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文檔簡介

海洋學(xué)教案第一章:序論一.目的:海洋科學(xué)是地球科學(xué)體系的分支學(xué)科之一。地球科學(xué)體系是一個獨特的、復(fù)雜的、交叉科學(xué)體系。它包括地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、大氣科學(xué)、海洋科學(xué)、水文科學(xué)、固體地球物理學(xué)。其相關(guān)學(xué)科有環(huán)境科學(xué)和測繪科學(xué)。海洋科學(xué)的研究對象是地球表面的海洋,以及溶解或懸浮于海水中的物質(zhì),生存于海洋中的生物、海洋底邊界、側(cè)邊界和上邊界。它的研究內(nèi)容有海洋的運動規(guī)律,海洋中的物理、化學(xué)、生物、地質(zhì)過程及其相互作用的基礎(chǔ)理論。其特點是海洋中的水-汽-冰三態(tài)的轉(zhuǎn)化無時無刻不在進行,且具有多層次耦合的特點。其研究方法也有顯著特點。它明顯得依賴于直接的觀測,利用信息論、控制論、系統(tǒng)論的方法對海洋的資料與信息進行加工,使之在更大的范圍內(nèi)得到應(yīng)用。學(xué)科分支細化、與相互交叉、滲透并重、而綜合與整體化研究的趨勢日趨明顯。二.方法:首先解釋地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、大氣科學(xué)、水文科學(xué)、固體地球場以及環(huán)境科學(xué)與測繪學(xué)的概念、研究的范圍及發(fā)展史,以此說明海洋科學(xué)是地球科學(xué)的分支科學(xué)之一。利用講述海洋科學(xué)各個時期的發(fā)展史,說明海洋科學(xué)是一門復(fù)雜的科學(xué),且具有自己的研究特色。三.課時:本章用2個學(xué)時。四.內(nèi)容:1)地球科學(xué)體系a)地理學(xué),地質(zhì)學(xué),大氣科學(xué),水文科學(xué),固體地球物理學(xué),環(huán)境科學(xué),測繪學(xué)的概念及研究范疇。b)海洋科學(xué)的研究對象及研究方法。2)海洋科學(xué)的發(fā)展史及社會定位。五.重點與難點:1)地球科學(xué)體系:重點:a)地理學(xué),地質(zhì)學(xué),大氣科學(xué),水文科學(xué),固體地球物理學(xué),環(huán)境科學(xué),測繪學(xué)的概念及討論范疇。1.地理學(xué)的定義、廣義地球表面與狹義地球表面的定義、地理學(xué)的發(fā)展史。2.地質(zhì)學(xué)的定義、研究對象、范疇、及其分支學(xué)科。3.固體地球物理學(xué)的定義、研究范疇。4.大氣科學(xué)的定義、研究對象、及研究領(lǐng)域。5.水文科學(xué)的定義、研究對象及范疇。6.環(huán)境科學(xué)和測繪學(xué)的定義、研究范疇。b)海洋科學(xué)1.海洋科學(xué)的定義,研究對象及研究內(nèi)容。2.海洋科學(xué)研究對象的特點。3.海洋科學(xué)研究方法的特點。2)海洋學(xué)的發(fā)展史重點:c)海洋知識的積累與早期觀測研究。d)

海洋科學(xué)的奠基與形成。e)現(xiàn)代海洋科學(xué)時期。f)

海洋科學(xué)的未來。g)

中國的海洋科學(xué)。六.思考題:

1、如何理解地球科學(xué)是一個復(fù)雜的科學(xué)體系?2、海洋科學(xué)的研究對象和特點是什么?3、海洋科學(xué)研究有哪些特點?4、回顧海洋科學(xué)發(fā)展歷史,你能夠得到哪些啟示?5、中國海洋科學(xué)發(fā)展的前景如何?

第二章:地球科學(xué)與海底科學(xué)一、目的了解地球的宇宙環(huán)境,準確的認識地球在宇宙中的特殊地位及其運動狀態(tài)。清楚地球的形狀和它的內(nèi)、外圈層結(jié)構(gòu)的劃分。熟悉海底的地貌形態(tài)和海洋劃分。海底擴張-板塊構(gòu)造學(xué)說是近年發(fā)展起來的,以活動論為精髓的地球科學(xué)理論。它的機制符合物理學(xué)理論,且與許多地質(zhì)、地球物理的觀測結(jié)果相一致。板塊構(gòu)造學(xué)指出,地球表層的巖石圈并非“鐵板一塊”,板塊內(nèi)部相對穩(wěn)定,而板塊邊界則是全球最活躍的構(gòu)造帶。海洋地殼邊產(chǎn)生,邊運動,邊消亡。海洋沉積多為水動力成因,其次為化學(xué)過程與生物過程。沉積物多為陸源碎屑。二、方法通過講解地球的宇宙環(huán)境及地球的起源,解釋地球各圈層的構(gòu)造。通過講解板塊構(gòu)造學(xué)說,解釋目前地球陸地分布特征與成因。同時解釋由于地殼的更新、板塊的移動而造成的新海洋的新生與死亡。三、課時本節(jié)講解4個學(xué)時。1)地球的基礎(chǔ)知識、2)海與洋、3)海底的地貌形態(tài)、4)海底構(gòu)造與大地構(gòu)造學(xué)說、5)海洋沉積、6)海底礦產(chǎn)資源與古海洋學(xué)四、內(nèi)容1)地球的基礎(chǔ)知識2)海與洋3)海底地貌形態(tài)4)海底構(gòu)造與大地構(gòu)造學(xué)說5)海洋沉積6)海底礦物資源與古海洋學(xué)五、重點與難點1)地球系統(tǒng)與海底科學(xué)重點:a、地球是太陽系中的一顆行星,它處在永不休止的運動中。

b、地球是一個有同心圈層結(jié)構(gòu)的非勻質(zhì)體,以固體邊界為界,分為內(nèi)圈與外圈。各個圈層都有自己的物質(zhì)運動特性和物理化學(xué)特征。c、地球的起源與“太陽云”假說,是基于已被證實的天體演化的客觀事實1)萬物源于氫;2)氣塵彌漫于星際空間;3)恒星在不斷地形成與消亡之中。

2)海與洋重點:a、

海水的起源及海洋的劃分b、

地表的海陸分布3)海底地貌形態(tài)重點:a、

海岸帶1、

海岸帶的范圍2、

海岸地貌是在水動力條件下形成3、

現(xiàn)代海岸帶包括海岸、海灘和水下岸坡三部分b、

大陸邊緣1、

活動型大陸邊緣2、

穩(wěn)定性大陸邊緣c、大洋底1、

大洋中脊的裂谷帯常是海底擴張的中心與海洋巖石圈增生的場所,是全球性的地震活動帶。2、

大洋盆地是指大洋中脊坡麓與大陸邊緣之間的廣闊洋底。4)海底構(gòu)造與大陸構(gòu)造學(xué)說重點:a、

大陸漂移說的主要依據(jù)有海岸線形態(tài)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、古氣候?qū)W和古生物地理分布等。b、

海底擴張理論認為大洋中脊軸部裂谷帶是涌升的地幔物質(zhì)冷卻后形成新的地殼,同時向外擴張,推動軟流層之上的大陸巖石圈向兩側(cè)擴展。當洋底擴展到一定程度便向下俯沖潛沒,重新回到地幔中,形成洋底地殼循環(huán)。c、“板塊構(gòu)造”學(xué)說表明,地球表層剛性巖石并非“鐵板一塊”,而是由一些大板塊組合而成,板塊內(nèi)部相對穩(wěn)定,而板塊邊界則是全球最活躍的構(gòu)造帶。d、

