.5 开尔文波与罗斯贝波…………………………………………………198
6.5.1 开尔文波……………………………………………………………200
6.5.2 罗斯贝波……………………………………………………………202
§6.6 风浪和涌浪……………………………………………………………202
6.6.1 风浪的成长与消衰…………………………………………………205
6.6.2 浅海和近岸海浪……………………………………………………209
6.6.3 海浪的随机性与海浪谱……………………………………………212
第七章 潮汐…………………………………………………………………… 212
§7.1 潮汐现象………………………………………………………………212
7.1.1 潮汐要素……………………………………………………………212
7.1.2 潮汐不等与潮汐类型………………………………………………213
§7.2 与潮汐有关的天文学知识……………………………………………214
7.2.1 某些天文学的基本概念……………………………………………214
7.2.2 时间单位……………………………………………………………216
§7.3 引潮力…………………………………………………………………217
7.3.1 引潮力的定义………………………………………………………217
7.3.2 引潮力公式…………………………………………………………218
7.3.3 引潮力势……………………………………………………………220
§7.4 平衡潮…………………………………………………………………220
7.4.1 潮汐静力理论………………………………………………………220
7.4.2 平衡潮潮高公式……………………………………………………222
7.4.3 推算潮时的简易方法-八分算潮法……………………………… 224
7.4.4 对潮汐静力理论的评价……………………………………………225
7.4.5 假想天体和分潮……………………………………………………225
§7.5 潮汐动力理论…………………………………………………………227
7.5.1 潮汐动力理论的基本思想…………………………………………227
7.5.2 长海峡中的潮汐和潮流……………………………………………227
7.5.3 窄长半封闭海湾中的潮汐和潮流…………………………………228
7.5.4 半封闭宽海湾中的潮汐和潮流……………………………………230
7.5.5 各种形态海区中潮波特性的比较…………………………………234
§7.6 风暴潮…………………………………………………………………234
7.6.1 定义…………………………………………………………………234
7.6.2 分类…………………………………………………………………235
7.6.3 中国的风暴潮………………………………………………………236
7.6.4 预报…………………………………………………………………237
第八章 大气与海洋…………………………………………………………… 239
§8.1 地球大气的平均状态…………………………………………………239
8.1.1 地球大气的成分与气象要素………………………………………239
8.1.2 大尺度大气运动的基本特征………………………………………249
8.1.3 平均大气环流………………………………………………………251
8.1.4 季风…………………………………………………………………258
§8.2 海洋上的天气系统……………………………………………………260
8.2.1 锋面与温带气旋……………………………………………………260
8.2.2 热带气旋与台风……………………………………………………262
8.2.3 副热带高压…………………………………………………………265
8.2.4 热带辐合带…………………………………………………………267
§8.3 海洋-大气相互作用………………………………………………… 268
8.3.1 海洋在气候系统中的地位…………………………………………268
8.3.2 海洋-大气相互作用的基本特征………………………………… 271
8.3.3 ENSO及其对大气环流的影响………………………………………275
第九章 海洋生物……………………………………………………………… 280
§9.1 海洋生物的环境分区…………………………………………………280
9.1.1 水层部分……………………………………………………………280
9.1.2 底层部分……………………………………………………………282
9.1.3 海洋环境分区………………………………………………………284
§9.2 海洋生物多样性………………………………………………………285
9.2.1 生物多样性概念……………………………………………………286
9.2.2 海洋生物多样性的利用和保护……………………………………297
§9.3 海洋生物生态类群及生物地理学……………………………………305
9.3.1 海洋生物生态类群…………………………………………………305
9.3.2 生物地理学的基本概念及专门名词………………………………313
§9.4 海洋生态系统…………………………………………………………315
9.4.1 海洋生态系统的基本概念…………………………………………315
9.4.2 海洋生态系统的组成成分…………………………………………316
9.4.3 食物链和食物网……………………………………………………317
9.4.4 微型食物网…………………………………………………………320
9.4.5 海洋生物生产力……………………………………………………322
9.4.6 海洋生态系统中生物生产过程和反馈调节………………… 328
§9.5 海洋环境中的若干生物学问题………………………………… 330
9.5.1 海洋中的污染物与生物学过程……………………………… 330
9.5.2 赤潮及其防治………………………………………………… 337
9.5.3 海洋污损生物和钻孔生物…………………………………… 342
9.5.4 海洋生物对海水中声和光的物理效应……………………… 344
§9.6 海洋生物资源的开发利用……………………………………… 350
9.6.1 海洋生物资源………………………………………………… 350
9.6.2 海洋药物资源………………………………………………… 354
9.6.3 海洋生物资源的持续开发利用……………………………… 355
第十章 海洋中的声、光传播及其应用……………………………………360
§10.1 海洋声学概说……………………………………………………360
10.1.1 水声学与海洋声学的发展……………………………………360
10.1.2 海洋声学研究内容……………………………………………361
10.1.3 海洋声学遥感的应用前景……………………………………361
§10.2 声波的基本理论…………………………………………………362
10.2.1 声波……………………………………………………………362
10.2.2 理想流体中的小振幅声波……………………………………362
10.2.3 海水中声波的传播速度………………………………………364
§10.3 海洋的声学特性…………………………………………………367
10.3.1 海水中的声速和声速铅直剖面………………………………367
10.3.2 海水的声吸收…………………………………………………370
10.3.3 海面波浪的声散射……………………………………………372
10.3.4 海底声学特性…………………………………………………372
10.3.5 海洋内部的不均匀性对声波的影响…………………………374
§10.4 浅海中声传播理论和典型水文条件下的声场特征……………374
10.4.1 波动声学基础…………………………………………………374
10.4.2 射线声学基础…………………………………………………375
10.4.3 分层不均匀海洋中的射结声学………………………………377
