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物理海洋学的研究方法有哪些

发布时间:2023-01-13 23:51:08

A. 物理海洋学是要研究什么的

物理海洋学是用物理学的观点和方法来研究海洋。物理海洋学主要研究发生在海洋中的流体动力学和热力学过程,其中包括海洋中的热量平衡和水量平衡,海水的温度、盐度和密度等海洋水文状态参数的分布和变化,海洋中各种类型和各种时空尺度的海水与运动及其相互作用的规律。
物理海洋学重点研究内容:
主要是温盐密浪潮流,即温度、盐度、密度,波浪、潮汐、海流。不过物理海洋学发展至今,仅用这六点概括是不够全面的。还可以更全面的概括为海洋热盐结构、海水宏观运动、海-气相互作用、海洋湍流四个方面。

B. 海洋物理学的主要理论

(见海洋潮汐)。
1687年,英国I.牛顿根据他发现的万有引力定律,用引潮力解释了潮汐的成因。1740年,瑞士D.伯努利建立了平衡潮学说。1775年,法国P.-S.拉普拉斯建立了潮汐动力学理论,给出了考虑地转偏向力影响的潮汐动力学方程组及在特定条件下的特解。1845年,英国G.B.艾里提出了潮汐的长渠波动理论,并对其进行了较深入的研究。1872~1879年,英国W.汤姆孙(开尔文)设计了潮汐分析和预报的机械装置。1878~1891年,英国G.H.达尔文研究了地球潮汐,并提出了海洋潮汐分析和预报的调和分析方法。 (见海浪)。
1802年,捷克F.J.von格尔斯特纳发表了深水表面波的理论。1839年,英国G.格林建立了小振幅波理论,并导出了以波长表示的相速公式。1847年,英国G.G.斯托克斯建立了有限振幅波理论和小振幅内波理论;后来在1876年又提出了与波动能量传播有关的群速公式。 (见大洋环流)。
1898年,挪威V.皮耶克尼斯推广了理想斜压流体的环流定理,发表了适用于旋转地球上的环流定理。④ 海水状态方程。
1857年,英国W.汤姆孙(开尔文)首先导出了深海海水的绝热温度梯度公式。 (见海洋电磁学)
在海洋电磁理论方面。1831年,英国法拉第发现了电磁感应现象,并于1832年指出,在地磁场中流动的海水,就像在磁场中运动的金属导体一样,也会产生感应电动势;1851年,英国渥拉斯顿在横过英吉利海峡的海底电缆上,检测到与潮汐周期相同的电位变化,证实了法拉第的预言。

C. 物理海洋学硕士都学什么

(一)学科简介 物理海洋学是海洋科学的一个二级学科,主要是运用物理学的观点和方法研究海洋中的力场、热盐结构、以及因之而生的各种机械运动的时空变化,并研究海洋中的物质交换、动量交换、能量的交换和转换的学科,是海洋物理学中的一个分支。物理海洋学所研究的对象,是人类和生物赖以生存和生活的海洋中的物理环境。这种环境中的物理过程,与地球上的气候和天气的形成和变化、海洋生物的生存和生活、海洋中物质和热量的输送、海岸和海底的侵蚀和变化,以及海洋的交通运输和军事活动等,都有密切的关系。 物理海洋学所研究的问题,可概括为海洋热盐结构、海水宏观运动、海-气相互作用和海洋湍流等四个主要方面。 (二)培养目标 要求具有坚实的数学、力学、计算机应用方面的基础理论知识;熟练阅读外文资料、能用外语撰写科技论文摘要和进行学术交流;掌握物理海洋学与相关海洋工程学科理论与技术研究的前沿动态;能熟练应用基础理论和先进的计算、实验技术手段对有关理论开展较有成效的研究工作,具有解决物理海洋领域中的重大理论与科技问题的能力。 (三)研究方向 1)浅海动力学 2)灾害性海洋动力过程 3)波浪理论与应用 4)海洋环流与应用 5)环境海洋学 6)海洋物理监测原理及技术 (各个招生单位研究方向略有不同,以上以河海大学为例) (四)考试科目 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③301数学一 ④809理论力学或819流体力学或880数理方程 (各个招生单位考试科目略有不同,以上以河海大学为例) (五)相近学科 与此专业相关的学科有:流体力学。

D. 在物理海洋学方面,你都知道哪些科学成果呢

物理海洋学侧重于描述和理解海洋环流和流体运动的演变模式,以及其特性的分布,如温度、盐度和溶解化学元素和气体的浓度。在广泛的空间尺度上研究作为动态流体的海洋,从与湍流微观结构相关的厘米尺度到海洋环流和全球翻转环流的数千公里尺度。方法包括理论、直接观察和计算机模拟。我们的研究经常发生在重要的多学科问题的背景下,包括全球气候的动态和可预测性以及人类在沿海和河口地区使用的可持续性。