海洋盆地的形成與構(gòu)造演化。1、

大洋盆地的起源及其構(gòu)造演化。2、

邊緣海盆地形成與構(gòu)造演化。

難點:1)現(xiàn)在的大陸漂移說與魏格納的大陸漂移說的區(qū)別;2)由于海底擴張理論導(dǎo)出海洋地殼循環(huán)更新。5)海洋沉積重點:a、

濱海沉積1、

海灘沉積的物質(zhì)、分布和海洋動力。2、

潮坪沉積的主要動力、沉積物質(zhì)及分布。3、

沙壩-瀉湖的形成及沉積物質(zhì)。4、

河口灣沉積的主要動力、沉積物質(zhì)。5、

三角洲的分布以及三角洲形成的主要動力,沉積物分布的自然因素。b、

大陸架沉積1、

沉積的作用力2、

沉積物及其分布c、大陸坡沉積的沉積物分布和沉積動力。d、

大洋沉積的沉積物組合、分類和分布狀況。6)海底礦物資源重點:a、

濱海沙礦b、

海底石油和天然氣c、磷礦石和海綠石d、

錳結(jié)核和富鈷核殼e、

海底熱液硫化物f、天然氣水合物六、思考題1、

簡述地球運動的主要形式及其產(chǎn)生的重要自然現(xiàn)象。2、

地球外部圈層與內(nèi)部圈層是怎樣劃分的?說明它們之間的內(nèi)在聯(lián)系和區(qū)別。3、

說明全球海陸分布特點以及海洋的劃分。4、

什么是海岸帶?說明其組成部分是如何界定的。5、

大陸邊緣分為幾種主要類型?說明各自的構(gòu)成及其主要特點。6、

什么是大陸中脊體系,它有哪些主要特點?7、

簡述大陸漂移、海底擴張和板塊構(gòu)造的內(nèi)在聯(lián)系與主要區(qū)別。8、根據(jù)板塊構(gòu)造原理說明大洋盆地和邊緣海盆地的形成與演化。9、濱海沉積環(huán)境主要有哪些?說明各自沉積作用的控制因素及沉積特點。10、大陸架沉積作用過程有哪些?說明現(xiàn)代陸架沉積物的主要類型及分布規(guī)律。11、按照大洋沉積物的成因?qū)⑵浞譃槟膸追N主要類型,請歸納它們的分布規(guī)律。12、按照礦產(chǎn)資源形成的海洋環(huán)境和分布特征,海洋礦產(chǎn)資源有哪些主要類型?如何認識海洋是巨大的資源寶庫?

第三章

海水物理性質(zhì)目的:

海水的組成,海水的一些熱學(xué)和力學(xué)性質(zhì),海水的溫、鹽、密度的概念和海冰是進行海洋科學(xué)學(xué)習(xí)必備的基本知識。通過本章的學(xué)習(xí)掌握這些知識,為進一步學(xué)習(xí)其他的海洋科學(xué)知識做好準備。§

3-1

海水的組成及其物理性質(zhì)1.

教學(xué)名稱:海水的組成及其物理性質(zhì)。2.

教學(xué)目的:了解海水的組成及其與純水的區(qū)別;掌握位溫的變化和它的實用性;了解海水主要的熱學(xué)和力學(xué)性質(zhì)及其與海水的溫度、鹽度和壓力的關(guān)系。3.

教學(xué)內(nèi)容和方法:海水的組成:給出海水的定義;講解海水的主要成分或組成,海水與純水的區(qū)別,海水組成的恒定性原理和該原理的應(yīng)用,如原始鹽度的推算等。純水的特性:因為海水中絕大部分是純水,所以海水的性質(zhì)與純水的特性有著密切的關(guān)系。首先要從水分子結(jié)構(gòu)的特殊性講解純水的特性:水的溶解力、水的密度變化規(guī)律、水特殊的熱性質(zhì)。海水的主要熱學(xué)性質(zhì):講解海水的主要熱學(xué)性質(zhì)以及它們隨海水的溫度、鹽度和壓力的變化規(guī)律。海水的主要熱學(xué)性質(zhì)包括:熱容、比熱容、定壓比熱容和定容比熱容、體積熱膨脹、壓縮性、絕熱變化、現(xiàn)場溫度和位溫、蒸發(fā)潛熱及飽和蒸汽壓、熱傳導(dǎo)、沸點和冰點等。海水的一些力學(xué)性質(zhì):講解海水的一些力學(xué)性質(zhì)以及它們隨海水的溫度、鹽度和壓力的變化規(guī)律。海水的力學(xué)性質(zhì)有:海水的粘滯性、滲透壓和表面張力。4.課時安排:2學(xué)時。5.教學(xué)重點或難點:海水的組成,海水的主要熱學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì),位溫的概念。6.思考題或練習(xí)題

1)簡述海水組成與純水的異同點。

2)何謂海水的位溫?有何使用價值?

3)簡述海水的主要熱學(xué)與力學(xué)性質(zhì),它們與海水的溫度、鹽度和壓力的關(guān)系如何?§

3-2

海水的溫、鹽、密度和海冰1.教學(xué)名稱:海水的溫、鹽、密度和海冰。2.教學(xué)目的:掌握海水溫度、鹽度和密度的概念,了解國際上推薦使用的海水狀態(tài)方程。掌握海冰的形成條件和形成過程,了解海冰的類型及特點,海冰的鹽度、密度和其他主要的物理性質(zhì),認識海冰對海洋水文狀況的影響。3.教學(xué)內(nèi)容和方法:海水的溫、鹽、密度的概念及密度與溫、鹽和壓力間的關(guān)系:海水溫度(現(xiàn)場溫度、位溫)的概念在上一節(jié)講解海水的熱學(xué)性質(zhì)時已經(jīng)講到,這里主要講鹽度和密度的概念和將海水溫、鹽、壓力與密度聯(lián)系起來的主要的海水狀態(tài)方程。內(nèi)容包括:鹽度的初次定義和計算;鹽度的重新定義;實用鹽度標度的計算公式;利用CTD資料計算鹽度的方法。海水的密度定義及其表示法,密度超量;比容、比容偏差和熱比容偏差;將海水狀態(tài)參數(shù)溫度、鹽度、壓力與密度或比容建立聯(lián)系的海水狀態(tài)方程(1980年國際海水狀態(tài)方程和高壓國際海水狀態(tài)方程)。海冰:講解海冰的形成、類型和分布,海冰的物理性質(zhì),海冰對水文狀況的影響。內(nèi)容包括:海冰的形成條件和結(jié)冰過程,海冰的分類和不同類型冰的特點,海冰在全球海域的分布;海冰的鹽度和密度特點,海冰的熱性質(zhì)和其它物理性質(zhì);海冰對海洋水文要素鉛直分布的影響,海冰對潮汐、潮流和海浪的影響,海冰對海水熱狀況的影響,海冰對極地海洋水文狀況的影響。4.課時安排:2學(xué)時。5.教學(xué)重點或難點:海水的鹽度、密度概念和計算方法;海冰形成和特點。6.思考題或練習(xí)題

1)簡述海水密度的表示方法(歷史的和現(xiàn)有的)。何謂海水狀態(tài)方程?

2)海水結(jié)冰與淡水結(jié)冰的過程有何不同?為什么?

3)海冰的主要物理性質(zhì)是什么?海冰對海況有何影響?

4)固定冰和流冰的特點各是什么?

