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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