《海洋科学导论》复习题-2汇总(可打印修改).pdf

1海洋的特性：海洋的特性：1.海洋是环境的产物：在地球上，通过能量、物质的相互传递与环境相互作用。2.海洋形态的固有特性：广漠而有垠、深又浅、连通又阻隔（1）广漠而有垠：占地球表面积 70.8%，被陆地分隔。（2）深又浅：两层含义。其一指海洋平均深度为 3800 米，最深为 11034m（陆地海拔最高为 8848 米)，但地球半径为 6371 千米，因此海洋只是地球上一薄层；其二指海洋垂直尺度与水平尺度比为 10-3 的量级，因此海洋中海水的运动以水平运动为主。（3）连通又阻隔：各大洋水域连成一体，可以充分进行物质和能量的交换。北半球陆地几乎连成一体，阻挡了北冰洋与其他大洋的水交换，使北冰洋底层水无法流出进入其他大洋。其他大洋底层水均来自于南极大陆附近的边缘海。海洋蕴藏着丰富的资源：海洋蕴藏着丰富的资源：1.矿产资源：石油、锰结核、金刚石、重晶石、金、锡2.化学资源：大量无机盐：海水中含 80 多种元素。1kg 海水含 35g 无机盐。全球海洋中共含 5 亿亿吨无机盐，其中：黄金：500 万吨；铀：50 亿吨；镁：2100 亿吨；银：4 亿吨；钴：7 亿吨；碘：820 亿吨；盐：1 立方公里海水含 27 万吨。3.生物资源：蛋白质主要来源、海洋捕捞、提取海洋药物4.动力资源：潮汐、波能、海流能、温差能日、地、月关系：日、地、月关系：地球绕太阳转-分四季，月球绕地球转-月相、日食、月食地球结构地球结构 1.圈层结构：外圈：大气圈、水圈和生物圈(在太阳系中地球的独特性).内圈：地壳、地幔、地核。地壳平均厚度 15km，陆地较厚，平均 33km，主要硅铝质（花岗岩）；海洋很薄，平均 6km，为硅镁质（玄武岩）。洋洋(ocean)：地球上连续巨大的咸水体。海洋的水文特征：面积广阔，占海洋总面积 90.3%；远离陆地，受陆地影响小；水较深（平均 23 千米）；有独立的环流和潮波系统；底质为软泥、红粘土。海海(sea)：占总面积 9.7%；位于大陆边缘，被陆地、岛弧分割的许多形态各异的小水体。世界大洋被分为：太平洋：面积最大，占海洋表面积的 1/2，水深最深大西洋：占世界大洋面积的 1/4印度洋：占世界洋面积的 1/5，平均深度超过大西洋北冰洋：面积最小，水深最浅南大洋：南纬南大洋：南纬 45 度至南大陆间的广阔水域。具有独特的潮波系统和环流系统。度至南大陆间的广阔水域。具有独特的潮波系统和环流系统。海的分类：（海的分类：（1）海所处的位置可将其分为陆间海、内陆海和边缘海；）海所处的位置可将其分为陆间海、内陆海和边缘海；陆间海、地中海：陆间海是指位于大陆之间的海，面积和深度都较大，如地中海和加勒比海。内陆海：是伸入大陆内部的海，面积较小，其水文特征受周围大陆的强烈影响,如渤海和波罗的海等。边缘海：位于大陆边缘，以半岛、岛屿或群岛与大洋分隔，但水流交换通畅，如东海、日本海等。（2）按其连通性可分为海湾、海峡；）按其连通性可分为海湾、海峡；海湾:洋或海延伸进大陆且深度逐渐减小的水域。海峡：两端连接海洋的狭窄水道。最主要的特征是流急，特别是潮流速度大。大陆架：大陆架：海岸线到水深 200 米以内，平均深度 133 米；宽度 11000km，平均 75km；平均坡度 0.1 度；地壳为硅质花岗岩构成。浪、潮、流季节变化，丰富的油气田，渔业，养殖业主要场所。洋盆：洋盆：指大洋中脊坡麓与大陆边缘之间的广阔洋底，水深 40005000m 的开阔水域，占海洋总面积的 45%。