第四章海水中的熱收支和水平衡1.教學(xué)名稱:海水中的熱收支和水平衡2.教學(xué)目的:通過本章的學(xué)習(xí),充分認識太陽輻射對海洋的重要性,讓學(xué)生從地球系統(tǒng)的角度掌握海洋熱收支和水平衡,了解海洋熱收支和水平衡的具體過程,從總體上把握海洋運動的基本特征,為以后海洋科學(xué)的學(xué)習(xí)中,做到從大處著眼,小處著手,以宏觀帶動微觀,提高學(xué)習(xí)的效率打好基礎(chǔ)。3.教學(xué)方法:以課堂講授為主,利用多媒體展示圖片,并注意結(jié)合實際生活中的例子進行講授,提高學(xué)習(xí)的趣味性,讓學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上掌握所學(xué)的知識,注意前后知識的連貫性和呼應(yīng),提煉知識的主線,給學(xué)生一個比較清晰的圖像,使所學(xué)的知識扎實、牢固。4.課時安排:4學(xué)時5.教學(xué)內(nèi)容:(1)海面熱收支平衡方程:太陽輻射、海面有效回輻射、潛熱交換和感熱交換(2)太陽輻射能、太陽光的構(gòu)成和海水對太陽光的吸收(3)Stefan-Boltzmann定律和恩維定律,說明稱太陽輻射為短波輻射的原因(4)太陽常數(shù)、影響太陽輻射到達海面的因素和估計方法(5)太陽輻射能隨時間和緯度的變化(6)海洋長波輻射、海面有效回輻射;影響海面有效回輻射的因素(7)輻射平衡熱盈余(8)海面蒸發(fā)和潛熱;維持海面蒸發(fā)的先決條件以及控制海面蒸發(fā)的因素(9)海面潛熱的估計;海面蒸發(fā)隨緯度和季節(jié)的變化(10)海-氣界面的感熱交換,影響感熱交換的因素(11)潛熱交換和感熱交換對輻射平衡熱盈余的貢獻(12)海面熱收支隨緯度的變化,說明為什么赤道不會持續(xù)升溫而兩極沒有持續(xù)降溫(13)海洋內(nèi)部的熱交換;鉛直方向上熱量輸送的主要因子:風(fēng)、浪、流、湍流混合、上升流、??寺槲龋粺崃康乃捷斔停汉A鳎?4)海洋中的全熱量平衡及與溫度極值的關(guān)系(15)海洋中的水平衡:蒸發(fā)、降水、徑流、結(jié)冰、融冰(16)蒸發(fā)和降水之差的經(jīng)向分布及與鹽度分布的相似性6.教學(xué)重點或難點:著重說明稱太陽輻射為短波輻射、海洋輻射為長波輻射的原因;海洋表面輻射平衡熱盈余的物理意義;影響或控制海面蒸發(fā)的條件和因素7.思考題或練習(xí)題:(1)為什麼說太陽輻射為短波輻射、地球輻射為長波輻射?(2)為什麼稱海洋水循環(huán)而不稱海洋熱循環(huán)?(3)海洋熱平衡方程中各項的物理含義是什么?它們是怎樣對海洋的熱狀況產(chǎn)生作用的?(4)為什麼赤道海域的溫度不會持續(xù)上升而兩極海域溫度不會持續(xù)下降?(5)簡述海洋中水循環(huán)過程

第五章世界大洋及中國海溫、鹽、密度分布及其變化1.教學(xué)名稱:世界大洋及中國海溫、鹽、密度分布及其變化2.教學(xué)目的:通過本章的學(xué)習(xí),使學(xué)生從整體上對世界大洋和中國海的溫度、鹽度和密度的分布和變化有一個初步的認識,掌握造成這些物理量分布和變化的原因,同時了解目前已有的溫、鹽、密度的觀測手段和方法。3.教學(xué)方法:以課堂講授為主,運用多媒體教學(xué)手段,盡量展示一些圖表,同時結(jié)合實際例子,給學(xué)生一些生動直觀的圖像。鼓勵學(xué)生提出問題和見解,展開課堂討論,增加教學(xué)的參與性和趣味性。4.課時安排:8學(xué)時5.教學(xué)內(nèi)容:(1)整體上世界大洋溫、鹽、密度的經(jīng)緯向以及鉛直方向分布特征和特點(2)世界大洋的整體平均溫度及主要大洋的平均溫度(3)大洋表層水溫的分布,控制大洋表層水溫分布的兩個主要因子:太陽輻射分布和環(huán)流(4)世界大洋表層水溫的年變化;各主要大洋表層水溫的年變化;南、北半球表層水溫年變化的差異(5)表層水溫等溫線的分布,最高溫度出現(xiàn)的位置,熱赤道的概念(6)北半球表層副熱帶和亞北極等溫線分布的偏離;大洋東西部溫度的差異以及與大洋海流的關(guān)系(7)冬、夏季表層水溫分布的相似和差異(8)大洋表層以下溫度的分布;大洋底層溫度的分布和影響因子(9)大洋溫度的鉛直分布;大洋主溫躍層的概念和特征(10)大洋永久性溫躍層在經(jīng)線方向的“W”性狀的分布,赤道、副熱帶、極地海域的主溫躍層的深度(11)主溫躍層在極地海域的上升,海洋極鋒的出現(xiàn)(12)海洋上混合層的概念及其產(chǎn)生的原因;冬、夏季海洋上混合層深度的變化;上混合層與海洋主溫躍層的關(guān)系(13)季節(jié)性溫躍層的概念,與永久性溫躍層的關(guān)系;冬、夏季季節(jié)性溫躍層出現(xiàn)的特點(14)極地海域冬季的逆溫現(xiàn)象和夏季的“冷中間水”(15)大洋水溫的日變化以及影響水溫日變化的因素:太陽輻射、內(nèi)波、潮流等(16)大洋表層水溫的年變化特征,中、高緯度的年周期變化和熱帶海域的半年周期變化(17)水溫年變化極值出現(xiàn)的時間(18)赤道海域、亞熱帶海域和極地海域表層水溫年變幅;著重說明極地海域年變幅小與融冰和結(jié)冰的關(guān)系(19)世界大洋的平均鹽度和主要大洋的鹽度值(20)海洋表層鹽度經(jīng)線方向年變化與年蒸發(fā)量與降水量之差之間的相似性;說明這種相似性的原因(21)海洋表層鹽度分布經(jīng)線方向上的“M”形狀分布;海洋中鹽度最高和最低值出現(xiàn)的海域特點;鹽度的水平差異隨深度的變化(22)大洋鹽度分布的鉛直變化;低鹽高溫表層水、副熱帶高鹽次表層水、中高緯度低鹽中層水和極地海域的大洋底層水(23)大洋鹽度的日變化和年變化(24)大洋表層密度在經(jīng)線上的“V”狀分布,最小值出現(xiàn)在赤道偏北3oN左右(25)大洋密度水平分布隨深度的變化;鹽度和溫度對密度的影響;密度躍層的概念及與溫躍層的對應(yīng)關(guān)系(26)海洋密度分布的變化(27)中國近海表層水溫的分布:南海表層水溫高而且分布均勻;東海表層水溫冬季分布是西北高而東北低,等溫線呈西南-東北走向;黃海水溫分布是暖水舌從南黃海經(jīng)北黃海直指渤海海峽;冬季渤海在四個海區(qū)中溫度最低,尤以遼東灣最甚;夏季各海區(qū)表層水溫的分布比冬季均勻的多(28)中國近海水溫的鉛直分布:冬半年在偏北向季風(fēng)的吹掠下,海洋失熱加劇,渦動和對流混合的增強,使混合層的內(nèi)的分布非常均勻;春、夏季水溫鉛直向分布的突出特點是季節(jié)性溫躍層的形成和強盛,有助于底層冷水維持(29)中國近海鹽度的分布:渤海鹽度最低,黃海表層鹽度分布與沿岸流系的盛衰有關(guān);東海表層西北部鹽度低、東部至南部高鹽;南海表層鹽度分布近岸和外海的差異明顯(30)中國近海密度的分布:冬季近海表層的密度明顯大于夏季;鉛直分布隨密度的增加而增大(31)觀測手段:CTD;XBT測溫儀;顛倒溫度計;ARGO浮標;衛(wèi)星遙感(表皮水溫)6.教學(xué)重點或難點海洋永久性溫躍層和季節(jié)性溫躍層概念的建立;極地海域溫度年變幅小的原因;對大洋溫度、鹽度和密度的分布有一個整體概觀的認識;掌握大洋鹽度鉛直分布的形成原因;中國近海表層溫度分布的基本特征7.思考題或練習(xí)題(1)簡述世界大洋中溫度、鹽度和密度的空間分布特征。(2)大洋溫度和鹽度的水平分布與鉛直分布有什麼異同點?(3)何謂大洋主溫躍層和極鋒?何謂季節(jié)性溫躍層?(4)為什麼大洋熱帶海域鹽度的最大與最小值總是出現(xiàn)在表層以下?(5)簡述中國近海溫度和鹽度的分布特征。(6)簡要說明中國近海冬季上混合層的形成過程。制圖練習(xí)1.教學(xué)目的:通過繪制溫、鹽等實測海洋水文要素的分布圖,使學(xué)生掌握海洋現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)的處理、分析方法,培養(yǎng)學(xué)生在實際工作中處理問題、分析問題、解決問題的技能,養(yǎng)成良好的科學(xué)態(tài)度。2.教學(xué)方法:課堂講授繪圖的原理、方法和步驟;課下由學(xué)生獨立完成各種圖的繪制并對繪圖結(jié)果做出合理的分析。3.課時安排:課堂2學(xué)時,課下4學(xué)時4.教學(xué)內(nèi)容:講解各種圖的繪圖方法、步驟及注意事項繪圖使用數(shù)據(jù):采用黃渤海海區(qū)115個站點的實測溫、鹽資料。繪制圖:1)垂直分布圖:北黃海28站2、5、8、11共4個月份的溫度、鹽度垂直分布;2)斷面分布圖;北黃海101斷面8月份溫、鹽等值線分布圖3)平面分布圖:渤黃海8月份表層、底層溫度等值線分布圖5.教學(xué)重點或難點:1)不同分布圖的繪制原理,繪圖比例尺的匹配與變化,等值線的繪制原則(不能交叉、不能斷在中間及在邊界的處理)等。2)繪圖結(jié)果的分析:從該站不同月份溫、鹽垂直分布圖分析季節(jié)性溫躍層、鹽躍層的生消規(guī)律;認識黃渤海區(qū)的一個特殊的海洋現(xiàn)象:在黃海中央海區(qū)表層水之下,夏季會出現(xiàn)一個低溫、高鹽中心,稱其為黃海冷水團。從斷面分布圖判斷溫躍層、黃海冷水團的存在及強度等;從大面圖分析黃海冷水團分布范圍等。

