物理海洋

物理海洋

從廣義上講,現代物理海洋學是研究海洋的熱狀態、動力狀態,以及物理特性的控制和世界各大洋邊界的科學。或者說研究海洋物理特性、海洋水體的運動形式和過程,及其諸多因素與大氣和海底有關因素變化的學科。因此,建立在這個範圍內的理論研究和實地觀測,對於深入了解海洋水體的循環過程是十分重要的。

基本介紹

  • 中文名:物理海洋
  • 形成:波浪動力學,以及潮汐
  • 為了了解:海水的物理特徵
  • 方面的研究:海水光學、海洋聲學
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物理海洋研究意義

在長期的實踐中,,形成了波浪動力學,以及潮汐、海流、地震海嘯等;海水熱力學,以及瞬間海水運動現象,如上升流、渦流等。此外,海水光學、海洋聲學、海洋氣象學等方面的研究,都能為了解海水運動,提供依據。當然,從海洋物理學中衍生出來的海洋聲學,為聲納技術提供了研究基礎;海洋氣象學,為氣象預報技術提供了依據,因為海洋對於世界天氣和氣候,起著決定性的作用,所以,海洋氣象學特別重視海水和大氣層交界面,各種現象的相互作用影響和熱量、水氣交換的研究。
不論是傳統意義上的物理海洋學,還是現代物理海洋學,都是海洋學的一個分支,都是研究海洋的基本物理特性、海水的運動,以及海水在特定時間和空間的變化規律。屬於物理海洋學中最為重要的參數有以下幾方面。
海流。就海流而言,不管是測量表層流,還是次表層流,都是研究人員經常關注的海洋要素。大洋水體有規則的運動為海流。
地球表面受熱不均勻,赤道附近低緯度地區太陽輻射強、氣溫高。隨著緯度增大,太陽輻射愈來愈弱,氣溫也逐步降低。到了南、北極便進入了冰天雪地的世界。由於空氣的流動,赤道地區氣溫高,空氣上升,向兩極方向流動。於是,便在赤道和兩極之間形成一個大氣環流。這種空氣流動就是我們最常見的風。由於受地球自轉等因素的影響,原本正南、正北的風向發生了變化,使地球表面形成了風帶。
風吹水動,某處海水流走了,鄰近的海水馬上補充過來,連續不斷,就形成了海流,這種由風直接產生的海流叫做風海流。
那么,海洋里除了風海流外,還有其他原因引起的海流嗎?當然有。例如,由於海水密度分布不均而產生海水流動的密度流;海水漲落潮時發生水平運動的潮流等。實際上,單一原因產生的海流是極少見的,海流往往是多種原因綜合作用的結果。海流一旦產生,又會受到海水深度、地形變化等因素的影響。為了研究海流,科學家對海流進行了分類。按照成因,將海流分為風海流、潮流、密度流等,按所處位置又分成沿岸流、赤道流和極地流等,按海流的深度分,又有表層流、底層流之分;人們還根據海流的溫度與流經海域的水溫相比較,將其分為暖流或寒流。更奇特的是,海流中還有能上能下的上升流和下降流。因此海流一般為三種:由海水密度不同而產生的海水運動為梯度流。在海風作用下,由風的"拉力"作用而使海水產生運動為風海流;由於長波運動產生的海流,包括潮汐、內波、假潮、海嘯等產生的海水運動為長波潮流。
潮汐。潮汐是由於日月對地球的引力引起的海水水位的周期性漲落。在很多沿岸地區內,海平面由於受月球和太陽的引力作用,每日兩次漲落,所有水體經受潮汐作用的程度,取決於它們的尺度和所處的形狀。世界平均潮差為0.76米。潮差較低的是蘇必利湖,僅為6厘米,相反,在加拿大的芬迪灣,最大潮差達13.5 米。今天,潮汐研究的比較系統完整。重要的是,它對航海、港口建設以及軍事有著特殊意義,所以格外受人關注。
波浪。在海洋中存在著各種不同形式的波動,從風產生的表面波,到由月亮和太陽的萬有引力產生的潮波,此外,還有表面看不見的且下降急劇的密度梯度層造成的內波。以及我們在實驗室十分難得一見的海嘯、風暴潮等長波。
此外,海水溫度、密度、聲速和海洋深度等,也是物理海洋學中最為常見的基本要素。同樣對正在進行的海洋工程、海洋養殖業、海洋環境保護均有特殊意義。海洋深度的測量,是特別重要的;因為一切有意義的海洋學測量值,都必須用深度、緯度和經度坐標進行定位。
近20年來,現代物理海洋學一直重視海洋自身的各種物理現象和過程,尤其是界面過程及大氣關係的研究,取得許多進展。海洋是一個巨大的立體空間,海洋中發生的各種現象和過程,極其複雜,時空尺度差別非常之大。物理海洋學研究,除了一些可以在實驗室進行之外,更多、更普遍的觀測研究,均在海洋現場進行。而海洋水深浪大,環境條件嚴酷,技術要求高,要取得進展,就需要相應的海洋高技術。隨著現代科學技術的發展,一個以遙感、遙測、遙控、自動化和電子計算機技術等為基礎的海洋探測系統,迅速發展起來。包括從空間對海洋表面的遙感技術、水下的海底聲學遙感技術、海洋浮標技術、深潛觀測技術等,初步形成了海洋立體探測研究系統。人們已有可能從海洋內部、海洋界面和海洋外部,對全球海洋或特定海域,進行實時和連續地觀測和研究。