海面热收支：海面热收支：收入：世界大洋中的热量几乎全部是通过海气界面到达海洋的太阳辐射能 Qs 支出：海面有效回辐射 Qb、蒸发 Qe 加上：海气间感热交换 Qh 2从而得海面热收支余项 Qw：Qw=Qs-QbQeQh海水与纯水的区别：海水与纯水的区别：研究对象为海水，海水是一种溶解有多种无机盐、有机物和气体，并含有许多悬浮物质的混合液体。因测定出海水中含有 80 多种元素，溶解无机盐总量约 3.5%，而不同于纯水。纯水不包含任何溶解物和悬浮物 的纯粹的水，当然也不包括气体。它有特殊的水分子结构，强溶解性和反常的密度变化，作为海水的主体部分，纯水的这些性质是必要影响到海水特性。海冰：狭义：海水冻结而成的冰海冰：狭义：海水冻结而成的冰 广义：在海洋中见到的冰，包括大陆冰川、河流及湖泊流滑入海中的淡水冰。广义：在海洋中见到的冰，包括大陆冰川、河流及湖泊流滑入海中的淡水冰。世界大洋中约有世界大洋中约有 3%-4%的面积被海冰覆盖着的面积被海冰覆盖着1、形成条件：海水温度降至冰点；相对冰点稍有过冷现象；有凝结核存在2、形成过程：原理：t max 随盐度的增大而降低的速度比 tf 快 当时，结冰情况与淡水相同；当时，海水冰点高于最大密度温度，海面温度降低到冰点，但海水仍在增密过程，使海水呈对流混合状态而无法结冰。只有当对流混合层的温度同时到达冰点，海水才会在整个对流混合层同时结冰。按结冰过程的发展阶段：初生冰；尼罗冰；饼状冰；初期冰；一年冰；老年冰海水盐度海水盐度a、绝对盐度海水中溶解物质质量与海水质量的比值。b、盐度的首次定义（1902）：1kg 海水中将(Br-,I-)以氯置换，碳酸盐分解为氧化物,有机物全部氧化,所余固体物质的总克数。(480 度加热 48 小时），利用海水组成恒定性性质不同地域，海水中主要成分的绝对含量不同，但各含量间的比值近似恒定。测定出其中某一主要成分的含量，便可推算出海水盐度。Knudsen 盐度公式盐度公式S=0.030+1.8050Cl，其中 Cl为氯度，1kg 海水中的溴和碘以氯当量置换，氯离子的总克数。用硝酸银滴定法测定。标准海水国际上统一用一种氯度值为 19.374，对应盐度值为 35.000的大洋水作为标准，该大洋水为标准海水。海水混合形式海水混合形式：分子混合、涡动混合（湍流混合）、对流混合（热盐混合）常量元素常量元素 K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Sr2+、Cl-、SO42-、Br-、HCO3-、F-、H3BO3，浓度大于浓度大于1ppm（10-6）占海水盐分的 99.9%、涉及到 13 种元素，另外还有 Si、主要成分遵守“恒比例定律”、一些海水的主要是重要的海洋化学原料、相对来说对海水主要组分的研究较为成微量元素微量元素：海水中含量在含量在 1ppm（10-6）以下的元素统称为微量元素，有时把浓度在 10-7 以下的元素又称为“痕量元素痕量元素”海流海流：海水大规模相对稳定流动，是海水重要的普遍运动形式之一。“大规模”是指它的空间尺度大，具有数百、数千千米甚至全球范围的流动；“相对稳定”的含义是在较长的时间内，其流动方向、速率和流动路径大致相似。海流具三维特征：水平方向；铅直方向流动海洋环流：海洋环流：指海域中的海流形成首尾相接的相对独立的环流系统或流旋。就整个世界大洋而言，海洋环流的时空变化是连续的，它把世界大洋联系在一起，使世界大洋的各种水文、化学要素及热盐状况得以保持长期相对稳定。海流形成原因海流形成原因：第一，海面上的风力驱动，形成风生海流。