海洋基础知识

九、大陆边缘类型及各部分的名称

大陆边缘是大陆与大洋之间的过渡带，按构造活动性分为稳定型和活动型两大类。

（一）稳定型大陆边缘由大陆架、大陆坡和大陆隆三部分组成。

（二）活动型大陆边缘与现代板块的汇聚型边界相一致，是全球最强烈的构造活动带，集中分布在太平洋东西两侧，故又称太平洋型大陆边缘。最大特征是具有强烈而频繁的地震（释放的能量占全世界的80%）和火山（活火山占全世界80%以上）活动，有环太平洋地震带和太平洋火环之称。太平洋型大陆边缘又可进一步分为岛弧亚型和安第斯亚型两类。岛弧亚型大陆边缘主要分布在西太平洋，其组成单元除大陆架和大陆坡外一般缺失大陆隆，以发育海沟—岛弧—边缘海盆地为最大特点。安第斯亚型大陆边缘分布在太平洋东侧的中美—南美洲陆缘，高大陡峭的安第斯山脉直落深邃的秘鲁—智利海沟，大陆架和大陆坡都较狭窄，大陆隆被深海沟所取代，形成全球高差（15km以上）最悬殊的地带。

十、洋中脊的定义及分布特征

（一）大洋中脊又称中央海岭，是指贯穿世界四大洋、成因相同、特征相似的海底山脉系列。

（二）大西洋中脊在大西洋，中脊位居中央，延伸方向与两岸平行，边坡较陡。

（三）印度洋中脊大致位于大洋中部，但歧分三支，呈“入”字形展布。

（四）东太平洋海隆在太平洋内，因中脊偏居东侧且边坡平缓，故称东太平洋海隆。

（五）海底地貌包括海岸带、大陆边缘、大洋底（大洋中脊，大洋盆地）。

（六）海底构造主要学说包括大陆漂移、海底扩张、板块构造等。

十一、海洋主要矿产资源类型（滨海砂矿、海底石油、天然气水合物、热液硫化物、锰结核）

（一）滨海矿砂

当陆上的碎屑物质被径流搬运到河口滨岸带或者原地残留的物质和海底产物经波浪、潮流、沿岸流反复分选，其中一些化学性能稳定和密度较大的有用矿物，在特定的地貌部位富集到具有经济意义时便成为滨海矿砂。

（二）海底石油

海底石油和天然气是最重要的海地矿产资源，海底石油的生成受到一定条件的限制，分布极不均匀。世界海底油气藏主要分布在被动大陆边缘的沉积盆地中，而主动大陆边缘较少。

（三）天然气水合物

天然气水合物是近20年发现的一种新型海底矿产资源。它是由碳氢气体和水分子结合而成的冰晶状固体化合物。因95%以上的天然气水合物由96.5%的甲烷和3.5%的水在低温高压条件下被冻结成固相，故又称固态甲烷或甲烷水合物。

（四）热液硫化物

海底热液硫化物是富含铜、铅、锌、金、银、锰、铁等多种金属元素的新型海底矿产资源，常与海底扩张中心热液体系相伴生。海底热液矿床主要有两种类型，一种是层状重金属泥，另一种是块状多金属硫化物。前者以红海最典型，称为“红海型”；后者主要产于洋中脊的裂谷带，称“洋中脊型”。

（五）锰结核

锰结核又叫锰矿瘤、锰团块或多金属结核，发现早期曾称其为铁锰结核。它主要是由铁锰氧化物和氢氧化物组成，并富含铜、镍、钴、钼和多种微量元素，广泛分布于深海大洋盆底表层。锰结核一般呈褐色、土黑色和绿黑色，由多孔的细粒结晶集合体、胶状颗粒和隐晶质物质组成，常为球形、椭圆形、圆盘状、葡萄状和多面状。

十二、海洋动力资源的主要类型(海流能、潮汐能、海浪能、海洋热能)

