动力海洋学导论PDF电子书下载

第一章　引论 1

第二章 与物理海洋学有关的海水性质 6

2.1 引言 6

2.2 密度 7

2.2.1　密度、温度和盐度的测量 8

2.2.2　相对密度、σ？和比容 10

2.2.3　作为温度、盐度和压强的函数的密度和比容 12

目录 13

书中采用的主要符号一览表 13

第三章　海洋学中所用的基本物理定律以及海洋中力和运动的分类 15

3.1　基本定律 15

3.2 力和运动的分类 17

第四章　体积连续方程 20

4.1　体积连续性的概念 20

4.2　体积连续方程的导出 22

4.3　连续方程的应用 27

第五章　稳定性与双扩散 32

5.1　静力稳定性 32

5.1.1　静力稳定性判据（E） 34

5.1.2　稳定性的数值 37

5.1.3　浮力频率（N） 41

5.2　双扩散 42

5.3　动力学不稳定性 44

6.1　运动方程的形式 46

第六章　海洋学中的运动方程 46

6.2　方程的求解和边界条件 48

6.3　运动方程中各项的导出 51

6.3.1 压力项 51

6.3.2 从固连于空间的坐标系到固连于旋转地球上的坐标系的变换 52

6.3.3　万有引力与重力 54

6.3.4　科氏力项 55

6.3.5　科氏力项——直观的推导 56

6.3.6　其他加速度 58

6.4 坐标系 59

7.1　运动方程中的非线性项 61

7.1.1　对于瞬时速度的摩擦项 61

第七章　运动方程中非线性项的作用和各项的量级 61

7.1.2　非线性项引起的困难 63

7.1.3　尺度分析和雷诺数 64

7.1.4 雷诺应力 66

7.2　平均流动方程 67

7.2.1　雷诺应力和涡动粘性系数 71

7.3 运动方程的尺度分析；罗斯贝数，埃克曼数 76

7.4 动力学稳定性 83

7.4.1　密度变化对动力学稳定性的影响 85

7.5 旋转效应 87

第八章　无摩擦时的海流：地转流 89

8.1 流体静力学平衡 89

8.2 惯性流动 90

8.3 重力位势 93

8.3.1 等重力势面和等压面 95

8.4 地转方程 96

8.4.1　为什么考虑地转方程？ 98

8.4.2　计算相对速度的地转方法 100

8.4.3　计算地转流速度剖面的一个实例 106

8.4.4　推导地转方程的另一种方法 110

8.4.5 “热成风”方程 115

8.5　绝对速度的导出 118

8.6　等压面与水平面之间的关系 120

8.7 等压面、等密度面和海流之间的关系 123

8.8　关于地转方程的说明 132

8.9 β旋螺 135

8.10　应用地转方法得到强海流速度的合理性 139

第九章　有摩擦时的海流；风生环流 142

9.1　风生环流——引言 142

9.2　Nansen的定性论证 144

9.3　包含摩擦项的运动方程 145

9.4 含摩擦力项的运动方程的埃克曼解 150

9.4.1　关于Ekman所用的观测结果的讨论 155

9.4.2　质量输送与上升流——边界效应 157

9.4.3　远离边界处的上升流与下降流 160

9.4.4　底部摩擦和浅水效应 162

9.4.5　埃克曼理论的局限性 165

9.5 Sverdrup的风生环流解 167

9.5.2　斯维尔德鲁普方程的应用 171

9.5.1　方程中各项的量级 171

9.6　斯维尔德鲁普方程的一般形式——辐聚与辐散 178

9.7 质量输送流函数 185

9.8 西向强化——Stommel的贡献 187

9.9　行星风场和曳力系数CD 190

9.10 蒙克解 195

9.10.1　对蒙克解的几点评注 200

9.11 涡度 203

9.11.1　相对涡度——ζ 203

9.11.2　行星涡度——f 204

9.11.3　绝对涡度——（ζ+f） 205

9.11.4　位势涡度——（ζ+f）/D 208

9.12 用位势涡度守恒来解释海流的西向强化 210

9.13　赤道流系 213

9.13.1　赤道表面流 213

9.13.2　赤道潜流 213

9.14　边界层方法 214

9.14.1 用边界层方法求蒙克方程的解 217

9.14.2　Stommel的简单惯性理论；罗斯贝变形半径 221

第十章　热盐效应 226

10.1　深层环流 226

10.2 盐度守恒和温度（热）守恒的方程 230

10.3　平均盐度和平均温度的方程 233

10.3.1　雷诺通量和涡动扩散系数 234

10.4　温跃层和热盐环流 235