第六章大氣環(huán)流1.教學(xué)目的:通過本章的講授,使學(xué)生認識大氣運動的基本狀態(tài),了解大氣環(huán)流和主要天氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和演變,建立起大氣是海洋十分重要的外強迫的基本理念。2.教學(xué)方法:多媒體形式授課,以示意圖和實例講解各部分內(nèi)容。3.課時安排:4學(xué)時4.教學(xué)內(nèi)容:第一節(jié)氣壓帶和風(fēng)帶及季節(jié)變化一、大氣成分:簡單介紹大氣的組成及各組份的分布,與人類活動和生存環(huán)境的關(guān)系。二、大氣的鉛直分層:以溫度結(jié)構(gòu)來分層。按溫度隨高度的變化特征可分為:對流層、平流層、中間層和熱成層(見示意圖)。介紹各層中大氣主要特征。三、氣象要素:描述大氣物理現(xiàn)象與物理過程的物理量,重要的有氣溫、氣壓、濕度和風(fēng)。介紹各物理量的定義、度量單位、觀測方法及主要分布特征(見圖)。四、氣壓帶和風(fēng)帶:圖示說明平均狀態(tài)下全球氣壓帶和風(fēng)帶的分布。五、季風(fēng)環(huán)流:圖示介紹季風(fēng)的特點、影響因素。第二節(jié)天氣系統(tǒng)一、大氣鋒面先介紹氣團及鋒面的定義,然后介紹鋒面的類型及特征1)暖鋒,2)冷鋒、3)靜止4)錮囚鋒二、溫帶氣旋以示意圖形式介紹溫帶氣旋生成機制、主要特征、對海洋的影響等三、爆發(fā)性氣旋:簡單介紹其特征及危害。四、熱帶氣旋首先讓學(xué)生了解熱帶氣旋是對我國沿海各地造成較嚴重危害的主要的天氣過程,年發(fā)生頻率高,災(zāi)害造成損失嚴重。然后從一般說明到其生成機制、結(jié)構(gòu)、移動路徑、分布等特征詳加介紹。簡單介紹副熱帶高壓、熱帶輻合帶、中小尺度天氣系統(tǒng)及區(qū)域性天氣系統(tǒng)第三節(jié)中國海氣候特征簡單介紹中國海天氣特征、氣候分布,重點介紹影響我國海域的主要天氣過程(寒潮、氣旋等)的發(fā)生、主要特征。5.教學(xué)重點或難點本章的教學(xué)重點為地球上氣壓帶和風(fēng)帶及大氣環(huán)流形成的基本原理和分布特征,介紹對海洋有直接影響的主要天氣系統(tǒng)。使學(xué)生建立起大氣運動的系統(tǒng)性及其對海洋影響的理念。通過包括衛(wèi)星資料圖片在內(nèi)的若干實例強化概念。6.思考題或練習(xí)題1).對流層大氣運動的基本特征是什么平均而言,為什么大氣的運動基本上是水平的(即鉛直速度小于水平速度)2).影響地面溫度分布的主要因子是什么3).什么是氣壓場氣壓場和風(fēng)場的基本關(guān)系是什么4).什么是東風(fēng)帶西風(fēng)帶其形成的主要原因是什么5).大氣徑向環(huán)流的基本特征是什么6).為什么中國沿海一帶一年有一次風(fēng)向的反轉(zhuǎn)7).什么是溫帶氣旋它的基本結(jié)構(gòu)如何8).什么是臺風(fēng)它的基本結(jié)構(gòu)如何