由于海水运动中粘滞性对动量的消耗，这种流动随深度的增大而减弱，直至小到可以忽略，其所涉及的深度通常只为几百米，相对于几千米深的大洋而言是一薄层。第二，海水的温盐变化。因为海水密度的分布与变化直接受温度、盐度的支配，而密度的分布又决定了海洋压力场的结构。海洋中的等压面往往是倾斜的，即等压面与等势面并不一致，这就在水平方向上产生了一种引起海水流动的力，从而导致了海流的形成。海面上的增密效应又可直接地引起海水在铅直方向上的运动。3根据海水受力情况及其成因等，从不同角度对海流分类和命名根据海水受力情况及其成因等，从不同角度对海流分类和命名。由风风引起的海流称为风海流或漂流风海流或漂流，由温盐温盐变化引起的称为热盐环流热盐环流；从受力情况受力情况分又有地转流、惯性流转流、惯性流；考虑发生的区域不同发生的区域不同，又有洋流、陆架流、赤道流、东西边界流洋流、陆架流、赤道流、东西边界流。引潮力引潮力是日、月等天体对地球的引力以及它们之间作相对运动时所产生的其它的力共同合成的一种力。它能引起海面的升降与海水在水平方向上的周期性流动。上层西边界流西边界流是指大洋西侧沿大陆坡从低纬向高纬的流，包括太平洋的黑潮与东澳流，大西洋的湾流与巴西流以及印度洋的莫桑比克流等。它们都是北、南半球主要反气旋式环流的一部分，也是北、南赤道流的延续。因此，与近岸海水相比，具有赤道流的高温、高盐、高水色和透明度大等特征。大洋的东边界流东边界流有太平洋的加利福尼亚流、秘鲁流加利福尼亚流、秘鲁流，大西洋的加那利流、本格拉流以及印度洋的西澳流。由于它们从高纬流向低纬，因此都是寒流，同时都处在大洋东边界，故称东边界流。与西边界流相比，它们的流幅宽广、流速小，而且影响深度也浅。风浪风浪是指当地风产生，且一直处在风的作用之下的海面波动状态；风浪的特征往往波峰尖削，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。涌浪涌浪则指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。涌浪的波面比较平坦，光滑，波峰线长，周期、波长都比较大，在海上的传播比较规则。潮汐：定义潮汐：定义：物体在天体引潮力的作用下所产生的周期性运动分类分类(Patterns)1、正规半日潮(regular semidiurnal tide)：一个太阴日（24 时 50 分）内，有两次高潮两次低潮，潮差相等。2、全日潮(diurnal tide)：一个太阴日（24 时 50 分）内，有一次高潮一次低潮。3、混合潮(mixed tide)：一个朔望月(lunar month)内，既有半日潮，又有全日潮。包括：(1)不正规半日潮(irregularsemidiurnal tide)：一个塑望月内的大多数日子是半日潮，少数日子是全日潮。(2)不正规日潮(irregular diurnal tide)：一个塑望月内的大多数日子是日潮，少数日子是半日潮。热带风暴热带风暴即台风、飓风：夏秋季常见，一般是在 610 月，最多是在 8 月三个阶段：先兆波、主振阶段、余震阶段。我国按国际惯例，依据中心最大风力分：最大风速级（）热带低压级（）热带风暴级（）强热带风暴级（）台风台风形成条件台风形成条件：、纬度大于度，因台风起始时刻空气具有一定的水平旋转，有利于气旋性涡旋的发生，所以必须具有足够大的科氏力才行；、水温大于 26.5 度，必须热带洋面，水气凝结潜热释放以维持台风暖心结构，这样在低层有高温高湿的大气，有充沛的水量与热量供给；、弱的垂直切变：切变大，通风效果好，积雨云释放的凝结潜热迅速离开扰动区上空向四周扩散，热量无法集中。