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1、海洋与人类生存环境关系密切
1)是蛋白质主要来源;
运输和贸易的中介—航运(密度大);
国际冲突的焦点…
2)影响气候环境:
①环流--向高纬输送热量;
②对气温起调节作用(海水热容量大)
3)海—气相互作用:
4)海洋灾害:
风暴潮、赤潮、海冰、海水倒灌、海岸侵蚀、海底地震等
5)污染:
排污与海洋自净能力关系。
2、海洋蕴藏着丰富的资源
海洋中蕴藏着丰富的矿产资源、化学资源、生物资源、动力资源1)矿产资源
石油:
半数以上在海底。
估计海洋石油储量为(1100-2500亿吨),我国大约100亿吨。
锰结核:
年再生1000万吨,可提炼锰、铁、铜、镭等。
此外,金刚石、重晶石、金、锡都在矿砂中找到。
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。
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3)生物资源:
海洋生物大约26万种,其中海洋动物16万、海洋植物约10万。
发展近岸养殖业。
我国近海15m以内滩
涂2.1亿亩,可供养殖2000万亩,89年以来634万亩。
对虾养殖产量居世界首位。
海洋捕捞:
适度与过度的影响。
提取海洋药物:
已达分子水平上,基因工程、细胞工程4)动力资源
潮汐:
潮能发电,潜力10亿千瓦,我国乳山、江夏建有潮能发电站
波能:
30—50吨压力/m2.但空间分散,时间上间断,破坏力大。
挪威ToHestallen的MOW电站1985年运行,1988年自基础削去。
苏格兰Dounreng电站于安装过程被冲毁。
海流:
能量最低。
温差:
表底温差18度,但难度大。
3、军事、航运、港工、油气开发
①军事:
作战、布雷、潜艇。
②航运:
运输量大,航道不需维护。
③港工和油气开发:
设计标高、安全性、可靠性等必须估计浪、潮、流、风暴潮等的影响。
第二章 地球系统和海底世界
地球的宇宙环境:
太阳与太阳系,地球是太阳的第三颗行星,与其他八颗行星一同围绕太阳公转。
类地行星:
九大行星中水星、金星、地球、火星,因体积小、密度大、卫星少、拥有固体表面而称为类地行星;
类目行星:
木星、土星、天王星、海王星因体积大、密度小、卫星多、没有固体表面而称为类木行星;
地球形状:
一般是指全球静止海面的形状,即一个等位势面得形状。
(它是既不考虑地表海陆差异、也不考虑陆、海地势起伏的海面)理想地球的形状就是大地水淮面得形状。
地球圈层结构
1、地球外部圈层
(1)按自然地理学观点,地球外部分为五大圈层,从外到内:
a、大气圈b 、水圈——97%集中于海洋2%以固态水存在c、生物圈——渗透在另三大圈层内部d 、岩石圈——属于地球内部圈层部分
e、人类圈(智能圈)
(2)按环境学观点第五圈层为土壤层
(3)按大气科学的观点,第五层为冰雪圈,冰雪圈可包含在广义水圈中2、地球内部圈层
地球内部因地震波传播方向与速度不同由外而内分为同心圈层结构:
地壳、地幔、地核;
地壳与地幔的分界面为莫霍面(M面);
地核与地幔的分界面为古登堡面(G面);
地幔又可分为上地幔与下地幔;
地核又可分为液质外核与固质内核。
地壳与上地幔:
大陆性地壳平均厚度33km,上层为“硅铝层”,下层为“硅镁层”;
海洋性地壳平均厚度为6km,上层为沉积层,中层是以玄武岩为主、上部夹有固结沉积岩的混合层,下层为大洋层。
其中,地壳与地幔顶部的刚性岩石叫做岩石圈;
存在于上地幔60-250km深处,地震波传经此处时,横波波速发生明显衰减。
可能是此处物质发生部分熔融,引起塑性形变和缓慢流动,此圈层称为软流层。
内圈层从外到内:
地壳、莫霍面(M)、地幔(上地幔、下地幔)、古登堡面(G)、地核(液质外核、固质内核)
地表海陆分布:
1、对庶分布:
南极(为陆,北极为水;
南半球海水连一体,北半球陆地连成一体;
南半球水多,北半球陆多;
三大洋似伸向大陆的三个大湾,成鼎状分布。
2、海陆分布不均衡:
北半球,陆地占其总面积的67.5%,南半球占32.5%;
北半球陆地和海洋比例为60.7%和39.3%,南半球海陆比例为80.9%和19.1%。
海洋的划分
1、洋:
辽阔连续巨大的咸水体;
全球共4个,远离大陆;
占海洋总面积的90.3%;
水深>
2000m,平均3000m;
底质为红粘土和软泥;
有独立的潮汐与洋流系统;
温、盐要素不受大陆影响;
平均盐度35,年变化小。
2、海:
陆地边缘的咸水小水体;
全球共54个,靠近陆地;
占海洋总面积的9.7%;
水深<
2000m;
底质:
陆沉积;
无独立潮汐和洋流系统,潮波是大洋传入;
温、盐要素受大陆影响很大。
3、海湾——外宽内窄,洋或海伸进大陆的一部分。
海湾中常出现最大潮差,如杭州湾大潮,最大潮差可达8.9m。
4、海峡——两块陆地之间形成的两端连接海洋的狭窄水道。
5、历史上错位的称呼:
波斯湾、墨西哥湾——海;
阿拉伯海——海湾。
海的分类
1、陆间海:
大陆之间的,面积深度较大。
例如—地中海、加勒比海。
2、内海:
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。
世家海和波罗的海。
3、边缘海:
位于大陆边缘,以半岛、岛屿或群岛与大洋分隔。
如东海、日本海。
4、南大洋:
三大洋在南极洲附近连成一片的水域称为南大洋,又名南极水域。
海洋学意义:
它有自成体系的环流系统和独特的水团结构,既是世界大洋地层水团的主要形成区,又对大洋环流起着重要作用。
世界四大洋:
太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋。
海底的地貌形态
一、大陆边缘
1、大陆架:
海岸线到水深200米以内,平均深度133米;
宽度1—1000km,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。
2、大陆坡:
陆架外缘较陡倾斜的地区,平均坡度4.3度,宽度15—90km,平均28km,深度200—2500m。
地形:
深切陡峭的V型海底峡谷,水下冲积锥.
