物理海洋学基础知识

7 ]# n. X. t" S1 M8 K

1.物理海洋学和海洋物理学。

* O( _( J: }; `, P- }

物理海洋学主要研究发生在海洋中的流体动力学和热力学过程,其中包括海洋中的热量平衡和水量平衡,海水的温度、盐度和密度等海洋水文状态参数的分布和变化，海洋中各种类型和各种时空尺度的海水与运动及其相互作用的规律。

+ I4 \! z5 ^; w# M" a8 g g! Y

海洋物理学主要研究海水各类运动和海洋与大气及岩石圈的相互作用的规律，海洋中的声、光、电、磁等现象和过程，海洋探测的各种物理学方法。

2.地球如梨形球体，北极高出14km，南极凹进24km。受局部重力异常和海洋环流格局影响。

, J% Y9 v% h, ~9 O# ?$ b1 D

3.海又称为“大海”，是指与“大洋”相连接的大面积咸水区域，即大洋的边缘部分。洋指地球表面上特别广大的水域。海临近大陆，受大陆、河流、气候和季节的影响，海水的温度、盐度、颜色和透明度，都受陆地影响，有明显的变化。大洋与大海相连接，水的温度和盐度不受大陆影响，平均盐度为35%，水色高、透明度大，有独立的潮汐系统和海流系统。

4.五大科学计划：海洋星簇、海气界面、深海星空、海底透视、深蓝大脑。

5.海洋热量收支：短波辐射、长波辐射、感热、潜热、对流。

$ }$ [1 x+ n# z; r& y( M4 T" X

6.海水物理特性：——温盐深仪（CTD）

m5 N5 b! Y. u% S. _

盐度S（通过电导率测量）：海洋表层盐度与其水量收支有直接的关系；表层以下盐度平面分布的差异随深度的增大而减小。平均盐度大西洋（34.9）＞印度洋（34.76）＞太平洋（34.62）。海水在不同纬度带的海面下沉，使海水盐度的铅直向分布，在不同气候带海域内形成迥然不同。

; W0 T' d% i, { J# Q3 }

温度T（直接测量）：混合层、温跃层、深水层

压强P（直接测量）：

6 Z" o! Y5 D5 L; A

速度：

密度：

7.若格陵兰冰盖完全融化，全球海平面将上升约7米，全球上百个海滨城市将沉入水底。此外，北极变暖会导致中高纬度冻土解封，对建造在冻土之上的基建造成较大的安全隐患，并且藏于其中的史前病毒可能会被释放到自然界之中。北半球中纬度地区频频发生极端高温事件，发生森林火灾的风险越来越高。

' ?4 o$ N1 M* ]5 C H* j C6 P

8.我国海洋环境：区位优越，近海水体活跃，海况总体较好，利于海洋开发利用。海水营养盐丰富、水质肥沃。海洋环境类型多，为海洋全方位开发创造了条件。浅海、滩涂广阔，海水养殖和海洋空间得天独厚。自然灾害时有发生，海平面上升威胁，海岸侵蚀和海水倒灌，赤潮。

9.数学物理方程：利用物理定律将物理问题翻译成数学问题。解决数学问题，其中解数学物理方程占有很大比重，将所得的数学结果翻译成物理。

1 \2 J) i; w2 |6 g$ L- {. V

类似气象学的数学方程。

$ i! z- J$ }" p4 ~ N

10.海流：外来的黑潮暖流、内生的沿岸流和疾风漂流。

（1）地转流：不考虑海面风的作用，远离沿岸的大洋中的大尺度、准水平、定常流动。根据引起等压面倾斜的原因不同，分为梯度流、倾斜流。

（2）考虑摩擦的定常流动

6 F, h5 ]3 Z: N8 C2 b7 F4 U' B

（3）非定常流动

) [" Y9 x. \4 @$ B& I

（4）风生大气环流

11.海浪：由风引起海洋表面的小尺度波动。波高几厘米到十、二十米以上罕见，周期零点几到二十秒；波长几十厘米到几百米。

2 g/ W) R) F. I5 L; m; `

海浪研究的意义：防灾减灾，对海表风应力的影响，对海气通量的影响，影响上层混合，影响海流。

- Q* c. |: b/ e W6 s+ s

! j; J/ h, [9 E7 U+ w# H

: A% J+ Q6 R2 ^2 a7 Z

周期

4 n2 q. [# N+ d: l! P5 v

波长

0 t4 A. C1 G3 [) e! S5 O+ k

风浪

零点二到十秒

4 A* q+ F+ y7 W6 a2 c Z

几十厘米到几米

$ |+ R5 |2 ^& }+ P' k

涌浪

/ x8 M, [5 ]& s0 [8 L2 U

十到二十秒

几米到几百米

/ o/ g: }1 b) a6 q

- o# _8 ]& C4 p, g4 K

研究海浪的方法：理论研究（流体力学方程、统计分析），观测研究（实验室和外海观测）、数值研究（计算机模拟）。

: ?# N o* Q2 X2 A5 E- e

12.潮汐：朝生为潮，夕生为汐。垂直涨落为潮汐，水平流动为潮流。

潮波：海水在天体引潮力的作用下，受地理环境和地球自转的影响所产生的周期性运动。

; F5 N. I$ O$ i; o1 R/ R

13.海水运动方程：（待续）

8 r+ {1 E. Q0 `! l, B & @" \* |2 T) R1 K9 x