第七章海洋環(huán)流與水團1.教學(xué)目的:通過該章學(xué)習(xí),掌握海流、環(huán)流及水團的相關(guān)概念、形成原因及其特征,建立全球海洋的環(huán)流結(jié)構(gòu)和水團結(jié)構(gòu),并了解各流系的主要特征、大洋各水團的來源及主要特點。2.教學(xué)方法:圖文并茂講解。通過衛(wèi)星資料反演結(jié)果、數(shù)值計算結(jié)果和數(shù)據(jù)同化等分析結(jié)果,了解全球環(huán)流、水團的結(jié)構(gòu)、特征及變化。3.課時安排:課堂講授10學(xué)時4.教學(xué)內(nèi)容:本章內(nèi)容共分8節(jié),第一、二節(jié)分別介紹概述、海流成因,了解海流、環(huán)流的基本概念、分類及成因。第三、四、五節(jié)介紹各種簡化條件下海水的運動規(guī)律。介紹地轉(zhuǎn)流、風(fēng)海流、慣性流的運動特征。第六節(jié)介紹大洋環(huán)流及水團結(jié)構(gòu),介紹其成因、分布及變化。第七節(jié)簡單介紹中國海環(huán)流情況。第八節(jié)簡單介紹海流的觀測、研究與應(yīng)用。具體內(nèi)容如下:第一節(jié)概述簡單介紹海流的定義、按不同形式的分類及研究海流的意義。鑒于學(xué)生的知識背景來決定對“影響和產(chǎn)生海流的力”的講解內(nèi)容和深度。此部分講解,務(wù)求用最淺顯的語言描述各力在海洋中的產(chǎn)生和對海水的作用,重點講解壓強梯度力。最后簡單介紹描述海水運動的動力學(xué)方程組及邊界條件。通過該部分內(nèi)容學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握海流的概念:是海洋中具有相對穩(wěn)定流速和流向的大規(guī)模的海水的流動。而環(huán)流的概念為:首尾相接的海流叫環(huán)流。第二節(jié)海流成因簡單介紹海流的成因,一為風(fēng)生;二為溫鹽變化引起。由于海水的真實運動規(guī)律十分復(fù)雜,實際工作中,采用各種近似或假定,對各種條件簡化,從不同角度分別對海水運動情況進行討論,從而闡明海水運動的規(guī)律。在第三、四、五節(jié)中介紹地轉(zhuǎn)流、風(fēng)海流、慣性流的運動特征。第三節(jié)地轉(zhuǎn)流是最簡單受力平衡下的海水運動形式(假設(shè)條件下存在),等壓面傾斜引起海水流動。一、均勻海洋中地轉(zhuǎn)流建立地轉(zhuǎn)平衡關(guān)系及求解,詳細描述均勻海洋中地轉(zhuǎn)流的特點。二、二層海洋中地轉(zhuǎn)流在了解均勻海洋中地轉(zhuǎn)流形式及特點后,能從物理角度理解和掌握二層海洋中地轉(zhuǎn)流的形勢和特點及其與均勻海洋中地轉(zhuǎn)流形式的差異。第四節(jié)風(fēng)海流帶由風(fēng)的作用產(chǎn)生的海水流動。重點介紹無限深海風(fēng)海流的理論模型和解的形式,直觀建立起風(fēng)海流的空間結(jié)構(gòu)及其體積輸運情況。簡單介紹淺海風(fēng)海流形式及與深海風(fēng)海流的區(qū)別。簡單介紹風(fēng)海流的副效應(yīng):順岸風(fēng)、氣旋、風(fēng)場不均勻等情況下產(chǎn)生的升降流。第五節(jié)慣性流讓學(xué)生簡單了解在慣性力作用下海水運動的特點。第六節(jié)大洋環(huán)流及水團結(jié)構(gòu)?(一)大洋環(huán)流的成因?(二)海洋表層環(huán)流的地理分布?(三)大洋表層環(huán)流各流系的特征?(四)大洋水團及表層以下環(huán)流第七節(jié)中國海環(huán)流簡單了解中國海環(huán)流結(jié)構(gòu)和變化特征。第八節(jié)觀測、研究及應(yīng)用主要了解現(xiàn)有的海流觀測手段和主要研究方法,結(jié)合所學(xué)進一步了解海流研究的應(yīng)用。5.課時安排:課堂授課10學(xué)時。6.教學(xué)重點或難點:本章的教學(xué)重點是全球海洋環(huán)流、水團結(jié)構(gòu)及地轉(zhuǎn)流、風(fēng)海流的定義及其主要特征。本章的教學(xué)難點是如何在簡化條件中研究海水運動形式,既地轉(zhuǎn)流、風(fēng)海流的平衡關(guān)系及其特征。7.練習(xí)題或思考題1、簡述海流的定義、形成原因及表示方法。2、引起海水運動的力有哪些?3、簡述重力勢、等勢面、位勢高度、位勢深度的定義。4、何謂壓強梯度力?寫出其解析表達式,說明物理含義。5、簡述等壓面、壓力場(內(nèi)壓場、外壓場、正壓場、斜壓場)與海水密度的關(guān)系。6、何謂地轉(zhuǎn)偏向力(科氏力)?它具有哪些基本性質(zhì)?7、切應(yīng)力和摩擦力有何根本的區(qū)別?8、海水運動方程的基本形式是什么?9、體積連續(xù)方程與質(zhì)量連續(xù)方程有何不同?10、動力學(xué)邊界條件與運動學(xué)邊界條件的含義是什么?11、何謂地轉(zhuǎn)流?它的空間結(jié)構(gòu)如何?12、地轉(zhuǎn)流場與密度場、應(yīng)力場之間的關(guān)系如何?13、地轉(zhuǎn)流的動力計算方法有何實用價值?它能否用來計算由外壓場導(dǎo)致的傾斜流?為什么?14、??寺鼰o限深海漂流理論是在什么前提下建立的?它得出了什么結(jié)論?15、淺海風(fēng)海流與無限深海風(fēng)海流的空間結(jié)構(gòu)和體積運輸有何異同點?16、由風(fēng)海流的體積運輸派生出哪些新的海水流動?17、風(fēng)生大洋環(huán)流理論的基本結(jié)論有哪些?何謂西向強化?18、何謂熱鹽環(huán)流?它在世界大洋環(huán)流中扮演什么角色?19、世界大洋上層環(huán)流的總特征如何?20、赤道流系包括哪些主要流動?說明其形成原因及水文特征。21、北半球有哪幾支西邊界流?有哪些顯著特點?22、南、北兩半球西風(fēng)漂流區(qū)有哪些主要特征?23、與西邊界流區(qū)相比,東邊界流區(qū)的基本特征有哪些?24、為什么北海道與南美西岸為世界有名的大漁場?25、極地海區(qū)有哪些主要環(huán)流?它們對海況有何影響?26、世界大洋表層有哪些輻聚下沉和輻散上升區(qū)?怎樣形成的?27、何謂大洋中尺度渦?有何基本特征?28、世界大洋中的五個基本水層(團)的主要特征是什么?它們是怎樣形成的?29、世界大洋環(huán)流通過什么方式相互溝通?

第八章:海洋中的波動現(xiàn)象一〉目的:使學(xué)生了解海洋中的波動現(xiàn)象是海水的基本運動形式之一。從海面到海底處處都可能出現(xiàn)波動。海洋波動的基本特點是:在外力與重力的作用下,水質(zhì)點離開其平衡位置作周期與準周期性的運動。由于流體的連續(xù)性,致使波動狀態(tài)隨時間與空間周期性的傳播開來。實際海洋中的波動并不是真正的周期性變化,而是可以近似視為許多周期不同的簡單波動疊加而成的復(fù)雜波動。由此我們的研究可以從簡單波動入手,利用不同周期的簡單波動的特性以及其在復(fù)雜波動中所具有的能量大小,綜合分析海洋波動的特性。二〉方法:本章中我們從簡單波動的討論入手,首先以小振幅波、有限振幅波為重點,進而討論簡單波的疊加效果,然后討論內(nèi)波的特性和長周期波(凱爾文波和羅斯貝波)的特性。通過運動方程的建立,求解獲得波要素的表達式,并討論這些結(jié)果。最后討論風(fēng)浪、涌浪,并且說明實際海洋波動可以利用隨機波動和海浪譜的形式來表示。三〉課時安排:本章講解8個學(xué)時,如果以兩學(xué)時為一節(jié)課計算,安排如下:1)概論、小振幅波;2)有限振幅波、內(nèi)波;3)凱爾文波與羅斯貝波;4)風(fēng)浪與涌浪,隨機波動。四〉內(nèi)容:1)概論:a)介紹簡單波動的波要素。b)從波周期的角度介紹波動分類,使學(xué)生了解海洋波動的范圍。2)小振幅重力波:a)介紹無旋運動基本方程、連續(xù)方程、邊界條件。b)求解上述方程,獲得頻散關(guān)系式、速度勢和速度表達式。c)討論波速、波長、波周期之間的關(guān)系。d)討論波浪的能量分布及能流表達式。e)討論兩列簡單波動的疊加效果,討論駐波與波群的結(jié)果。3)有限振幅波:在海洋學(xué)導(dǎo)論中我們僅討論斯克托斯波的特點,其它類型的有限振幅波將在物理海洋學(xué)中詳細介紹。a)斯克托斯波的波剖面。b)波速與波高的關(guān)系。c)水質(zhì)點的軌跡。d)波動能量。4)內(nèi)波:a)界面內(nèi)波。b)密度連續(xù)變化海洋中的內(nèi)波。5)凱爾文波與羅斯貝波:a)凱爾文波。b)羅斯貝波。6)風(fēng)浪與涌浪:a)風(fēng)浪的成長與消衰。b)淺海和近岸海浪。c)海浪的隨機性與海浪譜。五〉重點或難點1)概論:重點:a)講解清楚波動要素。b)講解清楚波動的尺度不同,所研究的波動范疇就不同。使學(xué)生了解海洋波動的常用尺度。2)小振幅重力波:重點:a)重點介紹無旋運動基本方程、連續(xù)方程、邊界條件(求解不是重點)。b)講解清楚頻散關(guān)系式,討論水質(zhì)點的軌跡。c)講解清楚波速、波長、波周期與水深之間的關(guān)系。d)講解清楚簡單波動的動能等于勢能;平均能流與波速成比例。e)在簡單波動疊加的討論中,講解清楚駐波、波群的特點,波群群速與波速的關(guān)系。難點:群速的表達式與平均能流的表達式一致,容易混淆。3)有限振幅波:在海洋學(xué)導(dǎo)論中我們謹討論斯克托斯波的特點,其它類型的波將在物理海洋學(xué)中詳細介紹。重點:a)斯克托斯波的波剖面不再是簡諧曲線。b)波速不僅與波長有關(guān)而且與波高有關(guān)。c)水質(zhì)點的軌跡不再是封閉曲線。d)波動的動能不再與勢能相等,且動能大于勢能。難點:是1)水質(zhì)點的軌跡與小振幅波不同,不再是封閉曲線;2)波動能量與小振幅波不同,動能與勢能不再相等。4)內(nèi)波:內(nèi)波具有波動的性質(zhì),同時其恢復(fù)力與表面波不完全相同,a)界面內(nèi)波。重點:1)界面內(nèi)波特征;2)其與表面波特征的比較。b)密度連續(xù)變化海洋中的內(nèi)波。重點:1)內(nèi)波恢復(fù)力與重力波的比較;2)內(nèi)波的傳播方向與維賽拉頻率的關(guān)系。5)凱爾文波與羅斯貝波:a)凱爾文波。重點:1)受力狀況;2)基本假設(shè);3)波動方程;4)結(jié)果討論。難點:波動振幅隨y軸變化。b)羅斯貝波。重點:1)受力狀況;2)波動特征分析。難點:恢復(fù)力為科氏力隨緯度的變化率,波向始終向西。由于波長長,實際海洋中可以看作一種水平流系,流向與波向垂直。6)風(fēng)浪與涌浪:a)風(fēng)浪的成長與消衰。重點:1)風(fēng)浪與涌浪的關(guān)系;2)風(fēng)浪成長與風(fēng)區(qū)、風(fēng)時的關(guān)系;3)涌浪的傳播特征。b)淺海和近岸海浪。重點:1)波速、波長與水深的關(guān)系;2)波浪的折射;3)波高隨水深、波速的變化關(guān)系。難點:波浪的折射與繞射。c)海浪的隨機性與海浪譜。重點:1)認識海浪的隨機性;2)了解如何利用海浪譜描述隨機海浪。難點:海浪譜。六〉思考題與練習(xí)題:1)海洋中的波動現(xiàn)象是怎樣形成的?2)小振幅重力波剖面中各符號的含義是什么?3)簡單波動理論對波形傳播、水質(zhì)點運動、波速、波長、周期之間的關(guān)系以及波動能量等方面的出那些結(jié)論?4)駐波是怎樣形成的?有哪些基本特征?5)波群是怎樣形成的?有哪些基本特征?6)與簡單波動相比,有限振幅波有什么不同?7)什么是凱爾文波和羅斯貝波?8)風(fēng)浪和涌浪是怎樣形成的?各有什么特征?9)風(fēng)浪成長有那幾種狀態(tài)?他們與風(fēng)時(最小風(fēng)時)、風(fēng)區(qū)(最小風(fēng)區(qū))的關(guān)系如何?10)彌散和角散現(xiàn)象?他們對海浪的傳播有何影響?11)波浪傳播至淺水和近岸有何變化?為什么?12)何謂海浪譜?

