12年海洋科学导论复习题答案

1、海洋学研究意义何在？

面海而兴，背海而衰。⑴全球海洋总面积约占地表总面积的71%，海洋与人类生存环境关系密切，是蛋白质的主要来源，海洋的一举一动影响着全球的气候环境，并且各种海洋灾害污染也影响着人类的生活。⑵海洋蕴藏着丰富的资源，包括生物资源（海洋药物制品，丰富多彩的生物）、化学资源、动力资源（发电）、矿产资源（油气、锰结核等）⑶军事、航运、港工、油气开发。

2、地球外部圈层与内部圈层是怎样划分的？说明他们之间的内在联系和区别。 地球是一个具有同心圈层结构的非匀质体，以地球固体表面为界分为内圈和外圈。地球外圈根据物质性状可以分为大气圈、水圈、生物圈。地球内部圈层被莫霍面和古登堡面分为地壳、地幔、地核，地幔又分为上地幔和下地幔，地核又分为外核和内核。

水圈既独立存在，又渗透于大气圈、岩石圈和生物圈中，并在其间不断循环。生物圈中生物通过呼吸或光合作用在大气中进行着必不可少的氧与二氧化碳的交换，水圈和岩石圈为生物提供着必需的水分和矿物养料，这样，在岩石圈上部、大气圈下部和水圈全部到处都有了生命的踪迹，生物所导致的或以生物活动为中心的物质循环不仅是地球各圈层间物质循环的主要内容，还是各圈层相互联系的重要纽带。大气圈、生物圈、水圈、岩石圈在地表附近相互渗透、相互交错、相互重叠，又使地球上形成了独特的自然环境和表层物质结构，在地球表层，通过水、生物以及其它各种物质循环进行着彼此间复杂的能量和物质交换。地球外圈通过岩石圈和地球内圈联系在一起。

地球内部情况主要是通过地震波的记录间接地获得的。地震时，地球内部物质受到强烈冲击而产生波动，称为地震波。它主要分为纵波和横波。由于地球内部物质不均一，地震波在不同弹性、不同密度的介质中，其传播速度和通过的状况也就不一样。例如，纵波在固体、液体和气体介质中都可以传播，速度也较快；横波只能在固体介质中传播，速度比较慢。地震波在地球深处传播时，如果传播速度突然发生变化，这突然发生变化所在的面，称为不连续面。

3、全球海陆分布的特点？

⑴地球上的海洋是相互连通的，构成统一的世界—大洋；而陆地是相互分离的，故没有统一的世界—大陆。在地球表面，是海洋包围，分割所有的陆地，而不是陆地分割海洋。（2）海洋和陆地在地球表面分布很不均衡。全球陆地面积的67％集中在北半球，而世界海洋面积的57％集中在南半球。海洋面积在北半球约占海陆总面积的6I％，在南半球约占81％。北纬60°至70°一带陆地占海陆总面积的71％，而南纬56°至65°之间几乎没有陆地，因而有人把北半球称为陆半球，把南半球称为水半球。（3）海陆分布存在着不太标准的南北对称现象。从陆地分布来说，欧洲南面有非洲，亚洲南方有大洋洲，北美洲南连南美洲；从海陆分布来看，庞大的欧亚大陆南方有较小的印度洋，庞大的太平洋南侧有较小的大洋洲大陆，北极有北冰洋，南极有南极洲。（4）地表大部分为海水所覆盖。

4、海水组成恒定性原理

1891年马赛特发现“海水组成恒定性”——海水中的主要成分在水样中的含量虽然不同，但它们之间的比值是近似恒定的。据此，如果能测出海水中某一主要成分的含量，便可推算出海水盐度。

5、定压比热Cp和定容比热Cv；位温；

在一定压力下测定的比热容称为定压比热容，记为Cp；在一定体积下测定的比热容称为定容比热容，用Cv表示，Cp和Cv都是海水温度、盐度、与压力的函

数，Cp值在低温、低盐时随温度的升高而减小，在高温、高盐时随温度的升高而增大。Cp值随盐度的增加而降低。定容比热容略小于定压比热容，一般而言Cp／Cv为1～1.02。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，而大气的温度变化相对比较剧烈。