切变小，对流层上下相对运动小，凝结释放的潜热始终加热同一气柱而很快形成暖心；积雨云对流联系台风上下流场，把洋面或底层得到的能量源源不断的传输给高空；、初始扰动：东风波为初始扰动的一种形式，另外赤道辐合带（ITCZ），高空冷涡诱生低压和斜压场也可诱发台风。台风移动路径主要有三条：西行、西北行、转向行台风移动路径主要有三条：西行、西北行、转向行台风分布：台风分布：全球海域，在赤道两侧南北纬度内，只有东南太平洋、南大西洋没有台风发生4季风季风:、定义：大范围盛行风向随季节有显著变化的风系；、特点：随季节反向；源起气团性质迥异；造成明显的旱、雨季；、全球三大季风区：印度季风区，东亚季风区，西非季风区全球三大季风区：印度季风区，东亚季风区，西非季风区锋面锋面：、气团：低层大气中存在的物理属性相对均匀的大规模空气集团。按温度分为冷、暖气团；、锋面：不同性质气团的交面；锋区、锋面、锋线。冷锋（上图）：冷气团推动暖气团。暖锋（上图）：暖气团推动冷气团冷锋天气：在槽前锋后易出现连续降水；暖气团爬升，锋前多降雨夏季在槽后或附近可产生短时间强对流降水；冬季锋附近多连续降雨，锋后伴大风。大气的垂直结构大气的垂直结构：有底向上分为对流层、平流层、中层、热成层和逸散层1.对流层：高度北半球中、高纬度 12 到 15 公里；南半球中、高纬度 8 到 9 公里，赤道附近 18 到 19 公里；由于地面辐射，温度随高度升高而降低，每 100 米降低 0.65k，层顶温度为-60 度，主要现象为日常天气；2.平流层：平均高度 50km，因在 2025km 高处有臭氧层吸收紫外线，增温，温度随高度升高，层顶温度大约 0 度，无天气现象；3.中层：高度为 8090km，温度随高度降低很快，最冷层，层顶温度可达-90 度，水气极少，空气稀薄，可见夜光云；4.热成层，又叫暖层、电离层，温度可升高到 1000k，高纬极光多发生在这一层；5.逸散层：过渡珊瑚礁生物群落珊瑚礁生物群落：珊瑚礁广泛分布于温暖或热带浅海中。它们是“所有生物群落中最富有生物生产能力的、分类学上种类繁多的、美学上驰名于世的群落之一”。珊瑚礁是由造礁珊瑚和造礁藻类共同组建的。在珊瑚礁形成过程中，造就了一个特殊的生态环境，引来了丰富多采的礁栖动、植物种类，它们共同组成了珊瑚礁生物群落。珊瑚礁有三种类型：珊瑚礁有三种类型：岸礁、堡礁和环礁。珊瑚礁生物生长的海域水温必须高于 20，适宜温度为年平均值 25左右。珊瑚礁生物群落的生物种类是所有生物群落中最为丰富的，多样性程度亦最高。几乎所有海洋生物的门类都有代表种类生活在珊瑚礁环境之中，它们各自占有适合自身生存的空间。赤潮：赤潮：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爆发性繁殖(增殖)或聚集而引起水体变色的一种有害的生态异常现象。赤潮的长消过程，大致可分为起始、发展、维持和消亡四个阶段赤潮的长消过程，大致可分为起始、发展、维持和消亡四个阶段1.起始阶段：起始阶段：海域内具有一定数量的赤潮生物种(包括营养体或胞囊)。并且，此时的水环境各种物理、化学条件基本适宜于某种赤潮生物生长、繁殖的需要。2.发展阶段：发展阶段：亦称为赤潮的形成阶段。当海域内的某种赤潮生物种群有了一定个体数量时，且温度、盐度、光照、营养等外环境达到该赤潮生物生长、增殖的最适范围，赤潮生物即可进入指数增殖期，就有可能较快地发展成赤潮。3.