第九章潮汐目的:建立潮汐是海水基本運動形式之一的概念,了解潮汐的一些基本要素;掌握用來解釋潮汐現(xiàn)象的平衡潮理論和潮汐動力理論的基本思想;能夠運用潮汐理論定性解釋一些常見的潮汐現(xiàn)象,認識潮汐運動的一些基本規(guī)律。掌握幾種簡單特殊海區(qū)(長海峽、窄長半封閉海灣和半封閉寬海灣)中潮波的特性,能定量計算窄長半封閉海灣和半封閉寬海灣中的潮汐、潮流;能夠應(yīng)用實用八分算潮法簡單推算高低潮時。了解中國海潮汐和潮流的基本特性,中國海風(fēng)暴潮的特點和形成機制;了解潮汐和風(fēng)暴潮的預(yù)報方法;掌握從潮位曲線中分離風(fēng)暴潮和潮汐的方法;了解潮汐的觀測手段。通過本章的學(xué)習(xí),獲得關(guān)于潮汐現(xiàn)象的一些基本理論及其應(yīng)用知識,認識到研究潮汐現(xiàn)象的重要性和意義。本章共用8個學(xué)時講解,下面是分節(jié)講解的教案?!?-1潮汐現(xiàn)象及有關(guān)的天文學(xué)知識8.教學(xué)名稱:潮汐現(xiàn)象及有關(guān)的天文學(xué)知識。9.教學(xué)目的:了解潮汐的基本要素、類型以及與潮汐現(xiàn)象相關(guān)的一些天文學(xué)知識,為進一步學(xué)習(xí)潮汐理論作準備。10.教學(xué)內(nèi)容和方法:潮汐要素、潮汐類型和潮汐的不等現(xiàn)象:通過對海洋感性認識的回憶引出潮汐現(xiàn)象。如,岸邊海水的位置在一天之內(nèi)是不斷變化的,說明海水是運動的。在海水的運動中,垂直方向上的一種周期性運動叫潮汐,而同時存在的一種水平方向上的流動叫潮流。然后,通過圖例講解潮汐的基本要素、類型以及潮汐的不等現(xiàn)象。一些基本的天文學(xué)概念和討論潮汐時必須了解的幾個時間單位:因為潮汐現(xiàn)象與地球、月球和太陽等的運動有著非常密切的關(guān)系,所以對潮汐現(xiàn)象的討論,必須要有一些基本的天文學(xué)知識。通過圖例講解天球、天赤道、黃道與白道、春分點、秋分點、升交點和降交點等基本概念。注意不要將天體的假想運動與真實運動混淆。通過對假定的平太陽和平太陰在天赤道上運動的介紹引出與潮汐密切相關(guān)的幾個時間單位。11.課時安排:2學(xué)時。12.教學(xué)重點或難點:重點:潮汐要素和類型,時間單位。難點:對天體視運動的理解。13.思考題或練習(xí)題1)什么叫潮汐現(xiàn)象?2)簡述地球、月球和太陽的運動。3)什么叫平太陽日和平太陰日?§9-2引潮力和平衡潮理論1.教學(xué)名稱:引潮力和平衡潮理論。2.教學(xué)目的:了解引潮力的概念和計算公式;掌握平衡潮理論的基本思想,會用平衡潮理論定性解釋一些潮汐現(xiàn)象、用平衡潮潮高計算公式解釋潮汐不等現(xiàn)象;掌握八分算潮法和分潮的概念。3.教學(xué)內(nèi)容和方法:引潮力的概念和計算:從海水受力和運動的關(guān)系入手,分析做潮汐運動的海水之受力(離心力和天體引力),最后得出引潮力的概念和計算公式。簡單介紹引潮力勢。平衡潮理論的基本思想及其對某些潮汐現(xiàn)象的定性解釋:分析位勢和重力、引潮力的關(guān)系,引入等勢面的概念;從月球引潮力的分布聯(lián)系到其對等勢面形狀的改變;在假定條件下,結(jié)合圖例以動畫方式演示并講解潮汐橢球和海水潮汐運動的產(chǎn)生,定性解釋一些潮汐現(xiàn)象如高潮、低潮等。平衡潮潮高的計算和對潮汐不等現(xiàn)象的解釋:依據(jù)平衡潮理論講解平衡潮潮高的兩種計算公式,并以此解釋潮汐的不等現(xiàn)象。實用八分算潮法;假象天體和分潮的概念:以實例講解八分算潮法的應(yīng)用;介紹平衡潮理論的優(yōu)、缺點;給出假象天體和分潮的概念,講解常用的幾個主要的分潮。4.課時安排:2學(xué)時。5.教學(xué)重點或難點:引潮力的概念,平衡潮理論的基本思想及其簡單應(yīng)用,八分算潮法和分潮的概念。6.思考題或練習(xí)題1)什么叫引潮力?引潮力的分布有什么特征?2)試述平衡潮理論的基本思想。3)潮汐為什么有日、月、年不等現(xiàn)象?4)用八分算潮法算出農(nóng)歷二十二日廈門和大連的高、低潮時。5)已知某港每當月中天時出現(xiàn)低潮,請列出該港農(nóng)歷初八的各次高、低潮時。6)寫出常用的四個半日潮、四個全日潮的符號和相對振幅?!?-3潮汐動力理論和中國海潮汐1.教學(xué)名稱:潮汐動力理論和中國海潮汐。2.教學(xué)目的:掌握潮汐動力理論的基本思想,掌握幾種簡單特殊海區(qū)(長海峽、窄長半封閉海灣和半封閉寬海灣)中潮波的特性,能定量計算窄長半封閉海灣和半封閉寬海灣中的潮汐、潮流。了解中國海潮汐和潮流的基本特性。3.教學(xué)內(nèi)容和方法:潮汐動力理論的基本思想;長海峽中的潮汐和潮流:通過回顧平衡潮理論的缺點,引出潮汐動力理論的基本思想;將潮汐運動看作是一種波動,根據(jù)波動傳播的性質(zhì)講解(圖示結(jié)合多媒體教學(xué))長海峽中潮汐和潮流的特征。窄長半封閉海灣中的潮汐和潮流;半封閉寬海灣中的潮汐和潮流:以圖示和多媒體動畫演示潮波在窄長半封閉海灣和半封閉寬海灣中的傳播、反射和疊加的過程;提出(關(guān)于潮波傳播特性的)問題,再次演示上述傳播過程請學(xué)生觀察;最后,一起總結(jié)潮波在上述簡單而又特殊海域內(nèi)的傳播特性,并給出計算潮汐和潮流的計算公式,簡單講解公式的應(yīng)用。長海峽、窄長半封閉海灣和半封閉寬海灣中的潮波特性比較:通過回顧本節(jié)已講述的內(nèi)容,對長海峽、窄長半封閉海灣和半封閉寬海灣中的潮波特性進行總結(jié)對比。中國海的潮汐和潮流:結(jié)合中國海海域圖和各海域的潮波模擬圖,分別介紹各海區(qū)潮波的產(chǎn)生和形成過程以及潮汐和潮流的基本特性。4.課時安排:2學(xué)時。5.教學(xué)重點或難點:潮汐動力理論的基本思想,窄長半封閉海灣和半封閉寬海灣中潮波特性的解釋和計算。6.思考題或練習(xí)題1)試述潮汐動力理論的基本思想。2)設(shè)廈門是長度30Km的等深窄海灣,水深h=20m,該海灣的潮汐類型為正規(guī)半日潮,灣頂潮差為6m,問灣口最大潮流流速及潮差為多大?3)簡述窄長半封閉海灣中潮差分布的一般規(guī)律。4)簡述半封閉寬海灣中潮波和潮流的特性。5)簡述中國海潮汐和潮流的特征?!?-4潮汐的觀測手段、預(yù)報方法及應(yīng)用和風(fēng)暴潮1.教學(xué)名稱:潮汐的觀測手段、預(yù)報方法及應(yīng)用和風(fēng)暴潮。2.教學(xué)目的:介紹風(fēng)暴潮的概念及其與天文潮的關(guān)系;介紹各類型的風(fēng)暴潮、預(yù)報方法及中國海的風(fēng)暴潮;介紹潮汐的觀測手段(包括儀器、設(shè)備等),潮汐的預(yù)報方法及應(yīng)用。3.教學(xué)內(nèi)容和方法:風(fēng)暴潮的定義、分類、預(yù)報方法,風(fēng)暴潮與天文潮的分離和中國海的風(fēng)暴潮:從引述一些臺風(fēng)的災(zāi)害性影響開始,介紹風(fēng)暴潮的定義、風(fēng)暴潮與天文潮對水文的影響以及從驗潮曲線中將兩者分離開來的方法;介紹風(fēng)暴潮的分類及其特征,風(fēng)暴潮的經(jīng)驗和數(shù)值預(yù)報方法;介紹中國海各海域風(fēng)暴潮的特點和形成機制。潮汐潮位觀測的手段:結(jié)合圖例講解驗潮儀的類型,常用驗潮儀的簡單工作原理及使用;介紹驗潮井的選取。海平面、基準面、潮高基準面的概念,潮汐的預(yù)報方法:介紹海平面、基準面、潮高基準面的概念,講解潮汐的預(yù)報方法如:潮汐表的使用,主港潮汐預(yù)報的調(diào)和法,附港潮汐推算的比較法,潮汐的數(shù)值預(yù)報方法。4.課時安排:2學(xué)時。5.教學(xué)重點或難點:風(fēng)暴潮與天文潮的分離,潮汐的預(yù)報方法及應(yīng)用。6.思考題或練習(xí)題1)如何從驗潮曲線中獲得風(fēng)暴潮曲線?這樣獲得的曲線還有何問題?2)試評述風(fēng)暴潮預(yù)報的分類及其優(yōu)缺點。3)試述附港潮汐推算比較法的應(yīng)用條件。

