海洋動力學（marine dynamics），研究海洋力場及其引起的各種機械運動的學科。海洋力場包括大氣界面層的力場 、海洋水體的力場和海底岩層的力場。在大氣界面層中，主要是海-氣相互作用所引起的海洋氣象和物質遷移；海底岩層的力場，主要是因海底擴張、火山爆發、殼層塌陷或斷裂等引起的動力學效應；海洋水體的力場引起的各種運動過程，是海洋動力學中的基本內容。
基本介紹
- 中文名：海洋動力學
- 外文名：marine dynamics
- 研究對象：海洋力場及其引起的各種機械運動
- 特點：非常複雜
- 動力過程：潮汐、海流、湍流
- 與大氣比較：驅動機制、運動規模的不同
簡介,動力過程,顯著特徵,與大氣的比較,
簡介
海洋力場包括大氣界面層的力場 、海洋水體的力場和海底岩層的力場。在大氣界面層中，主要是海-氣相互作用所引起的海洋氣象和物質遷移；海底岩層的力場，主要是因海底擴張、火山爆發、殼層塌陷或斷裂等引起的動力學效應；海洋水體的力場引起的各種運動過程，是海洋動力學中的基本內容。
動力過程
海洋水體的動力學過程大體如下：①海洋潮汐。天體引潮力所引起。最顯著的是月球和太陽的引潮力。由於月球、太陽和地球3者的相對位置有規律地不斷變化，引潮力時強時弱，故潮汐變化有大有小，而且有規律地變化。通常農曆每月的朔（初一）和望（十五或十六）出現大潮，上弦（初八或初九）和下弦（廿二或廿三）出現小潮。②海流。主要指風和熱鹽效應引起的、沿一定途徑的大規模海水流動，包括大洋環流、淺海海流等。③海浪。常指由風產生的海水波浪，包括風浪、涌浪和海洋近岸波等。④海洋湍流。海洋水體中不穩定的紊亂流動。以上過程的動力學計算方法，都建立在經典的牛頓力學基礎上。海洋動力學非常複雜，已有的力學模型還有待於深化認識。
顯著特徵
就海洋形狀和範圍來說，全球海洋的物理特徵是由使大陸漂移的構造力決定的，這種構造力創造海洋地殼的同時也使其不斷被消耗。構造運動是由地球上地幔內部熱量驅動的對流引起，其傳輸深度被認為能達到1000km，地幔對流造成大陸(岩石圈)板塊的緩慢漂移(平均每年大約幾厘米)，它們就好像浮在地球的上地幔頂端一樣，對流還引起大洋中脊處海洋地殼的形成以及由於俯衝造成的大洋海溝處海洋地殼的消耗，此外，地幔熱點還會引起群島的形成，如夏威夷群島，因此，俯衝板塊邊緣的海溝比如西太平洋的馬里亞納海溝是全球海洋中最深的點。大洋中脊、群島、淹沒的平頂海山以及海底山等是深海區域中的最淺特徵，它們在海洋動力學中扮演著重要角色。尤其是點綴著西太平洋的成千上萬的海底山，在潮汐混合和海洋環流的其他方而起著非常重要的作用，大洋中脊和其他許多地形特徵對於流域環流很重要，因此必不可少地要將它們包含在數值模型中，而深海溝所起的作用卻是很微小的，由於考慮效率和經濟的緣故，大多數海洋環流模型限制了模型的深度(假的海底)，粗略地等於深海的海底深度，約5000m。
與大氣的比較
海洋中的流體運動與大氣中的流體運動具有很多相似性，同時也有很多差異，差異性主要體現在驅動機制和運動規模方面，在此不可能列出其所有的相似性和差異性以及各自產生的原因。
海洋和大氣的主要差異是它們的驅動方式的差異，大氣的熱量主要來自對流層下方，也有一些熱量來自對流層頂及其上方。幾乎全部的太陽輻射(除了某些波長)穿過大氣包絡後給大地和海洋供熱，產生的熱量反過來又傳輸到大氣層，此外，有一部分熱量穿越大氣氣柱後輻射到太空而造成熱損失，陸地物體和海洋的輻射熱量的不同產生了大規模的大氣環流，這一環流(類似於海洋環流)主要是水平方向的。在狹窄區域，垂直方向的運動穿越很遠的距離，這隻存在於局部區域，比如熱帶耦合帶(ITCZ)和積雨雲區域，由於水蒸汽的冷凝和液態水的蒸發所產生的熱源和下沉對大氣動力學具有深遠影響，由此產生的雲層變化對大氣輻射平衡(以及上層海洋的熱量供應)具有決定性作用。海洋中缺乏類似的機制。相反，海洋的表面受大氣風和通量驅動，太陽輻射僅限于海洋表面的淺層，同時間必然只在海洋表面出現熱損失。
另一主要差異是時間尺度和長度尺度上的差異，海洋具有較長的記憶功能，然而在大氣中，除j'化學成分的滯留時間長達數年的平流層外，很少有直接的記憶，大氣氣柱中朝射平衡的變化(雲和氣溶膠引起)、水蒸汽和雲層的階段性轉換、伴隨的潛在熱量吸收和釋放等引起大氣環流的變化，而在海洋中。海洋的變化主要是受海洋表面應力的驅動。Rossby波的生成、傳播和耗散過程產生緩慢的內部調整，在海洋中的傳播則更加緩慢，在海洋中，由於密度變化很小，布辛涅斯克近似是相當足夠的。在大氣中，即使將與高度有關的絕熱擴散考慮在內，密度變化依然很大，非彈性近似等將聲波過濾而將密度變化保留的方法通常對大部分氣柱的處理是很有用的。
