《海洋学导论》课程教学资源（参考教材）《海洋学》PDF电子版（1986）.pdf_大学文库

第一章绪论第一节海洋学的定义与范围研究发华作海养中的物理、化学、生：物、地质地貌等各种门然现象和过程，以及它」们相工联系的科学，称做海学。海洋学是地球科学的重要分支之一。人有根据研究刈象的不同，通常把它分成为物理海诈学、化学进洋学、非：物海洋学利地质海泸学等四大学科。物弹海洋学主要研究洲汐、波浪、海流等为：体的海水运动的物理特排，以及温度、盐度、密度等海准堪本要素的分及变化：化学海学致丁探讨海淮环境中发生的化学过程，包括海水和生物、联质化学物质的成、结构、在在形态、相作州、变化转移的规律，及其分佰、分离、提联和和用等；作：物海羊学所研究的是海诈：态系、群济结制、动态变化、：物生严力和水产养殆；地质海洋学涉及的是海洋的地质地貌、非盆构造、海底可江资源、海底沉物的形成过程和行关海洋的起源及演化。陆着利学技术的不衙发展，海详各必科闻相互结合、相互渗透日旅加强，于是又产了此边缘科学和新兴科学。例如以研究海洪工程技术为重点的工程海洋学，以卫尾、宁宙飞船收集和传送情报资料的遥感海洋学，以及环境游淮学、军事海洋学和渔业海洋学等，均属丁这类边缘科学和新兴科学。筲二节研究海洋的意义人炎镰以飞存的地球，裤作，占了它表面的0“以.【：，到为三亿六千一百平方下米在人类数千年的文历史进和中，海着作：为牛活的环境，一一方受到人极大的关注。它调节若地球的气帙，蕴数雀取之不足、之不端的动力资源、产资源、生物资湖：和化学资源、它是天然的交通“大道”和园防前哨，又是认识宁由、发展自然科学理论的迎想试验场、现代科学技术的成就，进人本世红小年代以后，海光更卫发民成为国际上的重点呼究对象之一，它完全可以与宁击空问研究、原子能研究相赡关，在华事上，海洋环境对海北事活动有很人的影响，而要取得海上战的动权，现代海洋科学的配合是至为重要的。在这方面的本例，占往今来、可说是蚧拾皆是。例刻1,166！年4月，我国民族英蛭郑成功曾率兵？500入、战船100艘，利用台湾鹿耳门-一邢的潮机会，顺流而人，先下赤坎，后围安平，-·举打败荷兰侵胳者，遂收复了台沙省。海非中的海流和潮流，不仪影响舰船的航速和航向，对海上布雷、导弹发射系也颇为密：切。在第二次世界大战中，德国用水宝封锁奕吉利海敏，使英国舰队遭变了大损尖，其原因之一是德国人学擀了北海至英利海峡的海流的规律。对海【波浪的变化，是军率指挥贞必须注意的，中测就行可能造成难以置信的失

第二次世界大战中，山美、英海军发动的著名诺曼底登陆作：战虽然取得果些成功，们就因没有混确地进行波浪预报，致使融军方面·举损火登陆艇700余艘，这早已成为现代军事教科书中的一个典型战例。当然，能学操波浪的变化规律，则可以掩盖鱼雷的航迹，增加潜艇的隐蔽性等等，从而起到化害为利的作用。利用海水良好的传声性能研制的呐，是发现海上门标的重要丁段。据统计，在第·次世界大战被击沉的游艇总数中，儿平行近60%是靠呐发见的。游水中的度跃层，为潜艇隐薇提供了“液体海底”，但跃附远：现的内波，又有可能浒潜艇抛：水面或压人极限深度之下，这是十分危险的。在五于住代，一艘美风核动力楷艇就因遭受振幅为100 米的内波振荡，最后葬身于大西详底。此外，海洋物和海浪造成的环境噪声，会严重扰声啊和水下监视系统；重力场会影响潜艇和水所舰挺的惯性导航：海洋地磁会影响潜艇的水下导航和磁性水雷的布设等等。由此可见，海上军卓活动给海洋学提出的任务是多种多样的，要在海祥中变为利，获取战斗的胜利，就必须深入开展对海洋学的研究。从经济意义上，辽阔的海洋，可说是一座无所不包的巨人资源宝库。海详孕有若大量的生物资源，北中仅鱼类就有二万五，下种左右，而现今成为人们捕捞对象的不过二百种；钦体动物八种，已被开发利用的只不过是其中经济价值较高的少数几种：甲壳类二万种，目前被利用的主要是一些个体较大的种类。