海洋中某一深度（压力为p）的海水微团，绝热上升到海面(压力为大气压P0）时所具有的温度称为该深度海水的位温，记为： ,海水的位温显然比其现场温度低，若其现场温度为t，绝热上升到海面温度降低了△t,则该深度海水的位温=t- △t。在分析大洋底层水的分布于运动时，由于各处水温差别甚小，但绝热变化效应往往明显起来，所以用位温度分析比用现场温度更能说明问题。

6、简要回答大气的垂直分层情况及其温度变化的大致趋势。

按大气的温度结构分层，即根据前置温度梯度的方向把大气分为对流层、平流层、中层和热成层。对流层低层大气总趋势是温度随高度增加而降低，再往上温度的降低趋于缓慢或向上稍有增加。平流层的底层温度随高度无大变化，其上部的温度随高度增加而明显增高。中层最重要的特点是温度随高度升高而降低的很快。热成层温度始终是随高度增加的，且温度日变化和季节变化很显著。

7、海洋全热量平衡方程？

Qt=QS-Qb±Qe±Qh±Qz±QA

9.海水中常量元素主要有哪些？

H B C O F Na Mg S Cl K Br Ra Sr

10.温跃层的定义

温跃层是位于海面以下100—200 米左右的、温度和密度有巨大变化的薄薄一层，是上层的薄暖水层与下层的厚冷水层间出现水温急剧下降的层。

11.洋流的定义及分类？

洋流指海洋中具有相对稳定流速和流向的海水，从一个海区向另一个海区大规模的非周期性运动。洋流的分类：(1)按海流温度与周围海水温度差异分：寒流、暖流（2）按受力分：地转流、惯性流 (3)按成因分：密度流、风海流、补偿流

（4）按发生区域分：赤道流、陆架流、东西边界流（5）按运动方向分：上升流、下降流

12.正压场；斜压场；海洋内压场；外压场的定义

正压场：在静态的海洋中，当海水密度为常数或者只是深度的函数时，海洋中压力的变化也只是深度的函数，此时海洋中的等压面必然是水平的，即与等势面平行。这种压力场称为正压场。斜压场：当海水密度不为常数，特别在水平方向上存在明显差异时（或者由于外部的原因），此时等压面相当于等势面将会发生倾斜，这种压力场称为斜压场。内压场：当海水密度在水平方向上存在明显差异时，必然导致两等压面之间的距离不等，使其相对于等势面发生倾斜。这种由于海洋中密度差异所形成的斜压状态称为内压场。外压场：由于海洋外部原因，例如海面上的风、降水、江河径流等因子引起海面倾斜所产生的压力场称为外压场。

13.什么是科氏力？特点？

在研究海水运动时，必须引进由于地球自转所产生的惯性力，方能直接运用牛顿定律作为工具，从而阐明其运动规律，这个力即成为地转偏向力或科氏力。

（1）只有当物体相对地球运动时才会产生；（2）如果人们沿物体运动的方向看，在北半球它垂直指向物体运动的右方，在南半球恰恰相反，即指向左方；（3）科氏力只能改变物体的运动方向，而不能改变物体运动的速率；（4）科氏力的量值与物体运动的速率即地理纬度的正弦成比例，在赤道上为零。

14.均匀海洋中地转流的特点（空间结构的特点）？

地转流特点：（１）地转流流速大小与等压面和等势面的夹角的正切成正比，与科氏参量成反比；（２）沿两面的交线流动， 北半球流向偏在压强梯度力水平分力右方90度；（３）在北半球，面向流去的方向，右面等压面高，左面低。（4）内压场引起的等压面倾斜主要体现在海洋的上层，随深度增加而减小。外压场引起的等压面倾斜则直达海底。