第十章?!獨庀嗷プ饔?.教學(xué)目的:介紹氣候和氣候系統(tǒng)的基本概念,使學(xué)生認識海洋在氣候系統(tǒng)中的重要地位和海洋與大氣相互作用的基本特征,了解ENSO事件是海-氣相互作用強信號。2.教學(xué)方法:課堂講授為主。鋪助于圖片講解。3.教學(xué)內(nèi)容:1)氣候和氣候系統(tǒng)(大氣、海洋、陸面、冰雪、生態(tài)等5個子系統(tǒng))2)海洋在氣候系統(tǒng)中的地位。海洋對大氣系統(tǒng)熱力平衡的影響;對水汽循環(huán)的影響;對大氣運動的調(diào)諧作用;對溫室效應(yīng)的緩解作用。3)海洋—大氣相互作用的基本特征,ENSO事件。4.課時安排:課堂講授4學(xué)時5.教學(xué)重點或難點:本章的教學(xué)重點在于海洋——大氣相互作用的基本特征。難點為氣候系統(tǒng)的概念。6.練習(xí)題或思考題1).什么是ENSO它對氣候變化有什么影響2).為什么海洋在全球氣候變化中占重要地位3).?!獨庀嗷プ饔玫幕咎卣魇鞘裁??4).為什么說海洋是大氣的空調(diào)器?

