发布时间 : 星期三 文章海洋科学导论课后习题答案(2)更新完毕开始阅读d8b85254ea7101f69e3143323968011ca200f700
水团的定义是：“源地和形成机制相近，具有相对均匀的物理、化学和生物特征及大体一致的变化趋势，而与周围海水存在明显差异的宏大水体。”
水型(watertype)：通常它是指温盐度均匀，在温—盐图解上仅用一个单点表示的水体。由于性质完全相同的水样，其观测值皆对应于温—盐图解中的一个点，故水型实质上是“性质完全相同的水体元的集合”。由此引伸，即可给出水团的集合论定义：“水团是性质相近的水型的集合”。
水系(watersystem)：在海洋学中水系可定义为“符合一个给定条件的水团的集合”。换言之，水系的划分只考虑一种性质相近即可。在浅海水团分析中，经常提到的沿岸水系和外海水系，就是只考虑盐度而划分的。前者指沿岸低盐水团的集合，后者是指外海(受大陆径流影响较小的)高盐水团的集合。
第四章 海水的化学组成和特性
1.海水的组成为什么有恒定性？（好像没什么答案） 海水中各种元素都以一定的物理化学形态存在。
在海水中铜的存在形式较为复杂，大部分是以有机络合物形式存在的。在自由离子中仅有一小部分以二价正离子形式存在，大部分都是以负离子络合物出现。海水中有含量极为丰富的钠，但其化学行为非常简单，它几乎全部以Na+离子形式存在。
海水中的溶解有机物十分复杂，主要是一种叫做“海洋腐殖质”的物质，它的性质与土壤中植被分解生成的腐殖酸和富敏酸类似。海洋腐殖质的分子结构还没有完全确定，但是它与金属能形成强络合物。
海水中的成分可以划分为五类：1.主要成分(大量、常量元素)：指海水中浓度大于1×10－6
mg/kg的成分。属于此类的有阳离子Na+，K+，Ca2+，Mg2+和Sr2+五种，阴离子有
H3BO3，其总和占海
水盐分的99.9％。所以称为主要成分。
由于这些成分在海水中的含量较大，各成分的浓度比例近似恒定，生物活动和总盐度变
化对其影响都不大，所以称为保守元素。海水中的Si含量有时也大于1mg/kg，但是由于其浓度受生物活动影响较大，性质不稳定，属于非保守元素，因此讨论主要成分时不包括Si。
2.溶于海水的气体成分，如氧、氮及惰性气体等。
3.营养元素(营养盐、生源要素)：主要是与海洋植物生长有关的要素，通常是指N，P及Si等。这些要素在海水中的含量经常受到植物活动的影响，其含量很低时，会限制植物的正常生长，所以这些要素对生物有重要意义。
4.微量元素：在海水中含量很低，但又不属于营养元素者。 5.海水中的有机物质：如氨基酸、腐殖质、叶绿素等。
海水的更新时间在温跃层(平均100m)以上平均为几十年，而在深层则为1000年左右。如果元素逗留时间大于更新的时间，则在整个海洋中的分布应当是均匀的；如果小于更新的时间，其分布应当是不均匀的。但是有些元素如P、N、Si虽然逗留时间较长，由于生物参与了这些元素的循环，在海洋中也造成了不均匀的分布。 3.海水的pH值一般是多少？海水的缓冲能力主要由哪种作用控制？ 海水的pH值:约为8.1，其值变化很小，因此有利于海洋生物的生长； 海水具有一定的缓冲能力，这种缓冲能力主要是受二氧化碳系统控制的。
第五章 海洋环流
1.简述海流的定义、形成原因及表示方法。
海流是指海水大规模相对稳定的流动，是海水重要的普遍运动形式之一。 海流形成的原因归纳起来两种:
第一种原因是海面上的风力驱动，形成风生海流。由于海水运动中粘滞性对动量的消耗，这种流动随深度的增大而减弱，直至小到可以忽略，其所涉及的深度通常只为几百米，相对于几千米深的大洋而言是一薄层。
第二种原因是海水的温盐变化。因为海水密度的分布与变化直接受温度、盐度的支配，而密度的分布又决定了海洋压力场的结构。实际海洋中的等压面往往是倾斜的，即等压面与等势面并不一致，这就在水平方向上产生了一种引起海水流动的力，从而导致了海流的形成。另外海面上的增密效应又可直接地引起海水在铅直方向上的运动。 描述海水运动的方法有两种：一是拉格朗日方法，一是欧拉方法。