10.4.4 海洋中声的波导传播和反波导传播…………………………378
10.4.5 深海水下声道…………………………………………………379
10.4.6 浅海表面声道…………………………………………………381
§10.5 海洋的环境噪声…………………………………………………381
10.5.1 海洋中的噪声源………………………………………………381
10.5.2 海洋动力学噪声谱特性………………………………………382
§10.6 海洋声学方法遥测和反演海洋参数……………………………383
10.6.1 声遥测海洋参数………………………………………………383
10.6.2 利用声波反演海洋气候参数…………………………………383
§10.7 海洋的光学性质…………………………………………………384
10.7.1 海洋光学中的一些光学性质…………………………………385
10.7.2 海-气交界面的光学性质…………………………………… 387
10.7.3 光在海水中的衰减……………………………………………389
10.7.4 海水中光的散射………………………………………………390
10.7.5 海洋光学仪器…………………………………………………393
§10.8 海洋中的辐射传递理论…………………………………………394
10.8.1 两流辐射传递理论……………………………………………394
10.8.2 海洋辐射传递的辐亮度传递过程……………………………395
§10.9 水中能见度………………………………………………………398
10.9.1 水下目标的对比度……………………………………………398
10.9.2 图象在水中的传输……………………………………………401
§10.10 海洋激光雷达及其应用……………………………………… 402
10.10.1 海洋激光雷达水深测量方法……………………………… 403
10.10.2 海洋激光雷达叶绿素浓度测量方法……………………… 405
§10.11 水下电视……………………………………………………… 406
10.11.1 距离选通式………………………………………………… 407
10.11.2 视场扫描式………………………………………………… 408
第十一章 卫星海洋遥感……………………………………………………411
§11.1 引言………………………………………………………………411
11.1.1 卫星海洋遥感及空间海洋观测历史背景……………………411
11.1.2 卫星海洋遥感系统……………………………………………412
11.1.3 卫星遥感对海洋科学研究的价值……………………………414
11.1.4 90年代的海洋卫星计划………………………………………418
§11.2 卫星海表温度遥感………………………………………………419
11.2.1 引言……………………………………………………………419
11.2.2 红外辐射计工作原理…………………………………………419
11.2.3 卫星海表温度的反演…………………………………………421
11.2.4 卫星海表温度的应用…………………………………………421
§11.3 海色卫星遥感……………………………………………………422
11.3.1 引言……………………………………………………………422
11.3.2 SeaWiFS与CZCS海色传感器………………………………… 423
11.3.3 与海色卫星遥感有关的海洋光学特性………………………424
11.3.4 海色反演原理…………………………………………………425
11.3.5 海色卫星资料的应用…………………………………………428
§11.4 微波高度计………………………………………………………429
11.4.1 引言……………………………………………………………429
11.4.2 卫星高度计的基本原理………………………………………430
11.4.3 卫星高度计的应用……………………………………………433
§11.5 微波散射计………………………………………………………436
11.5.1 引言……………………………………………………………436
11.5.2 星载微波散射计测风原理……………………………………436
11.5.3 星载微波散射计风场的反演…………………………………437
11.5.4 SSM／I简介……………………………………………………438
11.5.5 卫星风场资料的应用…………………………………………439
§11.6 星载合成孔径雷达………………………………………………441
11.6.1 引言……………………………………………………………441
11.6.2 SAR成象原理………………………………………………… 441
11.6.3 从卫星SAR海浪图象反演海浪方向谱……………………… 444
11.6.4 合成孔径雷达在其他海洋研究中的应用……………………446
第十二章 中国近海的区域海洋学…………………………………………449
§12.1 自然环境概况……………………………………………………449
12.1.1 地理位置、区划和岸线………………………………………449
12.1.2 海底地形、沉积与构造………………………………………451
12.1.3 径流特征………………………………………………………453
12.1.4 气候概况………………………………………………………457
§12.2 海洋水文状况……………………………………………………459
12.2.1 海面热平衡状况………………………………………………459
12.2.2 水温场、盐度场与密度场……………………………………460
12.2.3 跃层、内波与细微结构………………………………………473
12.2.4 水色、透明度和声速的分布与变化…………………………479
12.2.5 海冰的分布与变化……………………………………………482
§12.3 水团和海洋锋……………………………………………………486
12.3.1 渤海和黄海的水团……………………………………………486
12.3.2 东海和南海的水团……………………………………………489
12.3.3 海洋锋及其和渔场的关系……………………………………492
§12.4 海洋环流…………………………………………………………494
12.4.1 水平环流概况…………………………………………………494
12.4.2 上升流和冷、暖涡旋…………………………………………498
§12.5 潮汐、潮流和海浪………………………………………………500
12.5.1 潮汐和潮流……………………………………………………500
12.5.2 海浪……………………………………………………………502
§12.6 海水化学要素的分布与变化……………………………………503
12.6.1 溶解氧含量及饱和度…………………………………………503
12.6.2 活性磷酸盐……………………………………………………504
12.6.3 活性硅酸盐……………………………………………………505
12.6.4 硝酸盐…………………………………………………………505
12.6.5 亚硝酸盐………………………………………………………506
12.6.6 pH值……………………………………………………………507
12.6.7 总碱度…………………………………………………………508
§12.7 生物特征与海洋资源……………………………………………509
12.7.1 浮游、游泳（渔业）与底栖生物特征及资源………………509
12.7.2 化学、动力与矿物资源………………………………………512
§12.8 海洋环境保护……………………………………………………513
12.8.1 海洋环境损害与污染…………………………………………513
12.8.2 污染治理与环境保护…………………………………………515
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