3、大陆基(裙):
坡外与洋盆间较平坦地区,面积大,平坦深度2000—5000m,平均3700m。
4、岛弧和海沟:
深于6000m的陷落地带。
二、洋中脊
1、洋中脊是大洋的主体,大洋中的山脉或隆起,成因相同、特征相似。
具有全球规模(如图)。
北端在各大洋分别延伸上陆,南端互相连接。
顶部水深大多在2~3km,高出盆底1~3km,宽数百至数千千米不等。
面积占洋底面积32.8%。
全长7万余公里。
2、轴部都发育有延其走向延伸的断裂谷地,称为中央裂谷(riftvalley),向下切入1~2km,宽数十至一百多千米。
是一个全球性地震活动带,震源浅、强度小,释放能量占全球地震释放能量5%。
是海底扩张中心和海洋岩石圈增生的场所。
扩张速度平均1—15cm年。
其上有横向断裂,如罗曼奇断裂带,大西洋脊错移1000km以上。
三、洋盆
1、定义:
指大洋中脊坡麓与大陆边缘之间的广阔洋底,水深4000-5000m的开阔水域,占海洋总面积的
45%。
2、其上分布正地形和负地形1)正地形:
海底山,海峰,海底平顶山;
海隆;
海台;
海岭;
海丘等。
海底山:
孤立或比较孤立的坡度较陡的海底高地,高度在1000m以上。
海峰;
海底平顶山。
海隆:
海底上宽广、和缓的隆起区。
海台(海底高原):
具有比较平坦、宽阔顶面的海底高地,高出邻近海底1000m以上。
海岭:
带状分布、轴状分布。
无震海岭,活动海岭(大洋中脊)。
海丘:
高度小于1000m,圆形或椭圆形。
2)负地形:
海盆,海槽
海盆:
面积大而形状多少带盆状的洼地。
海槽:
长而宽,两侧坡度平缓的海底洼地。
第三章、海水的物理性质和世界大洋的层化结构
水的反常密度变化:
水分子的缔合的原因。
水分子缔合成分子晶体,其晶格排列松散,体积增大,故密度减小。
t<
4℃时有利于分子的缔合。
0℃水结冰时,水分子全部缔合成一个巨大的分子晶体,体积增大,密度减小,所以冰总是浮在水面上。
0℃—4℃升温过程中,较大的缔合分子离解为较小的缔合分子,体积收缩,密度增大。
海水的盐度:
1kg海水中的碳酸盐全部转换成氧化物,溴和碘以氯当量置换,有机物全部氧化之后所剩固体物质的总克数。
二、海水的热力学性质
1)热容、比热容
热容:
海水温度升高1K所吸收的热量。
(单位:
J/K)比热容:
单位质量海水的热容。
单位:
J/(Kkg)
定压比热Cp:
在一定压力下测定的比热容。
定容比热Cv:
在一定体积下测定的比热容。
2)热膨胀
3)压缩性、绝热变化,位温
压缩系数:
单位体积海水,压力增加1Pa体积的负增量。
绝热变化:
绝热提升时,压力减小,体积膨胀,对外做功,消耗内能导致温度降低;
绝热下沉时,压力增加,体积减小,对力对海水微团做功,增加期内能使温度增加。
位温:
某一深度海水绝热上升到海面时温度称该深度海水的位温。
比现场温度低
4)蒸发潜热和饱和水气压
比蒸发潜热:
使单位质量海水化为同温度的蒸汽所需的热量,称为海水的比蒸发潜热,以L表示,单位是焦耳每千克或每克,记为J/kg或J/g。
饱和水气压:
是指水分子由水面逃出和同时回到水中的过程达到动态平衡时,水面上水汽所具有的压力。
5)热传导
相邻海水温度不同时,热量由高温处向低温处转移,这就是热传导。
由分子的随机运动引起的热传导,称为分子热传导。
主要与海水的性质有关。
由海水块体的随机运动所引起,则称为涡动热传导或湍流热传导。
主要和海水的运动状况有关。
6)沸点升高、冰点降低
海水的沸点和冰点与盐度有关,即随着盐度的增大,沸点升高而冰点下降。
冰点温度随盐度s的增加而降低。
海冰定义
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。
世界大洋中约有3%-4%的面积被海冰覆盖着
二、海冰的形成
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:
tρmax随盐度的增大而降低的速度比tf快.当s<24.695时,结冰情况与淡水相同;
当s〉24.695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
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