据初步枯算，海详中每年可捕渔的总潜力约在2.6亿吨到4.5亿吨之间，仅南极的磷虾，在不破坏南大详生态平衡的前提下，每年就可捕捞7于万吨以上，儿乎接近目前世界的渔款总量。成当指出，在现有世界的渔产量中，有92%捕自于占世界海洋总面积？.6%的浅水大陆架区域，而对200海里(370.4千米)专属经济区以外的占海洋总面积60%的公海，迄今还没有得到充分的开发利用。海洋中的植物资源主要是褐漢和红藻类。它们不仅数量相当可观，而且有很大的经济价值和发展潜力。海洋藻类含有人类需要的各种营养物质和维：素，还今有工业上不可缺少的硒、氮、琼脂、长拉胶等化工原料。有二门三十种海藻可提取多种抗生素，这是海洋医药的重要资源之一。「前，世界各国获得的藻类年总量约) 为200)吨，其中由养殖得到的占很大比重，如果把世界沿海宽阔的滩涂有效地加以利用，那么藻类产量就将会有飞速的增长。当前，许多国家正在发展“海洋农牧场”，逐步实现鱼类和贝藻类生产的畜牧化和农业化、可以预见，一个以增养殖为主的“耕海时代” 即将到米。赋存于海底的矿产资源，品类繁多，蕴藏量相当可观，是人类潜在的·笔巨大财富。在合世界海洋大陆架沉积盆地中，石油蕴藏量佐计达2500亿吨，约占金球，总储量的 45%,已经探明的天然气储量为14一17万亿立方米，山26%左右。如果把大陆架以外的海底石油和天然（都计算在内，这个数学还要大得多。有人推测，到2000年左右，全世界消耗的石油，将有50%来白海诈。在稀有金属和贵重金属方面，占世界产量96%的锆石，90%以上的金红石，半数以.上的独居行和钛铁伊，以及部分金刚石、锡石等产于滨海砂矿中。这些矿物是凤防怡金、航空航大与原子能工亚的重要原料。含大量铁、钢、铅、锌、银、金的多金属海底软泥，是-·种县有很火经济价值的潜在资源。这种多金属软泥主要产于世界大洋中脊和某些岛弧附近的深海区。此外，已经探明的在大陆架以城还蕴栽有254亿吨铁、3000亿吨磷钙、儿丁万吨硫磺矿和人量的煤。产丁水深2000到000米深海联的深海矿产-~-猛结核，是一种当前举世瞩目的到 2

图1-3我国江夏潮汐电站相对量虽小，但它们在海洋水体中的总量仍然是很大的。喧脾不息的海洋，还蕴藏有用之不竭的动力资源。据初步估计，世界海洋的潮汐能量功事为0.03×102瓦特、波浪能量功率为2.7×1012瓦特，海流能量功率为0.05×1012瓦特，再加上海水温差能(2.0×1012瓦特)、盐度差能(2.6×102瓦特)和其它形式的能，整个海洋可称为是一座取之不尽的“蓝色煤海”。海洋能的开发和利用，从六十年代以来已取得了长足进展。潮汐发电站已在沿海国家普遍建立起来。1966年底，法国在圣马洛湾朗斯河口建成的潮物电站，总装机容量达24万千瓦，这是迄今世界上建成的最大潮汐电站。美、英、苏、加章大等国也都在积极筹建大型或超大型的潮沙电站。南朝鲜预计在八十年代建成投产的加露林湾潮汐电站，总装机容量将达40万千瓦。利用波浪能发电的研究，以日本和英国最为著名。日本研制的小型波力发电装置，已在世界海洋的航标灯、灯塔和海洋浮标上得到应用：最大输出力达1000千瓦的海明号船型波力发电装置，也于1978一1979年成功实现了由海上浮体向陆地输电的试验。英国把波浪发电研究放在新能源开发的首并把这视为他们的第三能源。海水温差发电，已被列入美国民用海洋工程的三大重点之一，计划在八十年代建成一座10万千瓦的示范电站，到2000年，海水温差发电的月标是装机容量达1000万千瓦。海流能，潮流能、盐度差能等，也都必将成为人类可利用的新能源。总之，在世界性的“石油危机”之后，许多国家为确保有长期、稳定的能源来源，海洋能正作为一种可再生、净和潜力巨大的新能源而得到了应有的重视。