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绪论 1

第1章 地球 6

1.1大洋和海 7

1.2大洋尺寸 8

1.3海底特征 8

1.4水准面 9

第2章 大气层 11

2.1宇宙中的地球 11

2.2大气风系 13

2.2.1大气环流 14

2.2.2低纬度环流 15

2.2.3极地环流 15

2.2.4中纬度环流 16

2.3行星边界层 17

2.4风速的测量 17

第3章 海洋热量收支 19

3.1海洋热量收支 19

3.3.1太阳入射能Q SW 19

3.3.2海水的红外辐射Q LW 19

3.3.3感热Q S 19

3.3.4潜热Q L 20

3.3.5对流热量Q V 20

3.2热量收支方程中各项的地理分布 21

3.3子午向热量输运 22

3.3.1大气层顶部的热量收支 22

3.3.2海洋热量输运 23

3.4子午向淡水输运 24

3.5太阳常数变化 25

第4章 海水的温度、盐度和密度 27

4.1盐度的定义 27

4.1.1简单定义 27

4.1.2稍完整的定义 27

4.1.3以氯度为基础的盐度定义 28

4.1.4盐度的电导率定义 28

4.1.5 1978实用盐标 28

4.1.6评论 29

4.2温度的定义 29

4.3海表温度和盐度的分布 30

4.4海洋混合层和温跃层 32

4.5密度、位温和位密度 34

4.5.1密度和σ t 34

4.5.2位温θ 35

4.5.3位密度 36

4.5.4海水状态方程 36

4.5.5温度、盐度和密度的精度 36

4.6温度测量 37

4.6.1水银温度计 37

4.6.2高精度辐射计 38

4.7电导率测量 39

4.8压力测量 39

4.9温度、盐度和深度测量 39

4.10混合层厚度的测量 40

4.11海洋中的光学现象 41

4.12海冰 43

4.12.1海水的结冰过程 43

4.12.2海冰的性质 44

4.12.3海冰对海况的影响 44

4.12.4海冰的分布 45

第5章 海水基本运动方程 47

5.1海洋动力过程中的主要作用力 48

5.2坐标系 49

5.3海水运动形式 49

5.4盐量和质量守恒 52

5.5质点导数（D/Dt） 53

5.6连续方程 54

5.7盐扩散方程 55

5.8传热方程 57

5.9海水状态方程 58

5.10动量方程 59

5.11运动方程求解 62

5.12罗斯贝数 63

第6章 湍流、混合和不稳定 66

6.1湍流 67

6.2主要时均方程 69

6.3雷诺应力的计算 71

6.4稳定性 72

6.4.1静态稳定与稳定频率 72

6.4.2动态稳定和理查森数 74

6.4.3双扩散与盐指 76

6.5海洋中的混合 77

6.6垂向平均方程 79

第7章 海流 83

7.1惯性流 83

7.2无限深海漂流和埃克曼层 85

7.2.1风生大洋环流理论发展过程中的大事记 85

7.2.2南森的定性论证 86

7.2.3无限深海漂流的埃克曼解 86

7.2.4埃克曼解的证明 87

7.2.5底部埃克曼层 90

7.2.6埃克曼假定的检验 90

7.2.7近海表处流动的观测 91

7.2.8埃克曼质量输运 92

7.3有限深海漂流 94

7.3.1方程组 94

7.3.2求解 95

7.3.3求流速u和v的表达式 96

7.3.4求海面的复速度W0 97

7.3.5表层流的偏角α0的计算 97

7.3.6变换回原坐标系 98

7.3.7漂流引起的体积输运 98

7.4兰缪尔环流 99

7.5地转流 101

7.5.1水静力平衡 101

7.5.2地转方程组 102

7.5.3垂向速度估计 103

7.5.4用海面高度计算海面地转流 104

7.5.5用水文方法测量地转流 108

7.5.6正压流和斜压流 111

7.5.7对地转流的评论 111

7.5.8海流拉格朗日法测量法 113

7.5.9欧拉法测海流 115

7.5.10声海流计 115

7.5.11底流 118

7.6潮余流 121

7.6.1潮余流的产生机制 121

7.6.2潮余流的欧拉与拉格朗日表示方法 122

第8章 大洋环流 124

8.1斯维尔德鲁普太平洋东部风生环流理论 126

8.1.1斯维尔德鲁普输运和斯维尔德鲁普平衡 126

8.1.2斯维尔德鲁普解的评论 130

8.1.3流函数 131

8.2施托梅尔风生大洋环流的西边界强化理论 131