前者是跟踪水质点以描述它的时空变化，这种方法实现起来比较困难，但近代用漂流瓶以及中性浮子等追踪流迹，可近似地了解流的变化规律。
通常多用欧拉方法来测量和描述海流，即在海洋中某些站点同时对海流进行观测，依测量结果，用矢量表示海流的速度大小和方向，绘制流线图来描述流场中速度的分布。如果流场不随时间而变化，那么流线也就代表了水质点的运动轨迹。
2.引起海水运动的力有哪些？
作用在海水上的力有多种，归结起来可分为两大类：
一是引起海水运动的力，诸如重力、压强梯度力、风应力、引潮力等；
另一类是由于海水运动后所派生出来的力，如地转偏向力(CoriolisForce，亦称为科氏力)、摩擦力等。
8.海水运动方程的基本形式是什么？
运动方程：所谓海水运动方程，实际上就是牛顿第二运动定律在海洋中的具体应用。单位质量海水的运动方程可以写成 在直角坐标系统中，它的三个分量方程为
式中u，v，w分别为x，y，z方向上的流速分量，∑Fx，∑Fy，∑Fz分别为x，y，z方向上单位质量海水所受到作用力的合力。显然，只要给出这些力，应用式(5—2)便可了解海水的运动状况。 11.何谓地转流？
在水平压强梯度力的作用下，海水将在受力的方向上产生运动。 与此同时科氏力便相应起作用，不断地改变海水流动的方向，直至水平压强梯度力与科氏力大小相等方向相反取得平衡时，海水的流动便达到稳定状态。
若不考虑海水的湍应力和其它能够影响海水流动的因素，则这种水平压强梯度力与科氏力取得平衡时的定常流动，称为地转流。 27.何谓大洋中尺度涡？
大洋中尺度涡(mesoscaleeddies)：自70年代以来，海洋科学工作者相继在各大洋中发现了一种水平尺度约为100～500km，时间尺度约为20～200d的流涡，它们广泛地寄居于总的大洋环流之中，且以(1～5)×10-2m/s的速度移动着，这些流涡称为“中尺度涡”。
第六章 海洋中的波动现象
1.海洋中的波动现象是怎样形成的？
海洋中的波浪：海洋中的波浪有很多种类，引起的原因也各不相同。例如海面上的风应力，海底及海岸附近的火山、地震，大气压力的变化，日、月引潮力等。被激发的各种波动的周期可从零点几秒到数十小时以上，波高从几毫米到几十米，波长可以从几毫米到几千千米。
波浪分类可从不同角度给出不同的称谓。例如，按相对水深(水深与波长之比，即h/λ)可将波浪分为深水波(短波)和浅水波(长波)；按波形的传播与否又有前进波与驻波之分；按波动发生的位置又有表面波、内波和边缘波之分；按成因分又有风浪、涌浪、地震波之分等等。
2.小振幅重力波剖面方程中各符号的含义是什么？
小振幅重力波，亦称正弦波，是一种简单波动。简单波动的特性可近似地说明实际海洋波动的许多现象。小振幅重力波系指波动振幅相对波长为无限小，重力是其唯一外力的简单海面波动。
取右手直角坐标系，z轴向上为正，将x—y平面放在海面上，设波动是二维的，只在x方向上传播，则波剖面方程可用下列正弦曲线表示，即： ζ＝αsin(kx-σt) (6-1)
式中α为波动的振幅，ζ为波面相对平均水面的铅直位移。显然它是地点x与时间t的函数，式中
分别称为波数和频率。当水深为h时，可证明它们的关系为：
σ2＝kgtanh(kh)＝kgtanh(2πh/λ)① (6-2) 称为频散关系。式中g为重力加速度。
由式(6-1)可见，当(kx-σt)=π/2时，ζ＝a，即为波峰。相速为8.风浪和涌浪是怎样形成的？各有什么特征？
风浪是指当地风产生，且一直处在风的作用之下的海面波动状态；
亦即
涌浪则指海面上由其他海区传来的或者当地风力迅速减小、平息，或者风向改变后海面上遗留下来的波动。
风浪的特征：风浪往往波峰尖削，在海面上的分布很不规律，波峰线短，周期小，当风大时常常出现破碎现象，形成浪花。
涌浪的特征：涌浪的波面比较平坦，光滑，波峰线长，周期、波长都比较大，在海上的传播比较规则。
观测表明，在海洋中风浪和涌浪会单独存在，但往往同时存在，它们的传播方向也往往不同。有经验的观测者很容易把它们区分开来。
第七章 潮 汐