热带海洋学,热带海洋说明了在许多时间尺度上与大气密切耦合的影响。该领域的许多学生在 NOAA 太平洋海洋环境实验室都有顾问。

波浪、湍流和混合,海洋过程发生在一个巨大的空间尺度范围内,从全球环流的许多兆米大小,到分子扩散和粘度起作用的毫米到厘米的尺度。该领域的许多学生在应用物理实验室都有顾问。

E. 海洋学的分支学科

海洋科学研究和科学理论呈现出日益增强的整体化趋势。随着海洋科学的发展,揭示的海洋现象越来越多,因此学科的划分也就越来越细,研究领域也越来越广。近几十年来对海洋现象和过程的深入研究发现,各分支学科之间是彼此依存、相互交叉、相互渗透的,每一分支学科只有在整个海洋科学体系的相互联系中才能得到重大发展。
现代海洋科学的研究体系,大体可以分为基础性学科研究和应用性技术研究两部分。基础性学科是直接以海洋的自然现象和过程为研究对象,探索其发展规律。应用性技术学科则是研究如何运用这些自然规律为人类服务。
海洋中发生的自然过程,按照内秉属性,大体上可分为物理过程、化学过程、地质过程和生物过程四类,每一类又是由许多个别过程所组成的系统。对这四类过程的研究,相应地形成了海洋科学中相对独立的四个基础分支学科:海洋物理学、海洋化学、海洋地质学和海洋生物学
海洋物理学是以物理学的理论、技术和方法研究发生于海洋中的各种物理现象及其变化规律的学科。主要包括物理海洋学、海洋气象学、海洋声学、海洋光学、海洋电磁学、河口海岸带动力学等。
物理海洋学主要研究海水的各类运动(如海流、潮汐、波浪、行星波、湍流和海水层的微结构等),海洋同大气圈和岩石圈的相互作用规律,海洋中声、光、电的现象和过程,以及有关海洋观测的各种物理学方法。
海洋化学是研究海洋各部分的化学组成、物质分布,化学性质和化学过程的学科。研究的内容主要是海洋水层和海底沉积以及诲洋一大气边界层中的化学组成、物质的分布和转化,以及海洋水体。海洋生物体和海底沉积层中的化学资源开发利用中的化学问题等。海洋化学包括化学海洋学和海洋资源化学等分支。
海洋地质学是研究地球被诲水淹没部分的特征和变化规律的学科。主要研究内容为:海岸和海底地形,海洋沉积的组成和形成过程,大洋地层学、洋底岩石的岩性、矿物和地球化学,海底地壳构造和大洋地质历史,海底的热流、重力异常、磁异常和地震波传播速度等地球物理特性。海洋地质学当前研究的重大课题是海底矿产资源的分布和成矿规律,大陆边缘(包括岛弧——海沟系)和大洋中脊为主的板块构造,以及古海洋学等。
海洋生物学是研究海洋中一切生命现象和过程及其规律的学科,主要研究海洋中生命的起源和演化,海洋生物的分类和分布、形态和生活史、生长和发育、生理和生化、遗传,特别是生态的研究,以阐明海洋生物的习性和特点与海洋环境之间的关系,揭示海洋中发生的各种生物学现象及其规律,为开发、利用和发展海洋生物资源服务。海洋生物学包括生物海洋学、海洋生态学等分支学科。
如同自然科学中的其他学科一样,海洋科学的各个基础分支学科不仅互相联系,互相依存,而且互相渗透,不断萌生出许多新的分支学科,如海洋地球化学、海洋生物化学、海洋生物地理学、古海洋学等。
另一方面,海洋科学的研究,特别是在早期,具有明显的自然地理学方向,着重于从自然地理的地带性和区域性的角度研究海洋现象的区域组合和相互联系,以揭示区域特点、区域环境质量、区域差异和关系,形成了区域海洋学。
由于现代科学技术发展很快,海洋资源开发技术与日俱新,因此需要专门研究如何把基础理论研究成果应用到实践中去,解决生产技术问题。这样,在海洋科学研究中就逐渐分化出一系列技术性很强的应用学科和专业技术研究领域。
如海洋工程,它始于为海岸带开发服务的海岸工程。到了20世纪后半期,世界人口和经济迅速增长,人类对蛋白质和能源的需求量也急剧增加,因此海洋工程又增加了深海采矿、经济生物的增养殖、海水淡化和综合利用、海洋能的开发利用、海洋水下工程、海洋空间开发等内容。
海洋科学研究成果的应用,由于服务对象不同,还相应地形成一些相对独立的应用性学科,如海洋水文气象预报、航海海洋学、渔场海洋学、军事海洋学等。