15.风海流的附效应的种类？

升降流：1、顺岸风2、气旋与反气旋3、辐散、聚带等引起

16.什么是热盐环流？

由温、盐变化引起的环流常被成为热盐环流。

17.大洋表层环流各流系有哪些？赤道流系、西边界流的特征？

赤道流系、西边界流、西风漂流、东边界流、亚北极海流、极地环流、副热带辐射区。

赤道流系溶解氧含量高，营养盐低，高盐，高水色及透明度大

西边界流与近岸水相比，具有高温、高盐、高水色和透明度大等特征，北强南弱。

18.东西边界流的基本特征是什么？

东边界流流幅宽、流速小、影响深度浅、水色低、透明度小、上升流是东边界流海区的一个重要水文特征。

19.海洋中营养盐有哪些？有哪些主要形式？

氮、硅、磷。

21.大洋水团的种类和特点？

1.表层水：具有高温、相对低盐特性，其源就是低纬海区密度最小的表层暖水本身。 2.次表层水：具有独特的高盐特征和相对高温，它是由副热辐聚区表层海水下沉而形成的，其下界为主温跃层，南北范围在南北极锋之间。 3.中层水：具有低盐特征，是西风漂流中的辐聚区表层海水下沉而形成。其深度约在1000~2000m的范围。但地中海水、红海-波斯湾水是高盐的。 4.深层水：北大西洋上部但在表层以下深度上是它的源地，因此贫氧是其主要特性。其深度约在2000~4000m的范围内。 5.底层水：源于极地海区，具有最大的密度。

22.海洋内波形成的原因？有哪些特点？

在海底深层，当海水因温度、盐度的变化，出现密度分层后，经大气压力变化、地震影响以及船舶运动等外力扰动，就可能在海水内部引发起内波。当海水密度上下分布不均匀时，尤其是在海水出现跃层，也就是两层海水的相对密度值大于O.1%时，在外力扰动下，就会在两层海水界面上产生内波。

特点：⑴内波的传播速度比表面波慢得多；⑵振幅较大；⑶内波在海洋内部处处都可能产生；⑷频率不同，传播方向不同；⑸当波形向斜上（下）方传播时，波动能量则向斜下（上）方输送；⑹内波引起上下两层海水方向相反的水平运动，从而在界面处形成强烈的流速剪切，导致水质点的辐聚与辐散。

23.开尔文波与罗斯贝波的特点？

开尔文波：开尔文波是一种长周期重力波，即它同时受重力和科氏力的作用。它是一种以波速c=根号（gh） 沿x方向传播的长波，波面的变化与水质点运动的水平分量u的变化时同步的；由于水道的限制，故水质点在y方向上的速度分量为0。它具有重力波的基本特征。开尔文波的振幅却是y的函数。当波动通过水道时，水道两岸的波动振幅不等，右岸大而左岸小，对南半球而言恰好相反。 罗斯贝波：亦称行星波,是一种远小于惯性频率f的低频波，恢复力是科氏力随纬

度的变化率。它的传播方向始终偏向西方，波速极慢。由于罗斯贝波的波长很大，相比之下它在铅直方向上的运动十分微弱，在实际海洋中可以认为它只是一种水平流系，流向基本与波向垂直。

24.表面波和内波的恢复力有何异同？

表面波的恢复力主要为重力，故有表面重力波之称，而内波的恢复力则为科氏力与弱化重力（即重力与浮力之差），正因为其恢复力很弱从而使其运动比表面波慢得多，无论是它的传播速度还是由它引起水质点的运动都很慢。

25.风浪与涌浪的区别？形成风暴潮的条件？

风浪：当地风产生，且一直处在风的作用之下的海面波动状态；特征：往往波峰尖削，在海面上的分布很不规律，波峰线短，周期小，当风大时常常出现破碎现象，形成浪花。涌浪：海面上由其他海区传来的或者当地风力迅速减小、平息，或者风向改变后海面上遗留下来的波动；特征：波面比较平坦光滑，波峰线长，周期、波长都比较大，在海上的传播比较规则。