8.3蒙克的大洋风生环流黏性理论 133

8.3.1方程组 133

8.3.2求解 133

8.3.3作图 134

8.3.4评论 134

8.4海洋中的涡度 135

8.4.1涡度的定义 135

8.4.2涡度守恒 138

8.4.3涡度和埃克曼抽吸 140

8.5深海环流 142

8.5.1深海环流的重要性 143

8.5.2深海环流理论 147

8.5.3深海环流的观察和水团 150

8.5.4德雷克海峡 152

8.5.5南极绕极流 153

8.5.6大西洋平均环流 154

8.6中国近海海流特征 155

8.6.1东部中国海域的海流 155

8.6.2南海环流 162

第9章 海浪 165

9.1海浪理论 165

9.1.1无旋波动的基本方程 166

9.1.2速度势表示的基本方程和边界条件 167

9.2表面二维线性波动 168

9.2.1基本方程和边界条件 168

9.2.2求解 169

9.2.3水深对线性波动的影响 172

9.3线性波动的合成 174

9.3.1驻波 174

9.3.2群速 176

9.3.3有效波高 178

9.4非线性波 178

9.5斯托克斯波 179

9.5.1导出斯托克斯波的前提条件 179

9.5.2动力学方程和边界条件 179

9.5.3斯托克斯波的研究思路 179

9.5.4斯托克斯波求解 179

9.5.5三阶斯托克斯波的性质 181

9.6盖尔斯特涅尔摆线波 182

9.6.1质点的轨迹与波的压力分布 182

9.6.2摆线波的性质 184

9.7浅水中的重力波 186

9.7.1浅水运动的基本方程 186

9.7.2等深水域中的重力长波 188

9.8考特威-德佛里斯方程和孤立波 190

9.8.1考特威-德佛里斯方程 190

9.8.2孤立波 191

9.9椭圆余弦波 192

9.10海浪与海浪谱 193

9.10.1傅里叶展开 194

9.10.2海表测量 195

9.10.3海浪谱 198

9.11海浪预报 200

9.11.1我国的海浪理论和预报 201

9.11.2文氏谱 202

第10章 内波 204

10.1内波现象 204

10.2内波特征 208

10.3内波的产生 208

10.4内波的分类 209

10.5混合型内波表达式和布伦特-韦伊塞拉（Brunt-Vaisala）频率 209

第11章 赤道波动 211

11.1开尔文波 212

11.2开尔文波的数学表达式 212

11.3罗斯贝波 215

11.3.1小振幅运动 215

11.3.2线性地转运动 216

11.3.3纬向通道中罗斯贝波的数学表达式 217

11.3.4准地转罗斯贝波 218

11.4罗斯贝波的机制 218

11.5赤道过程 221

11.5.1赤道温跃层 221

11.5.2赤道流系 221

11.5.3北赤道逆流的形成机制 222

11.5.4赤道潜流的形成机制 223

11.6厄尔尼诺和拉尼娜现象 224

11.6.1海洋对短暂风扰动的响应是厄尔尼诺发生的必要条件 224

11.6.2典型西风爆发后的赤道波动 224

11.6.3海洋对缓慢风应力变化的响应 224

11.6.4 ENSO模型 225

11.6.5厄尔尼诺理论 227

11.6.6拉尼娜理论 229

第12章 潮汐理论 231

12.1天文名词和天球坐标系统 234

12.1.1天文名词 234

12.1.2赤道坐标系统与黄道坐标系统 236

12.2天体引潮力 236

12.2.1月球引潮力和引潮势的计算 237

12.2.2太阳引潮力和引潮势的计算 238

12.2.3天体引潮势的主要部分 238

12.3球面三角学基本公式 240

12.3.1正弦公式 240

12.3.2边的余弦公式 241

12.3.3角的余弦公式 241

12.4太阳、月球的运动和时间 241

12.4.1与太阳运动有关的时间 241

12.4.2与月球运动有关的时间 241

12.5平衡潮理论 242

12.5.1平衡潮理论及其主要结论 242

12.5.2平衡潮的分潮 248

12.5.3平衡潮的展开 249

12.5.4平衡潮理论的订正 252

12.5.5分潮调和常数 254

12.6拉普拉斯潮汐动力学理论 255

12.6.1描述大尺度强迫运动潮波的动力学基本方程式 256

12.7同潮图 263

12.8中国东部海域及围边海域的潮汐 264

12.9风暴潮简介 264

附录Ⅰ 267

附录Ⅱ 268

参考文献 269