(一)海水中的成分主要成分是微量元素、營養(yǎng)成分、氣體成分。
(二)主要成分(大量、常量元素)指海水中濃度大于1×10-6mg/kg 的成分。
(三)海水主要成分的構(gòu)成陽離子Na+,K+,Ca2+,Mg2+ 和Sr2+ 五種,陰離子有Cl-,SO42-,Br-,HCO3-(CO32-),F(xiàn)- 五種,還有以分子形式存在的H3BO3,其總和占海水鹽分的99.9%,所以稱為主要成分。
(一)海水中營養(yǎng)成分所包括的元素主要是與海洋植物生長有關(guān)的要素,通常是指N,P 及Si等。這些要素在海水中的含量經(jīng)常受到植物活動的影響,其含量很低時,會限制植物的正常生長,所以這些要素對生物有重要意義。
(二)海水中的微量元素和主要氣體成分所包括元素微量元素:在海水中含量很低,但又不屬于營養(yǎng)元素。溶于海水的氣體成分,如氧、氮及惰性氣體等。
(一)溶解在海水中的氧是海洋生命活動不可缺少的物質(zhì)。它的含量在海洋中的分布,既受化學(xué)過程和生物過程的影響,還受物理過程的影響。
(二)海水的pH 值約為8.1,pH 值指溶液中氫離子的總數(shù)和總物質(zhì)的量的比。
(三)堿度是指水中能與強酸發(fā)生中和作用的物質(zhì)的總量。
(四)總堿度一般表征為相當(dāng)于碳酸鈣的濃度值,海水的總堿度AT,是由碳酸根離子、碳酸氫根負(fù)離子和硼酸根離子形成的,其單位為摩爾濃度。
在地球大氣中,能讓太陽短波輻射自由通過,同時吸收地面和空氣放出的長波輻射(紅外線),從而造成近地層增溫的微量氣體。包括二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氯氟烴等。
(一)海洋污染直接或間接由人類向大洋和河口排放的各種廢物或廢熱,引起對人類生存環(huán)境和健康的危害,或者危及海洋生命(如魚類)的現(xiàn)象。
(二)海洋化學(xué)污染物主要類型或主要的海洋化學(xué)污染要素碳?xì)浠衔铮ㄖ饕甘停⒑Q笾械闹亟饘伲ㄆ渲卸拘暂^大的是汞、鉛、鎘、鉻、銅等元素)、合成有機化合物(含農(nóng)藥等)、營養(yǎng)物質(zhì)(富營養(yǎng)化)、放射性核素。
海洋酸化是指由于海洋吸收、釋放大氣中過量二氧化碳(CO2),使海水正在逐漸變酸。工業(yè)革命以來,pH 值下降了0.1。海水酸性的增加,將改變海水化學(xué)的種種平衡,使依賴于化學(xué)環(huán)境穩(wěn)定性的多種海洋生物乃至生態(tài)系統(tǒng)面臨巨大威脅。
海洋化學(xué)資源是指多種化工原料、海洋藥物和肥料。包括氯化鈉、鎂、溴、鈾,等等。
(一)海流海流是指海水大規(guī)模相對穩(wěn)定的流動,是海水重要的普遍運動形式之一。所謂“大規(guī)?!笔侵杆目臻g尺度大,具有數(shù)百、數(shù)千千米甚至全球范圍的流域;“相對穩(wěn)定”的含義是指在較長的時間內(nèi),例如一個月、一季、一年或者多年,其流動方向、速率和流動路徑大致相似。
(二)海洋環(huán)流海洋環(huán)流一般是指海域中的海流形成首尾相接的相對獨立的環(huán)流系統(tǒng)或流旋。就整個世界大洋而言,海洋環(huán)流的時空變化是連續(xù)的,它把世界大洋聯(lián)系在一起,使世界大洋的各種水文、化學(xué)要素及熱鹽狀況得以保持長期相對穩(wěn)定。