形成风暴潮一般有三个条件：一是有利的地形，即海岸线或海湾地形呈喇叭口状，海滩平缓，使海浪直抵湾顶，不易向四周扩散。二是持续的刮向岸的大风，由于强风或气压骤变等强烈的天气系统对海面作用，导致海水急剧升降。三是逢农历初一、十五的天文大潮，它是形成风暴潮的主体。当天文大潮与持续的向岸大风遭遇时，就形成了破坏性的风暴潮。

26.潮汐的定义？引起潮汐的力是什么？

潮汐现象是指天体（主要是月球和太阳）引潮力作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面铅直向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的流动称为潮流。引潮力是引起潮汐的力。

28.半日潮时简易算法？

一天内有两次高潮，两次低潮，潮周期约为１２小时２５分，称作半日潮。

正规半日潮：一个太阴日（24时50分）内，有两次高潮两次低潮，潮差相等。 高潮时＝（日差）0.8×【（阴历日子）-1或16）】＋高潮间隙 低潮时＝高潮时-6时12分

对于正规半日潮海区，将其数值加或减12时25分即可得出另一个高潮时。若将其数值加或减6小时12分即可得低潮出现的时刻—低潮时。

29.潮汐动力理论比较潮汐静力理论有何不同？

1、潮汐静力理论：⑴假设：①圆球，等深海水覆盖；②海水无粘性，无惯性；③不受地转偏向力和摩擦力作用。⑵形成潮汐椭球：在重力、引潮力作用下海面变成椭球形，长轴恒指向月球。地球自转，地球表面相对椭球形海面运动，使固定点发生周期性的涨落。

2、潮汐动力理论：此理论认为，对于海水运动来说，只有水平引潮力才是重要的，因此铅直引潮力所产生的作用只是使重力加速度产生极微小的变化，故不重要。潮汐动力理论还认为，海洋的潮汐实际上是海水在月球和太阳水平引潮力作用下的一种潮波运动，即水平方向的周期运动和海面起伏的传播，海洋潮波在传播过程中，除了受引潮力作用之外，还受到海陆分布、海底地形（如水深）、地转偏向力（即科氏力）以及摩擦力等因素的影响。潮汐动力理论的基本思想：潮汐动力理论是从动力学观点出发来研究海水在引潮力作用下产生潮汐的过程。

30.气候系统的组成？

气候系统是由五个主要分量构成的综合系统，这五个相互联系和相互作用的分量是：大气圈、水圈（海洋）、冰雪圈、岩石圈、生物圈

31.气候系统的性质？

1）气候系统是一个开放系统：气候系统与其外空间的物质交换是微乎其微的。从这个意义上，气候系统可以被看作是一个封闭系统。气候系统与外空间有能量交换。从这个意义上，气候系统是一个开放系统。2）气候系统是一个复杂的系统：无论从描述气候系统的物理量的空间分布和时间变化上讲，还是从气候系统中发生的过程类型上讲，气候系统都是非常复杂的。3）气候系统是一个高度非线性的系统：气候系统中的重要过程：物理过程、化学过程和生物过程。气候系统中发生的重要过程是气候系统各组成部分之间相互作用和相互影响的具体表现，是气候系统表现出高度非线性的根本原因。

32.海洋在气候系统中的地位如何？

（1）海洋对大气系统热力平衡的影响：海洋吸收太阳入射辐射的70％，其绝大部分被贮存在海洋表层（混合层）中。这些被贮存的能量将以潜热、长波辐射和感热交换的形式输送给大气，驱动大气的运动。因此，海洋热状况的变化以及海面蒸发的强弱都将对大气运动的能量产生重要影响，从而引起气候的变化。

