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第一章 绪论 1

1.1 地球科学 1

1.1.1 地球科学体系 1

1.1.2 海洋科学 5

1.2 海洋科学的发展史 7

1.2.1 海洋知识的积累与早期的观测、研究（18世纪以前） 7

1.2.2 海洋科学的奠基与形成（19～20世纪中叶） 7

1.2.3 现代海洋科学时期（20世纪中叶至今） 8

1.2.4 海洋科学的未来 9

1.3 中国的海洋科学 10

1.3.1 历史的贡献 10

1.3.2 艰难的历程 10

1.3.3 美好的前景 10

第二章 地球系统与海底科学 13

2.1 地球的基础知识 13

2.1.1 地球的宇宙环境 13

2.1.2 地球的形状 14

2.1.3 地球的圈层结构 15

2.1.4 地球的起源与地质时代 18

2.2.1 地表海陆分布 20

2.2 海与洋 20

2.2.2 海洋的划分 22

2.2.3 海水的起源与演化 25

2.3 海底的地貌形态 26

2.3.1 海岸带 26

2.3.2 大陆边缘 27

2.3.3 大洋底 30

2.4 海底构造与大地构造学说 32

2.4.2 海底扩张 33

2.4.1 大陆漂移 33

2.4.3 板块构造 35

2.4.4 海洋盆地的形成与构造演化 37

2.5 海洋沉积 40

2.5.1 滨海沉积 40

2.5.2 大陆架沉积 44

2.5.3 大陆坡－陆隆沉积 45

2.5.4 大洋沉积 45

2.6.1 滨海砂矿 48

2.6 海底矿物资源 48

2.6.3 磷钙石和海绿石 49

2.6.2 海底石油和天然气 49

2.6.4 锰结核和富钴结壳 50

2.6.5 海底热液硫化物 52

2.6.6 天然气水合物 52

2.7 古海洋学与全球变化研究 53

3.1 海水的主要热学和力学性质 56

3.1.1 纯水的特性 56

第三章 海水的物理特性和世界大洋的层化结构 56

3.1.2 海水的盐度 58

3.1.3 海水的主要热性质和力学性质 60

3.1.4 海水的密度和海水状态方程 66

3.2 海冰 69

3.2.1 海冰的形成、类型和分布 69

3.2.2 海冰的物理性质 71

3.2.3 海冰与海况 72

3.3 世界大洋的热量与水量平衡 73

3.3.1 海面热收支 73

3.3.2 海洋内部的热交换 79

3.3.3 海洋中的水平衡 81

3.4 世界大洋温度、盐度、密度的分布和水团 83

3.4.1 海洋温度、盐度和密度的分布与变化 83

3.4.2 海洋水团 100

3.4.3 海洋混合及温度、盐度、密度的细微结构 102

第四章 海水的化学组成和特性 110

4.1 海水的化学组成 110

4.1.1 海水的主要成分 112

4.1.2 微量元素 115

4.1.3 海水中的放射性同位素 118

4.1.4 海洋化学污染物 120

4.2 海水中的二氧化碳系统 123

4.2.1 海水的pH值 123

4.2.2 海水的缓冲容量 126

4.2.3 海水的总碱度、碳酸碱度和总二氧化碳 126

4.3 海气界面的气体交换 128

4.3.1 海水中的溶解气体 128

4.3.2 气体在海气界面的交换 130

4.3.4 氮和惰性气体 132

4.3.3 含硫气体和甲烷 132

4.4 海水中的营养元素 133

4.4.1 海洋中氮、磷、硅的主要存在形式 134

4.4.2 海洋中硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐的分布与变化 136

4.4.3 海洋中氮、磷、硅的循环 140

4.5 海洋的化学资源 142

第五章 海洋环流 144

5.1 海流的成因及表示方法 144

5.2.1 运动方程 145

5.2 海流运动方程 145

5.2.2 连续方程 152

5.2.3 边界条件 154

5.3 地转流 154

5.3.1 地转方程及其解 154

5.3.2 地转流场与密度场、质量场之间的关系 156

5.3.3 地转流的动力计算方法 157

5.4 风海流 160

5.4.1 埃克曼无限深海漂流理论 160

5.4.3 风海流的体积运输 162

5.4.2 浅海风海流的基本特征 162

5.4.4 上升流与下降流 163

5.4.5 近岸流的基本特征 164

5.5 世界大洋环流和水团分布 165

5.5.1 风生大洋环流 165

5.5.2 热盐环流 166

5.5.3 世界大洋环流和水团分布 167

6.1 概述 181

6.1.1 波浪要素 181

第六章 海洋中的波动现象 181