10.5　海洋的混合层 238

第十一章　数值模式 243

11.1 引言 243

11.2　数值方法 246

11.3　海洋环流数值模拟的一般方法 250

11.4 某些大洋模式的描述 254

11.4.1 O'Brien（1971）的北太平洋二维风生环流模式 254

11.4.2 Cox的印度洋模式（1970） 257

11.4.3 Holland和Hirschmann（1972）的大西洋模式 262

11.5　世界大洋环流的两个模式 270

11.6　具有中尺度涡的模型 275

11.7 关于数值模式解的说明 282

第十二章 波 287

12.1 引言 287

12.2　波的一般特性 290

12.3　小振幅波 292

12.3.1　单一波（单频率波） 292

12.3.2　波群；群速度；弥散 296

12.3.3　观测点与波生成区之间距离的估计 300

12.3.4 水质点的轨道运动和波压强 301

12.3.5　波能和波动量 304

12.4　有限振幅效应 305

12.5 浅水波的折射和破碎；波的绕射 306

12.5.1　折射 306

12.5.2　波的破碎 308

12.5.3　绕射 310

12.6　波的测量 311

12.6.1　测量方法 311

12.6.2　真实的波 314

12.7　风浪的成长；波的实际分析和预报 315

12.7.1　概述 315

12.7.2　风浪的成长——物理过程 316

12.7.3　风浪的成长——经验关系式 320

12.8 海啸或地震海浪 325

12.9 内波 327

12.9.1　两层海水中的界面波 327

12.9.2　密度随深度连续变化时的内波 331

12.9.3 内波的正规型态 337

12.9.4 内波的成因 339

12.10　旋转效应 340

12.10.1　引言 340

12.10.2　受旋转影响的重力波、斯维尔德鲁普波和波因卡瑞（Poincarè）波 341

12.10.3　开尔文波 343

12.10.4　行星波或罗斯贝波 345

12.10.5　地形效应 348

第十三章　潮汐 350

13.1 引言 350

13.2　引潮力 350

13.2.1 引潮力的起源 350

13.2.2 引潮力的调和分量 357

13.3 海洋对引潮力的响应——潮汐理论 358

13.3.1　潮汐的平衡潮理论 358

13.3.2　潮汐的动力学理论 360

13.4　潮汐分析和预报的实用方法 361

13.4.1　调和分析——经典方法 361

13.4.2　傅里叶分析——响应方法 364

13.5　潮汐的测量 365

13.6　典型海区中的潮汐 367

13.6.1　近岸潮汐 367

13.6.2　河口潮汐 369

13.6.3　海湾中的潮汐——共振 372

13.6.4　外海的潮汐 377

13.7 潮流 381

13.8 内潮 383

13.9 潮汐摩擦和月球运动 386

13.10　风暴潮 387

13.11　结论 388

第十四章　某些目前活跃的领域和未来的工作 389

附录1 数学与某些基础流体力学原理的简单介绍 396

A.1.1 引言 396

A.1.2　标量和矢量 396

A.1.3　微商 397

A.1.3.1　全微商 398

A.1.3.2　全微商——物理图像 400

A.1.4　积分 402

A.1.5 场 404

A.1.6　流体流动的描述 404

A.1.7　辐聚与辐散 406

A.1.8 流体静压强或海水压强 408

A.1.9　斜坡效应 410

A.1.10　压缩性 412

A.1.11　状态方程 413

A.1.12　向心力和离心力 415

附录2　物理海洋学中采用的单位 416

A.2.1　引言 416

A.2.2　基本单位 416

A.2.3　导出单位和临时单位 417

A.2.4　动力海洋学中采用的单位和某些数值 419

附录3　根据盐度、温度和压强估计比容和密度时，所需的各种查算表或公式的出处 423

A.3.1 查表法 423

A.3.2 海水的国际状态方程（1980） 427

文献目录 430

B.1 引言 430

B.2　推荐读物 430

B.2.1 教科书 430

B.2.2　期刊 437

B.3 资料出处 438

B.3.1 用氯度定义的盐度；克努森-埃克曼状态方程 438

B.3.2　实用盐标（1978）和国际状态方程（1980） 439

B.4 期刊文献 440