（2）海洋对水汽循环的影响：大气中的水汽含量及其变化及其气候变化的表征之一，又会对气候产生重要影响。大气中水汽量的绝大部分由海洋供给，尤其低纬度海洋，是大气中水汽的主要源地。因此，不同的海洋状况通过蒸发和凝结过程将会对气候及其变化产生影响。

（3）海洋对大气运动的调谐作用：因海洋的热力学和动力学惯性使然，海洋的运动和变化具有明显的缓慢性和持续性。

（4）海洋对温室效应的缓解作用海洋，尤其是海洋环流，不仅减小了低纬大气的增热，使高纬大气加热，降水量亦发生相应的改变，而且由于海洋环流对热量的向极输送所引起的大气环流的变化，还使得大气对某些因素的敏感性降低了。

33.影响我国气候的气压带是哪个？

中国陆地部分大致位于副热带高气压带和中纬盛行西风带。南海位于低纬信风带。

34.ENSO及其对全球气候的影响？

厄尔尼诺现今表示在南美西海岸（秘鲁和厄瓜多尔附近)延伸至赤道东太平洋向西至日界线（180度）附近的海面温度异常增暖现象。南方涛动ＳＯ，用以描述热带东太平洋地区与热带印度洋地区气压场反相变化的跷跷板现象。ENSO是厄尔尼诺和南方涛动的合称，用来表示大尺度海洋——大气耦合系统的异常现象。ENSO既包括高SOI和低SOI的特征，又包括赤道东太平洋的暖水事件（厄尔尼诺）和冷水事件（拉尼娜），而且这些现象和事件的发生又都有3～7年的周期。因此，近年来，人们又将ENSO叫做ENSO循环，即暖状态（包括厄尔尼诺和低SOI特征）和冷状态（包括拉尼娜和高SOI特征）的循环。

ENSO期间，赤道东太平洋持续升温，对热带大气环流的影响最为直接。而热带大气环流的异常变化，也比牵动全球大气环流，因而会在全球范围内引起一系列的天气气候异常。在ENSO期间，中东赤道太平洋的海水增暖，西部海水略微变冷。对流在中东太平洋上加强而在印度尼西亚地区减弱。ENSO对西太平洋副热带高压的活动也有明显的影响，包括对副高位置和强度的影响。由于ENSO的发生造成了大气环流尤其是热带大气环流的严重持续异常，因而给全球范围带来明显的气候异常。厄尔尼诺现象的发生使中高纬度西风加强，阿留申低压往往比正常时强（气压值低）因而常给北美西岸地区造成频繁的强风暴活动，使得暴风雨和风暴浪潮的影响较为严重。ENSO对中国气候也有明显的影响，众多的气

候灾害说明ENSO影响大气环流从而导致全球性气候异常。

35.某上升流区摄食浮游动物的鱼类年产量为 20 t（湿重）/km2，该海域初级生产力为200 gC/（m2•a），设鱼的湿重与含碳量之比为 10:1，则该生态系统的平均生态效率E是多少？

P=B*E的n次方 P：次级产量 B：初级产量 E：生态效率 n ：营养级数目 鱼类 初级生产力

36.什么是赤潮？赤潮赤潮现象有哪些危害？

赤潮是海洋中某些微小的浮游藻类、原生动物或细菌，在一定的环境条件下暴发性繁殖（增殖）或聚集而引起水体变色的一种有害的生态异常现象。危害：赤潮发生时，在海洋生态系中生物与环境的关系将发生强烈的变化。众多浮游植物在光合作用过程中消耗水体中大量的二氧化碳，破坏了海域水体二氧化碳平衡体系，使得水体的酸碱度发生较大的变化。由于生产过量，营养物质被消耗殆尽，赤潮生物最终将大量死亡。死亡的尸体再分解过程中又产生硫化氢，氨，甲烷等。大量滋生的微生物，以及微生物分解活动使水体溶氧耗竭，加上有毒赤潮生物分泌的毒素等，严重危害着海洋生物的生存，导致原有海洋生态系统中的结构与功能几近彻底崩溃。