维持阶段：维持阶段：主要取决于水体的物理稳定性和各种营养盐的富有程度，以及当营养盐被大量消耗后补充的速率和补充量。如果这阶段海区风平浪静，水体铅直混合与水平混合较差，水团相对稳定，且营养盐等又能及时得到必要的补充，赤潮就可能持续较长时间；反之，若遇台风、阴雨，水体稳定性差或因营养盐被消耗殆尽，又未能得到及时补充，那么，赤潮现象就可能很快消失。4.消亡阶段：消亡阶段：指赤潮现象消失的过程。引起消失的原因可有刮风、下雨或营养盐消耗殆尽。也可因温度已5超过该赤潮生物的适宜范围。还可因潮流增强，赤潮被扩散等等。赤潮消失过程经常是赤潮对渔业危害的最严重阶段。海洋生物海洋生物的栖居环境分水层水层和底层底层两部分。水层环境水层环境的主要特征：1.温度温度：海水温度随着纬度、深度和季节的变化而变化，近岸水域和岛屿周围海域的水温变化还受到陆源环境因素的影响，变化频率及温差幅度较之外海及大洋更为强烈。水温是决定海洋生物的生存区域、物种丰度及其变动的主要环境因素。从生物地理学角度出发，可把全球海洋分为：热带(25)、亚热带(15)、温带(北半球 5，南半球 2)和极地寒带(02或 5)等四个温度带。根据海洋生物对温度变化耐受限度，可分为广温性、窄温性或暖水性、温水性、冷水性等不同的生态类群。2.盐度盐度：海水比陆地水含有更多的盐，同样出现成带和分层现象。可以把海洋生物区分为窄盐性种(和广盐性种两大类。前一类包括生活在外海大洋，近海潟湖，尤其是大洋深水区，亦可称之为高盐性种；后一类则主要分布在盐度变幅较大的近岸浅海、海湾及近河口区。海水中存在生命所必需的生物盐，或称生物离子。海水中生物盐浓度能直接影响海洋植物的丰度从而影响到海域的初级生产力。氮、磷之后是钾、钙、硫、镁等。软体动物和脊椎动物等需要大量的钙；镁是叶绿素的必需成分，而叶绿素是植物进行光合作用的基础。常量营养物质和微量营养物质，一部分由江河带入海内；一部分通过生物尸体、有机物的分解以及海底沉积物由水体铅直混合再带入水层而被再利用。3.海水深度对生物最明显的影响是流体静压力流体静压力的作用和光照深度光照深度。1.流体静压力在海洋中每深 10m 压力约增加 1013.25hPa。通常生活在深渊海底的生物的生命活动比较缓慢，2.光照深度光照强度随着水深的增加而指数下降。海洋水体因此形成了浅薄的透光带(层)和深厚的无光带(层)两大部分。为数极少的海洋高等植物和大量的大型多细胞藻类植物被局限在海岸带，而在辽阔无垠的大洋区，初级生产者主要是浮游植物和光合微生物等，它们生活在浅薄的透光带内，依靠光合作用，生产有机物，并作为海洋食物链的基础，启动海洋生态系统中能流的运转，亦为在无光带黑暗环境下生活的海洋动物提供了必需的原初食物。底层部分：底层部分：海底作为海洋生物生存环境，其生态效应主要取决于海底地形、底质类型和海底以上水层的深度及其所具有的理化性质。1.海底地形的影响海底地形的影响：海底地形是相当复杂的，大陆架、大陆坡、海盆、海沟、大洋中脊形态各异，条件迥异，对生物影响各不相同，特别是“海底热泉”在局部海底及其附近水域内形成一个特殊的高温区，其温度可高达 300400，与此高温黑暗环境相适应的海洋生物群落就很特殊。它们赖以生存的生活能源并非来自必须依靠光合作用的海洋植物所产生，而是依靠硫化微生物的生产来启动生态系统的能流运转。2.底质类型的影响底质类型的影响：生物遗体和有机沉积物可遍布于全部的海底。底栖生物遗体之量较浮游生物多，而大陆架外缘以及孤立的海底高地上，浮游生物的遗体却构成沉积物的主体。常见的底栖生物遗体是具有钙质的藻类、软体动物、有孔虫、珊瑚、水螅、环节动物、棘皮动物和海绵等。