但是,如同其他自然科学研究一样,任何学科分类和体系都不是最终的封闭系统,随着对海洋研究的深化和扩展,海洋科学的学科分类和体系将不断地有所更新和发展。
海和洋的区分
洋,是海洋的中心部分,是海洋的主体。世界大洋的总面积,约占海洋面积的89%。大洋的水深,一般在3000米以上,最深处可达1万多米。大洋离陆地遥远,不受陆地的影响。它的水温和盐度的变化不大。每个大洋都有自己独特的洋流和潮汐系统。大洋的水色蔚蓝,透明度很大,水中的杂质很少。世界共有4个,即太平洋、印度洋、大西洋、北冰洋。
海,在洋的边缘,是大洋的附属部分。海的面积约占海洋的11%,海的水深比较浅,平均深度从几米到二三千米。海临近大陆,受大陆、河流、气候和季节的影响,海水的温度、盐度、颜色和透明度,都受陆地影响,有明显的变化。夏季,海水变暖,冬季水温降低;有的海域,海水还要结冰。在大河入海的地方,或多雨的季节,海水会变淡。由于受陆地影响,河流夹带着泥沙入海,近岸海水混浊不清,海水的透明度差。海没有自己独立的潮汐与海流。海可以分为边缘海、内陆海和地中海。边缘海既是海洋的边缘,又是临近大陆前沿;这类海与大洋联系广泛,一般由一群海岛把它与大洋分开。我国的东海、南海就是太平洋的边缘海。内陆海,即位于大陆内部的海,如欧洲的波罗的海等。地中海是几个大陆之间的海,水深一般比内陆海深些。世界主要的海接近50个。太平洋最多,大西洋次之,印度洋和北冰洋差不多。
海洋的形成
海洋是怎样形成的?海水是从哪里来的?
对这个问题目前科学还不能作出最后的答案,这是因为,它们与另一个具有普遍性的、同样未彻底解决的太阳系起源问题相联系着。
现在的研究证明,大约在50亿年前,从太阳星云中分离出一些大大小小的星云团块。它们一边绕太阳旋转,一边自转。在运动过程中,互相碰撞,有些团块彼此结合,由小变大,逐渐成为原始的地球。星云团块碰撞过程中,在引力作用下急剧收缩,加之内部放射性元素蜕变,使原始地球不断受到加热增温;当内部温度达到足够高时,地内的物质包括铁、镍等开始熔解。在重力作用下,重的下沉并趋向地心集中,形成地核;轻者上浮,形成地壳和地幔。在高温下,内部的水分汽化与气体一起冲出来,飞升入空中。但是由于地心的引力,它们不会跑掉,只在地球周围,成为气水合一的圈层。
位于地表的一层地壳,在冷却凝结过程中,不断地受到地球内部剧烈运动的冲击和挤压,因而变得褶皱不平,有时还会被挤破,形成地震与火山爆发,喷出岩浆与热气。开始,这种情况发生频繁,后来渐渐变少,慢慢稳定下来。这种轻重物质分化,产生大动荡、大改组的过程,大概是在45亿年前完成了。
地壳经过冷却定形之后,地球就像个久放而风干了的苹果,表面皱纹密布,凹凸不平。高山、平原、河床、海盆,各种地形一应俱全了。
在很长的一个时期内,天空中水气与大气共存于一体;浓云密布。天昏地暗,随着地壳逐渐冷却,大气的温度也慢慢地降低,水气以尘埃与火山灰为凝结核,变成水滴,越积越多。由于冷却不均,空气对流剧烈,形成雷电狂风,暴雨浊流,雨越下越大,一直下了很久很久。滔滔的洪水,通过千川万壑,汇集成巨大的水体,这就是原始的海洋。
原始的海洋,海水不是咸的,而是带酸性、又是缺氧的。水分不断蒸发,反复地形云致雨,重又落回地面,把陆地和海底岩石中的盐分溶解,不断地汇集于海水中。经过亿万年的积累融合,才变成了大体匀的咸水。同时,由于大气中当时没有氧气,也没有臭氧层,紫外线可以直达地面,靠海水的保护,生物首先在海洋里诞生。大约在38亿年前,即在海洋里产生了有机物,先有低等的单细胞生物。在6亿年前的古生代,有了海藻类,在阳光下进行光合作用,产生了氧气,慢慢积累的结果,形成了臭氧层。此时,生物才开始登上陆地。
总之,经过水量和盐分的逐渐增加,及地质历史上的沧桑巨变,原始海洋逐渐演变成今天的海洋。

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