海洋，空间广阔，是天然的交通大道。海洋运输是现今世界上④0亿人口彼此联系的主要手段和最经济的运输形式，其成本只及铁路运输的40一45%，比公路和航空运输更低廉。目前，许多沿海国家都在大力发展海运事业，迄今拥有的商船量已达69000余艘，担负着世界70一80%的货运量，并有继续增长的趋势。发展海上交通，必须要有现代海洋科学技术的配合。在港工建筑中，远岸波浪机理、潮浪特性和沿岸泥沙回淤规律等是规划设计工作的重要依据。开展海水防腐和附着生物防除的研究，对船舶维修和港丁设施的护理具有重要意义。进行海祥水文和海洋气象的预报研究，对保证船舶进出港的安全，避免海上因风暴、巨浪、冰山等可能造成的海难事故，以及根据航行过程的气象

海况及船本身的运动性能来调整航问和航速，选举豉任航线，航时、缩短航行周期等都有重大的作用。为了发展海洋运输，提庙海洋输的经济滋益，它要求海洋学解决的课题是多方面的，上面列浴的还延没有把所沙及的问题都包括在：内海洋是风雨的放乡。地球上：现的风云啊落、冷暖下湿、短期的天变化和长期的 '气候变近，从人范国讲，有接或问接都和涪瀚的海洋有关。战然人有对这些过程的理尚未透彻解，但地球是一个整体、海径和人'气是相互.联系又红影购的。例如，风会造成海浪，人运动会形啊海流，但推动人气流动的热量，除太！辐射烟度选成不均匀分和外，主要来自海洋吸收的太能最。海也会形叫人气，它能为除水提供无为无尽的水汽贮量，暖水会给冷气团增舔热量，而地球上每年之创的气候差并，也被认为同各作之间洋流的微小变化有关。H此可见，蒋加对海洋与人‘气京关系的了解，为大范博天之预报提供科学根片，并行可能改进实见控制气候的影啊这人类是非常重要的。 ★ 海洋与人类的关系非常密切，研究海洋的意义非：常重大。但是迄今我们只是对大约 20%的海洋开展过较详细的调查，村5%的海域进行过系统的研究，至于并发利，则可以说还是“沧海一栗”。见在，全世界而临着食判、：房、能源、交通运输和矿物原料供应等等一系列的问题，在这种情况下，可以肯，术米海羊的地位将会越来越重耍。第三节海洋学发展简史科学的发展，总是利人类社会生产力的发展紧密联系在一起的，自占以来，进界上一切临海国家的民族和人民，一直和澎洋发生：各种各样的联系，不断探索着海洋的规律，逐步加深若对海洋的认识。尤其从本世纪七十年代以来，人们向海洋进军的目标，已不再局限于传统的了解海洋的一般状况，而是发展到通过各种手段和途径，以全力提高海洋综金升发利用能力为主体的科学研究活动。一部海洋学的发展史，可以说是统历了从“答盖窥脚”到海探险、从环球调查到海诈卫屋的漫长道路。纵观这部历史，大体上可以分为海洋探险、单铅走航调查和联合调查三个时期。一、海洋探险时期（十六世纪前） / 早在史前时期，人类已经开始了世界初的泛御活动。到十五世纪初(1405一1433年)，我国著名航：海家郑和，曾率领当时世职上最庞大的船队一一海船数十腹，乘员二、三力人，先后七下“西洋”，纵横于太平洋和印度洋上，防经三十多个国家，最远的一次到达非洲东海岸约麻林地（今肯尼亚挽内）。”维绡挂席、际天而行”，浩浩荡荡，盛极一时，在我国海背史上写下了光辉的一页。郑和的船队在航行过程中曾多次作过海道测量，开毕了新的航线。现在流传的《郑和航海图》中，对从南京出发到“西洋”各国的航线、航程、浅滩、暗礁和停泊港口等都有详尽记载。它不仅是我国著名的古海图，而且也是我国卜五世纪前最完整的亚非地图。五世纪未，由于生产力的发展，西欧诸调大力进行了以寻找海外殖民地为目的的海祥探险事业。其中较著名的有：192年意大利人哥伦布横渡了大西洋；1498年葡萄牙人达·伽马绕过非洲南端的好望角到达了印度；1519年葡萄牙贵族麦哲伦率船5艘，共 265人，以三年多的时间完成了环绕世界-·周的天探险：通过频繁的海上活动、航海家 5