圖書信息

書 名

物理海洋
物理海洋

作 者

傅剛,孫即霖,王秀芹

出版社

出版時間

2009-7-1

ISBN

9787502775148

開本

16開

定價

12.00元

內容簡介

進入21世紀,世界上許多國家紛紛將目光投向了海洋,將海洋視作可持續發展的新空間。中國作為世界海洋大國,在實現民族復興的偉大征程中,也必將以建設海洋強國作為重要的戰略選擇。
建設海洋強國,需要高精尖的海洋科技,需要繁榮的海洋經濟,需要科學規範的海洋管理,需要強大的海洋軍力,同時,也需要從基礎做起,在全體國民中普及海洋知識,引導全民族認識海洋,重視海洋,親近海洋,激發人們熱愛、探索、開發與保護海洋的熱情。做好這些基礎性的工作,對於中國這樣一個有著重陸輕海傳統的國家,在建設海洋強國的過程中具有特別重要的意義。為此,我們邀請了四十餘位活躍在我國海洋科教工作一線的專家、學者,以他們深厚的科學與人文素養為基礎,結合世界海洋發展趨勢和各學科領域的發展現狀,精心編寫了這套《蔚藍海洋知識叢書》,以饗讀者。
透過這套叢書,您將在專家們深入淺出、通俗易懂的表述中,悄然揭開海洋神秘的面紗,從《海洋地理》、《物理海洋》、《海洋地質》、《海洋生物》、《極地海洋》、《海洋技術》、《海洋環境》,到《海洋經濟》、《海洋文化》、《海洋軍事》、《海洋權益》,系統地認識海洋,從中學到大量的海洋基本知識,甚至觸及到當今世界海洋科技最前沿的發展動態,了解到海洋中,特別是大洋、深海和極地還掩藏著大量亟待揭示的奧秘,從而對海洋更加充滿好奇,更加迫切地需要認識和探索海洋。
透過這套叢書,您將清晰認識到占地球表面積70.8%的海洋對於人類意味著什麼。並發現:“生命的搖籃”、“資源的寶庫”、“五洲的通道”、“風雨的故鄉”、“人類可持續發展的新空間”……都是海洋當之無愧的稱號。而合理開發和利用海洋將是人類生存和社會可持續發展的基本條件之一,是解決全球面臨的資源、人口和環境問題的重要途徑。
透過這套叢書,您還將看到我國擁有遼闊的海域、優越的海洋環境和資源條件。知道我國海域內具備豐富的生物物種、巨量的石油和可燃冰儲量,更有幾百萬公頃可進行人工養殖的淺海、灘涂水面,一百餘處海灣和數百千米深水岸線,一千多處旅遊娛樂景觀資源,取之不盡的海水資源和潮汐、波浪、海洋溫差等海洋可再生能源等待著我們的開發利用。從而對興海強國更加充滿信心和希望。
“誰控制了海洋,誰就控制了一切。”今天,中華民族的偉大復興需要海洋,人類社會的繁衍生息離不開海洋。正是在促進民族富強和人類和諧繁榮的責任驅使之下,作者完成了本書的編撰,以進一步幫助公眾、特別是廣大青年朋友豐富海洋知識,增強海洋意識,樹立正確的海洋觀念,以期更多的優秀青年立志於投身海洋事業,為國家發展和人類進步做出貢獻。

圖書目錄

物理海洋
什麼是海洋
地球上的海陸分布
海洋的特徵
世界大洋的劃分
各大洋的形態特徵
毗鄰中國的近海
海水元素成分
海水中鹽分的來源
水的特性:
海水遵循熱脹冷縮規律嗎
海洋是大氣的“空調器”
海洋中鹽分的含量
海水的密度可以直接測量嗎
海水結冰
海冰可以作為淡水資源嗎
海冰對海況的影響
大洋海水溫度分布
季節性溫躍層
熱赤道
海水錶層水溫的日變化幅度
影響洋水循環的主要因素
大洋的主溫躍層
影響大洋表層海水鹽度分布的因素
引起海水運動的力
海流的類型
海水流動
海水的流動與河流不同
地轉流
風海流
風海流對水體的輸運
大洋環流的類型
北海道漁場與南美西岸大漁場的成因
大洋表層環流的地理分布特徵
上層西邊界流對氣候的影響
黑潮的由來
南極海流的特徵
大洋次表層水的運動
大洋中層水的特徵
大洋深層水的運動
大洋底層水是怎么來的
海水波動的特徵
波浪的要素
波動能量
海洋中波傳播過程中水質點的運動
風浪和涌浪
決定風浪大小的因素
涌浪的彌散與角散
波浪傳到淺海和近岸發生的變化
導致波浪破碎的因素
海洋內波
海洋內波的傳播特性
什麼是潮汐
潮汐的要素
潮汐的類型
……

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