第十一章海洋中的聲、光現(xiàn)象目的:聲和光是常見的水中能量輻射形式,以聲波的傳播性能最好。水聲技術(shù)被廣泛用于海洋的研究和開發(fā),如水下通訊、聲遙測遙控、數(shù)據(jù)圖像傳輸,以及用聲波遙測海洋渦旋的運動和變化與全球海洋溫度的監(jiān)測等。海洋光學(xué)在近代光學(xué)、激光和光學(xué)遙感技術(shù)發(fā)展的推動下,研究領(lǐng)域大大拓寬,多光譜衛(wèi)星遙感技術(shù)已成為探測海洋的重要手段。因此,通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí),了解海洋研究中聲、光的作用和地位,掌握海水中聲波傳播的規(guī)律及主要影響因素,掌握一些主要的海洋聲學(xué)現(xiàn)象。了解一些主要的海洋光學(xué)現(xiàn)象、基本的海洋光學(xué)性質(zhì)及其它們的分布規(guī)律。本章共用4個學(xué)時講解,下面是分節(jié)講解的教案。§11-1聲波在海洋中的傳播1.教學(xué)名稱:聲波在海洋中的傳播。2.教學(xué)目的:掌握影響海水中聲波傳播速度的主要因素及規(guī)律;掌握海洋中的聲道現(xiàn)象;了解聲波在海洋研究中的作用;了解影響海水中聲波傳播距離的各種因素;了解聲波在海洋中的波導(dǎo)和反波導(dǎo)傳播。3.教學(xué)內(nèi)容和方法:聲波在海洋研究中的作用;海水中聲波的傳播速度及其影響因素:概述聲波在海洋研究和開發(fā)中的作用及應(yīng)用前景;在理想流體中建立一維簡諧平面波的波動方程,在線性條件下得到得到某一簡諧波的相速度;海水中聲波的傳播速度應(yīng)為群速度,由熱力學(xué)定律將聲速與介質(zhì)的壓縮系數(shù)和密度聯(lián)系起來,分析海水溫度、鹽度和壓力變化對聲速的影響。聲波傳播時的聲能損失;波導(dǎo)和反波導(dǎo)傳播;聲道現(xiàn)象;海洋噪聲的源。介紹聲波在水中傳播過程中引起聲波能量損失的各種原因;結(jié)合圖例介紹聲速剖面和聲線;講解聲波的波導(dǎo)和反波導(dǎo)傳播,深海水下聲道和淺海表面聲道;介紹海洋噪聲的產(chǎn)生源。4.課時安排:2學(xué)時。5.教學(xué)重點或難點:海水中聲波的傳播速度及其影響因素;聲波的波導(dǎo)和反波導(dǎo)傳播;聲道現(xiàn)象。6.思考題或練習(xí)題1)為什么說聲學(xué)方法是開發(fā)和研究海洋最有效的技術(shù)?2)詳述聲波在海洋中傳播與哪些海洋參數(shù)有關(guān)系。3)水下聲道形成的原因和它的作用如何?§11-2海洋中的光現(xiàn)象1.教學(xué)名稱:海洋中的光現(xiàn)象2.教學(xué)目的:了解海洋的光學(xué)性質(zhì)及其光學(xué)測量儀器;掌握海色、水色和透明度的概念和它們的分布規(guī)律;了解激光雷達和水下電視在海洋研究和開發(fā)中的作用。3.教學(xué)內(nèi)容和方法:海洋光學(xué)中的基本輻射量:簡單介紹海洋光學(xué)的發(fā)展,引入海洋光學(xué)中一些輻射量的定義和計算式并進行圖示和講解說明。海洋的光學(xué)性質(zhì)和海洋光學(xué)儀器:講解?!獨饨唤缑娴墓鈱W(xué)性質(zhì)和光在海水中的吸收和散射衰減;介紹用光學(xué)儀器測量海水的光學(xué)性質(zhì)。海色、水色和透明度的概念及其分布規(guī)律:講解海色、水色和透明度的概念,在不同海水中它們的特點及其成因;介紹激光雷達和水下電視的應(yīng)用。4.課時安排:2學(xué)時。5.教海色、水色和透明度的概念及其分布規(guī)律;激光雷達和水下電視的應(yīng)用。6.教學(xué)重點或難點:海洋的光學(xué)性質(zhì)。7.思考題或練習(xí)題1)垂直入射于輻照度計表面的輻亮度為L,問輻照度E為多少?2)各向同性輻射場的輻亮度為L,求輻照度E和標量輻照度E0為多少?3)平靜海表面入射角為900的光束,其折射角為多少?各向同性輻射場入射平靜海表面,水面下輻射場如何變化?4)海水體積散射函數(shù),求前向和后向散射系數(shù)各為多少?5)大洋和淺海的水色、透明度有什么特點?為什么?

第十二章海洋遙感1.教學(xué)名稱:海洋衛(wèi)星遙感及其應(yīng)用2.教學(xué)目的:海洋衛(wèi)星遙感是近年來發(fā)展起來的一個新興綜合學(xué)科,通過本章的學(xué)習(xí),讓學(xué)生充分了解海洋遙感技術(shù)發(fā)展的歷史背景和發(fā)展前景,掌握當前海洋遙感技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及其存在的問題,充分認識衛(wèi)星海洋遙感是未來海洋科學(xué)研究的重要發(fā)展方向。3.教學(xué)方法:以課堂教學(xué)為主,深入淺出的講解問題,特別注意各種遙感技術(shù)之間的異同,強調(diào)它們之間的聯(lián)系,使學(xué)生對海洋遙感技術(shù)有一個整體認識,同時結(jié)合我國海洋遙感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,闡明海洋遙感對海洋科學(xué)研究的重要意義。4.課時安排:4學(xué)時5.教學(xué)內(nèi)容:(1)海洋衛(wèi)星遙感發(fā)展史(2)目前常用的衛(wèi)星傳感器及未來發(fā)展(3)海洋衛(wèi)星遙感的反演,地理信息系統(tǒng)(4)衛(wèi)星海洋學(xué)對海洋科學(xué)研究的重要意義(5)目前國際海洋衛(wèi)星計劃(6)海表溫度遙感原理;海溫遙感及其應(yīng)用(7)海色衛(wèi)星遙感原理;海水水域的劃分;已有的海色傳感器(8)海色衛(wèi)星遙感資料的應(yīng)用(9)與衛(wèi)星高度計有關(guān)的地球曲面的幾個概念:參考橢球面、大地水準面、瞬時海面、平均海平面、海面動力高度、大地水準面起伏、海平面起伏(10)衛(wèi)星高度計測高原理,鏡面反射的概念;說明海面粗糙度對海洋主動遙感的重要意義以及與海上波浪之間的關(guān)系(11)利用衛(wèi)星高度計反演海上有效波高和海上風(fēng)速的原理(12)衛(wèi)星高度計遙感資料的應(yīng)用(13)微波散射計測風(fēng)原理和反演方法;Bragg散射與海水表面波的關(guān)系(14)散射計和輻射計的區(qū)別,輻射計測風(fēng)原理(15)微波散射計風(fēng)場資料的應(yīng)用(16)星載合成孔徑雷達的成像原理;重點說明合成孔徑的概念(17)海浪方向譜的反演;對SAR圖像的3種調(diào)節(jié)機制:流體力學(xué)調(diào)制、傾斜調(diào)制和速度聚焦調(diào)制(18)利用SAR圖像反演海洋內(nèi)波、淺海海底地形和海洋污染的監(jiān)測6.教學(xué)重點或難點重點闡明海洋被動和主動遙感的區(qū)別,海洋遙感得到的表皮水溫與海面湍流之間的關(guān)系,說明海面粗糙度是聯(lián)系高度計、散射計和合成孔徑雷達的紐帶以及海面粗糙度與海上風(fēng)速、波浪和湍流之間的關(guān)系。7.思考題或練習(xí)題(1)簡述衛(wèi)星海洋遙感的基本概念和衛(wèi)星海洋遙感系統(tǒng)。(2)簡述海溫和海色遙感的局限性。(3)簡述海溫和海色反演的基本原理。(4)鏡面反射和Bragg散射的區(qū)別和發(fā)生的條件是什么?(5)簡述衛(wèi)星高度計和散射計的工作原理。(6)簡述海面粗糙度對主動式海洋遙感的意義。(7)簡述SAR對隨機海浪成像的3種調(diào)節(jié)機制。

第十三章海水混合和海洋細結(jié)構(gòu)1.教學(xué)名稱:海水混合和海洋細結(jié)構(gòu)。2.教學(xué)目的:了解海水混合的主要形式、產(chǎn)生原因;了解不同海域內(nèi)混合的主要過程;了解細結(jié)構(gòu)的概念、類型以及細結(jié)構(gòu)問題的提出過程;了解內(nèi)波與細結(jié)構(gòu)的關(guān)系。3.教學(xué)內(nèi)容和方法:海水混合的基本概念和研究意義:混合的形式和引起混合的主要因素:從混合是海水的一種運動形式開始,引出海水混合的定義,概述研究海洋內(nèi)部混合的意義和現(xiàn)狀,給出海水混合的3中主要的混合形式:分子混合、湍流混合和對流混合。介紹引起海洋內(nèi)部混合的兩種主要原因:內(nèi)波破碎和“雙擴散”效應(yīng)。中緯度大洋、赤道大洋和淺海內(nèi)部混合的主要過程

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