(一)海流形成的原因第一種原因是海面上的風(fēng)力驅(qū)動,它形成風(fēng)生海流。海流形成的第二種原因是海水的溫鹽變化。實際海洋中的等壓面往往是傾斜的,即等壓面與等勢面并不一致,這就在水平方向上產(chǎn)生了一種引起海水流動的力,從而導(dǎo)致了海流的形成。另外海面上的增密效應(yīng)又可直接地引起海水在鉛直方向上的運動。
(二)海流流向表示方法
通常多用歐拉方法來測量和描述海流,即在海洋中某些站點同時對海流進(jìn)行觀測,依測量結(jié)果,用矢量表示海流的速度大小和方向,繪制流線圖來描述流場中速度的分布。如果流場不隨時間而變化,那么流線也就代表了水質(zhì)點的運動軌跡。
流向以地理方位角表示,指海水流去的方向。例如,海水以0.10m/s 的速度向北流去,則流向記為0°(北),向東流動則為90°,向南流動為180°,向西流動為270°,流向與風(fēng)向的定義恰恰相反,風(fēng)向指風(fēng)吹來的方向。繪制海流圖時常用箭矢符號,矢長度表示流速大小,箭頭方向表示流向。
描述海水運動的方法有兩種,一是拉格朗日方法,二是歐拉方法。
(一)黑潮北太平洋的一支強大的西邊界暖流。
(二)黑潮的主要特征黑潮具有流速強,流量大,流幅狹窄,延伸深邃,高溫高鹽等特征為其特色。潮即水流,因其水色深藍(lán),遠(yuǎn)看似黑色,因而得名。
世界大洋中存在著五個基本水層,即大洋暖水區(qū)的表層水,次表層水;大洋冷水區(qū)中的中層水、深層水和底層水。如果按其溫、鹽等理化特性和源地作為條件,可在第一層等級把五層水視為五個水團(tuán)。
(一)表層水具有高溫、相對低鹽特性,其源就是低緯海區(qū)密度最小的表層暖水本身。
(二)次表層水具有獨特的高鹽特征和相對高溫,它是由副熱輻聚區(qū)表層海水下沉而形成的,其下界為主溫躍層,南北范圍在南北極鋒之間。
(三)中層水具有低鹽特征,是西風(fēng)漂流中的輻聚區(qū)表層海水下沉而形成。其深度約在1000 ~2000m 的范圍內(nèi)。但地中海水、紅?!ㄋ篂乘歉啕}的。
(四)深層水北大西洋上部但在表層以下、深度上是它的源地,因此貧氧是其主要特性。其深度約在2000 ~4000m 的范圍內(nèi)。
(五)底層水源于極地海區(qū),具有最大的密度。
從波峰到波谷之間的鉛直距離稱為波高(H);曲線的最高點稱為波峰,曲線的最低點稱為波谷,相鄰兩波峰(或波谷)之間的水平距離稱為波長;波高與波長之比稱為波陡。
波動的能量以波高的平方增長。在討論波動的能量時,常以波高的平方作為能量的相對尺度。
除了海面的波動而外,在海洋內(nèi)部也會發(fā)生波動現(xiàn)象,稱為海洋內(nèi)波。它是發(fā)生在海水密度層結(jié)穩(wěn)定的海洋中的一種波動,它的最大振幅出現(xiàn)在海面以下。
(一)風(fēng)浪、涌浪風(fēng)浪是指當(dāng)?shù)仫L(fēng)產(chǎn)生,且一直處在風(fēng)的作用之下的海面波動狀態(tài);涌浪則指海面上由其它海區(qū)傳來的或者當(dāng)?shù)仫L(fēng)力迅速減小、平息,或者風(fēng)向改變后海面上遺留下來的波動。