潮间带和陆架海底沉积物中同样含有一些浮游生物的遗体、底栖生物的骨骼或外壳，局部区域会出现几乎由软体动物贝壳堆成的海底底质。深海大洋海底沉积物可能以有机物为主，也可能以无机物为主。前者称为软泥(oozes)，后者称为红黏土(redclay)。海洋环境分区：从水平方向分为浅海和大洋两部分海洋环境分区：从水平方向分为浅海和大洋两部分浅海区指大陆架海域。包括潮间带和潮下带浅海区指大陆架海域。包括潮间带和潮下带。(1)潮间带，从高潮时浪花可以溅到的岸线，至退潮时水面以上的地带。它是陆地与海洋之间一个狭长的6过渡带(交界处)。潮间带空间的大小决定于潮汐类型和潮间带海底的地形。(2)潮下带，为浅海海域。水层部分最大深度一般不超过 200m，离岸宽度变化很大，平均为 80km。海底地形较为平坦，坡度较小，以大陆缘为外界。大洋区包括大陆架以外的全部海洋区域大洋区包括大陆架以外的全部海洋区域水层部分从垂直方向可分为：(1)海洋上层，水层深度为(0200)m。(2)海洋中层，水层深度为(2001000)m。(3)海洋深层，水层深度为(10004000)m。(4)海洋深渊层，水层深度为(40006000)m。(5)海洋超深渊层，水层深度为(600010000)m。生物多样性生物多样性：是所有生物种类，种内遗传变异和它们的生存环境的总称，包括所有不同种类的动物、植物和微生物，以及它们所拥有的基因，它们与生存环境所组成的生态系统生物多样性通常包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。遗传多样性遗传多样性实际上是遗传信息的多样化遗传信息的多样化，而遗传信息储存在染色体和细胞器基因组的 DNA 序列中。“基因”决定了不同种群间的行为差异，亦反映出生物的遗传多样性。“物种物种”即生物种，是生物进化链索上的基本环节，它处于不断变异与不断发展之中，但同时也是相对稳定的，是发展的连续性与间断性统一的基本形式。物种表现为统一的繁殖群体，由占一定空间、具有统一的繁殖群体，由占一定空间、具有实际或潜在繁殖力的种群所组成，而种群间在生殖上隔离实际或潜在繁殖力的种群所组成，而种群间在生殖上隔离。生态系统多样性为最高层次的生物多样性。生态系统多样性与生物圈中的生境、生物群落和生态过程等的多样化有关，也与生态系统内部由于生境差异和生态过程的多样性所引起的极其丰富的种群多样化有关全球海洋内的主要生物群落有全球海洋内的主要生物群落有:近海生物群落近海生物群落:主要包括由潮间带至大陆架边缘内侧，水体和海底部的所有生物。潮间带是海洋与陆地之间的过渡带浮游动植物、软体动物、底栖动物、游泳动物大洋生物群落：大洋生物群落：包括从大陆架边缘外侧直到深海的整个海域内的海洋生物。大洋生境与近海相比，相对比较稳定。由于光照、水深等的影响，水体上层的环境诸因素变化比较大，但随着水深增加而趋于相对稳定。热泉生物群落：热泉生物群落：热泉喷出的海水含有丰富的硫化氢和硫酸盐，这一特殊环境内硫化细菌非常丰富，它们能以化学合成作用进行有机物的初级生产，从而为滤食性动物提供了饵料基础河口生物群落：河口生物群落：河口是地球上两大水域生态系统之间的交替区。不同的河口类型以及河口所处地域、气候或底质差异的影响，使河口区环境复杂且有很大波动。红树林生物群落：红树林生物群落：是由“红树”大片生长成林，伴随其它植物和动物共同组成的一个互相联系的集合体珊瑚礁生物群落：是“所有生物群落中最富有生物生产能力的、分类学上种类繁多的、美学上驰名于世的群落之一