6.1.2 海洋中的波浪 182

6.2 小振幅重力波 182

6.2.1 波形传播与水质点的运动 183

6.2.2 波动公式与波动能量 185

6.3 有限振幅波动 189

6.3.1 斯托克斯波的波剖面 189

6.3.2 波速与波高 189

6.3.3 水质点运动轨迹 189

6.4.1 界面内波 190

6.4 海洋内波 190

6.3.5 波动的振幅与波高 190

6.3.4 波动的能量 190

6.4.2 密度连续变化海洋中的内波 192

6.5 开尔文波与罗斯贝波 195

6.5.1 尔文波 195

6.5.2 罗斯贝波 196

6.6 风浪和涌浪 198

6.6.1 风浪的成长与消衰 198

6.6.2 浅海和近岸海浪 201

6.6.3 海浪的随机性与海浪谱 205

第七章 潮汐 208

7.1 潮汐现象 208

7.1.1 潮汐要素 208

7.1.2 潮汐不等与潮汐类型 209

7.2 与潮汐有关的天文学知识 210

7.2.1 某些天文学的基本概念 210

7.2.2 时间单位 212

7.3 引潮力 213

7.3.1 引潮力的定义 213

7.3.2 引潮力公式 214

7.4 平衡潮 215

7.4.1 潮汐静力理论 215

7.3.3 引潮力势 215

7.4.2 平衡潮潮高公式 217

7.4.3 推算潮时的简易方法——八分算潮法 220

7.4.4 对潮汐静力理论的评价 220

7.4.5 假想天体和分潮 221

7.5 潮汐动力理论 222

7.5.1 潮汐动力理论的基本思想 222

7.5.3 窄长半封闭海湾中的潮汐和潮流 223

7.5.2 长海峡中的潮汐和潮流 223

7.5.4 半封闭宽海湾中的潮汐和潮流 225

7.5.5 各种形态海区中潮波特性的比较 227

7.6 风暴潮 228

7.6.1 定义 228

7.6.2 分类 229

7.6.3 中国的风暴潮 230

7.6.4 预报 231

8.1.1 地球大气的成分与气象要素 233

第八章 大气与海洋 233

8.1 地球大气的平均状态 233

8.1.2 大尺度大气运动的基本特征 242

8.1.3 平均大气环流 244

8.1.4 季风 250

8.2 海洋上的天气系统 252

8.2.1 锋面与温带气旋 252

8.2.2 热带气旋与台风 254

8.2.3 副热带高压 257

8.2.4 热带辐合带 259

8.3 海洋－大气相互作用 260

8.3.1 海洋在气候系统中的地位 260

8.3.2 海洋－大气相互作用的基本特征 264

8.3.3 ENSO及其对大气环流的影响 267

第九章 海洋生物 272

9.1 海洋生物的环境分区 272

9.1.1 水层部分 272

9.1.2 底层部分 274

9.1.3 海洋环境分区 276

9.2 海洋生物多样性 277

9.2.1 生物多样性概念 277

9.2.2 海洋生物多样性的利用和保护 288

9.3 海洋生物生态类群及生物地理学 296

9.3.1 海洋生物生态类群 296

9.3.2 生物地理学的基本概念及专门名词 304

9.4 海洋生态系统 306

9.4.1 海洋生态系统的基本概念 306

9.4.2 海洋生态系统的组成成分 307

9.4.3 食物链和食物网 308

9.4.4 微型食物网 310

9.4.5 海洋生物生产力 314

9.4.6 海洋生态系统中生物生产过程和反馈调节 319

9.5 海洋环境中的若干生物学问题 321

9.5.1 海洋中的污染物与生物学过程 321

9.5.2 赤潮及其防治 328

9.5.3 海洋污损生物和钻孔生物 333

9.5.4 海洋生物对海水中声和光的物理效应 335

9.6.1 海洋生物资源 341

9.6 海洋生物资源的开发利用 341

9.6.2 海洋药物资源 344

9.6.3 海洋生物资源的持续开发利用 346

第十章 海洋中的声、光传播及其应用 350

10.1 海洋声学概说 350

10.1.1 水声学与海洋声学的发展 350

10.1.2 海洋声学研究内容 351

10.1.3 海洋声学遥感的应用前景 351

10.2.2 理想流体中的小振幅声波 352

10.2 声波的基本理论 352

10.2.1 声波 352

10.2.3 海水中声波的传播速度 354

10.3 海洋的声学特性 356

10.3.1 海水中的声速和声速铅直剖面 357

10.3.2 海水的声吸收 359

10.3.3 海面波浪的声散射 361

10.3.4 海底声学特性 361

10.4 浅海中声传播理论和典型水文条件下的声场特征 363