(二)決定風(fēng)浪大小的因素風(fēng)浪的成長與大小,不是只取決于風(fēng)力,而是取決于風(fēng)速(風(fēng)力大小)、風(fēng)時(風(fēng)的作用時間)和風(fēng)區(qū)(風(fēng)的作用區(qū)域大?。c風(fēng)所作用水域的大小和風(fēng)所作用時間的長短有密切關(guān)系。
(三)風(fēng)浪、涌浪的波面特征風(fēng)浪的特征往往波峰尖削,在海面上的分布很不規(guī)律,波鋒線短,周期小,當(dāng)風(fēng)大時常常出現(xiàn)破碎現(xiàn)象,形成浪花。涌浪的波面比較平坦,光滑,波鋒線長,周期、波長都比較大,在海上的傳播比較規(guī)則。
(四)波浪傳到淺海和近岸的變化當(dāng)波浪傳至淺水及近岸時,由于水深及地形、岸形的變化,無論其波高、波長、波速還是傳播方向等都會產(chǎn)生一系列的變化。諸如波向的折射、波高增大從而能量集中,波形卷倒、破碎和反射、繞射等。
(一)潮汐、潮流定義潮汐現(xiàn)象是指海水在天體(主要是月球和太陽)引潮力作用下所產(chǎn)生的周期性運動,習(xí)慣上把海面鉛直向漲落稱為潮汐,而海水在水平方向的流動稱為潮流。
(二)潮汐要素、潮汐類型
圖中縱坐標(biāo)是潮位高度,橫坐標(biāo)是時間。漲潮時潮位不斷增高,達(dá)到一定的高度以后,潮位短時間內(nèi)不漲也不退,稱之為平潮,平潮的中間時刻稱為高潮時。平潮的持續(xù)時間各地有所不同,從幾分鐘到幾十分鐘不等。平潮過后,潮位開始下降。當(dāng)潮位退到最低的時候,與平潮情況類似,也發(fā)生潮位不退不漲的現(xiàn)象,叫做停潮,其中間時刻為低潮時。停潮過后潮位又開始上漲,如此周而復(fù)始地運動著。從低潮時到高潮時的時間間隔叫做漲潮時,從高潮時到低潮時的時間間隔則稱為落潮時。一般來說,漲潮時和落潮時在許多地方并不是一樣長。海面上漲到最高位置時的高度叫做高潮高,下降到最低位置時的高度叫低潮高,相鄰的高潮高與低潮高之差叫潮差。
1.正規(guī)半日潮在一個太陰日(約24時50分)內(nèi),有兩次高潮和兩次低潮,從高潮到低潮和從低潮到高潮的潮差幾乎相等,這類潮汐就叫做正規(guī)半日潮。
2.不正規(guī)半日潮在一個朔望月中的大多數(shù)日子里,每個太陰日內(nèi)一般可有兩次高潮和兩次低潮;但有少數(shù)日子(當(dāng)月赤緯較大的時候),第二次高潮很小,半日潮特征就不顯著,這類潮汐就叫做不正規(guī)半日潮。
3.正規(guī)日潮在一個太陰日內(nèi)只有一次高潮和一次低潮,像這樣的一種潮汐就叫正規(guī)日潮,或稱正規(guī)全日潮。
4.不正規(guī)日潮,這類潮汐在一個朔望月中的大多數(shù)日子里具有日潮型的特征,但有少數(shù)日子(當(dāng)月赤緯接近零的時候)則具有半日潮的特征。
一月中大、小潮出現(xiàn)的日期:大潮和小潮是太陽、地球、月球三者的位置關(guān)系決定的。當(dāng)三者處于同一直線上的時候,也就是月相表現(xiàn)為朔(初一,全部不見)或望(十五,滿月)的時候,引潮力和離心力最大,為大潮;三者處于一個直角關(guān)系的時候,月相表現(xiàn)為上弦(初七,半月,西方亮)或下弦(二十二,半月,東方亮)的時候,引潮力和離心力最小,為小潮。但是現(xiàn)實中一般具有一些滯后性,時間是兩到三天,例如小潮可能出現(xiàn)在初十。潮汐一個月中有兩次大潮和兩次小潮,大潮期為每一月的初一和十五;小潮期為每一月的初七和二十二。