10.4.1 波动声学基础 363

10.3.5 海洋内部的不均匀性对声波的影响 363

10.4.2 射线声学基础 364

10.4.3 分层不均匀海洋中的射线声学 365

10.4.4 海洋中声的波导传播和反波导传播 366

10.4.5 深海水下声道 367

10.4.6 浅海表面声道 369

10.5 海洋的环境噪声 369

10.5.1 海洋中的噪声源 369

10.5.2 海洋动力学噪声谱特性 370

10.6.1 声遥测海洋参数 371

10.6 海洋声学方法遥测和反演海洋参数 371

10.6.2 利用声波反演海洋气候参数 372

10.7 海洋的光学性质 372

10.7.1 海洋光学中的一些辐射量 373

10.7.2 海－气交界面的光学性质 375

10.7.3 光在海水中的衰减 377

10.7.4 海水中光的散射 378

10.7.5 海洋光学仪器 380

10.8 海洋中的辐射传递理论 381

10.8.1 两流辐射传递理论 381

10.8.2 海洋辐射传递的辐亮度传递过程 382

10.9.1 水下目标的对比度 385

10.9 水中能见度 385

10.9.2 图象在水中的传输 387

10.10 海洋激光雷达及其应用 388

10.10.1 海洋激光雷达水深测量方法 390

10.10.2 海洋激光雷达叶绿素浓度测量方法 391

10.11 水下电视 392

10.11.1 距离选通式 393

10.11.2 视场扫描式 394

11.1.1 卫星海洋遥感及空间海洋观测历史背景 397

第十一章 卫星海洋遥感 397

11.1 引言 397

11.1.2 卫星海洋遥感系统 398

11.1.3 卫星遥感对海洋科学研究的价值 400

11.1.4 90年代的海洋卫星计划 404

11.2 卫星海表温度遥感 405

11.2.1 引言 405

11.2.2 红外辐射计工作原理 405

11.2.4 卫星海表温度的应用 407

11.2.3 卫星海表温度的反演 407

11.3 海色卫星遥感 408

11.3.1 引言 408

11.3.2 SeaWiFS与CZCS海色传感器 409

11.3.3 与海色卫星遥感有关的海洋光学特性 410

11.3.4 海色反演原理 411

11.3.5 海色卫星资料的应用 414

11.4 微波高度计 415

11.4.1 引言 415

11.4.2 卫星高度计的基本原理 416

11.4.3 卫星高度计的应用 419

11.5 微波散射计 422

11.5.1 引言 422

11.5.2 星载微波散射计测风原理 422

11.5.3 星载微波散射计风场的反演 423

11.5.4 SSM/I简介 424

11.5.5 卫星风场资料的应用 425

11.6 星载合成孔径雷达 426

11.6.1 引言 426

11.6 2 SAR成象原理 427

11.6.3 从卫星SAR海浪图象反演海浪方向谱 429

11.6.4 合成孔径雷达在其他海洋研究中的应用 431

第十二章 中国近海的区域海洋学 434

12.1 自然环境概况 434

12.1.1 地理位置、区划和岸线 434

12.1.2 海底地形、沉积与构造 436

12.1.3 径流特征 438

12.1.4 气候概况 441

12.2 海洋水文状况 443

12.2.2 水温场、盐度场与密度场 444

12.2.1 海面热平衡状况 444

12.2.3 跃层、内波与细微结构 457

12.2.4 水色、透明度和声速的分布与变化 462

12.2.5 海冰的分布与变化 466

12.3 水团和海洋锋 470

12 3.1 渤海和黄海的水团 470

12.3.2 东海和南海的水团 473

12.3.3 海洋锋及其和渔场的关系 477

12.4.1 水平环流概况 479

12.4 海洋环流 479

12.4.2 上升流和冷、暖涡旋 482

12.5 潮汐、潮流和海浪 484

12.5.1 潮汐和潮流 484

12.5.2 海浪 486

12.6 海水化学要素的分布与变化 487

12.6.1 溶解氧含量及饱和度 487

12.6.2 活性磷酸盐 489

12.6.3 活性硅酸盐 489

12.6.4 硝酸盐 490

12.6.5 亚硝酸盐 491

12.6.6 pH值 492

12.6.7 总碱度 493

12.7 生物特征与海洋资源 494

12.7.1 浮游、游泳（渔业）与底栖生物特征及资源 494

12.7.2 化学、动力与矿物资源 497

12.8 海洋环境保护 498

12.8.1 海洋环境损害与污染 498

12.8.2 污染治理与环境保护 500