（一）海流能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方式之一。海流能是指海水流动的动能，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动所产生的能量，是另一种以动能形态出现的海洋能。

（二）潮汐能在月球和太阳的引力作用下形成的海洋潮汐现象，是海洋动力资源的重要部分，称为潮汐能。据计算，全世界海洋潮汐能的总储量至少为10亿千瓦。

（三）海浪能大海起伏的波涛，有时汹涌澎湃，有时碧波粼粼，永不平静，无休无止。正是这种起伏的波涛，蕴藏着一种巨大的能源。

（四）海洋热能海洋是地球温度的调节库，它能够吸收热量，释放热量。太阳的辐射给地球带来光明和温暖，但到达地球表面的太阳能绝大部分被海洋所吸收。海洋吸收了太阳辐射能后，温度升高，贮存了大量的热能。但是，太阳能只能被海水表层所吸收，由于海水在垂直方向上的运动幅度较小，表层海水吸收的热能，很难通过海水的运动传到海洋的底层，因而海水深层的温度是很低的，如在500米深处，海水温度终年保持在5摄氏度左右，所以海水上下层水温相差很大，在赤道附近，这种温差在20摄氏度上下。

十三、水分子结构的特殊性；水的溶解性、密度变化异常现象

（一）水分子

水分子由一个氧原子和两个氢原子组成的。假如两个氢原子和氧原子简单地结合在一起，那么，正、负电荷的极性可恰好抵消。水分子的结构却呈不对称结构，正、负极性不能相互抵消，所以水分子是极性分子。各水分子之间因极性又互相结合，形成比较复杂的水分子，但水的化学性质并未改变，这种现象称为水分子的缔合。缔合分子与温度有关，温度升高时促使缔合分子离解，温度降低时有利于分子缔合，从而导致水与其它液体或其它氧族元素的氢化物相比，在性质上产生异常。

水是一种很好的溶剂，溶解能力很强。其原因是水分子有很强的极性，容易吸引溶质表面的分子或离子，使其脱离溶质的表面进入水中，海水正是水溶解了许多物质的一种复杂溶液，所以其性质与纯水有差异。

（二）“热胀冷缩”

是一般物质的性质。纯水在大气压力下，温度4℃时密度最大，等于1000kg·m3；在4℃以上时，密度随温度的降低而增大，但在4℃以下时却随温度的降低而减小，即所谓“反常膨胀”。水结冰时体积增大，密度减小，可达916.7kg·m3，所以冰总是浮在水面上。

十四、绝对盐度、标准海水

（一）绝对盐度是指海水中溶解物质质量与海水质量的比值。

（二）标准海水用AgNO3滴定法测定海水的氯度时，需要知道AgNO3的浓度，国际上统一使用一种其氯度值精确为19.374‰的大洋水作为标准，称为标准海水。其盐度值对应为35.000‰。

十五、海水热容、压缩系数、海水的比蒸发潜热

（一）热容海水温度升高1K（或1℃）时所吸收的热量称为热容。在海水温度高于最大密度温度时，若再吸收热量，除增加其内能使温度升高外，还会发生体积膨胀，其相对变化率称为海水的热膨胀系数。

（二）压缩系数单位体积的海水，当压力增加1Pa时，其体积的负增量称为压缩系数。

（三）海水的比蒸发潜热使单位质量海水化为同温度的蒸汽所需的热量。也正因为海水的比热容远大于大气的比热容，因此海水的温度变化缓慢，而大气的温度则变化剧烈。在大气压力下，低温、低盐海水的热膨胀系数为负值，说明当温度升高时海水收缩。

十六、海水的盐度对海水冰点温度、最大密度对应的温度的影响

海水的沸点和冰点与盐度有关，即随着盐度的增大，沸点升高而冰点下降。含有盐分的海水，其冰点和最大密度温度都随盐度的增加而降低，但降低的数值不同。

十七、海水密度

海水密度是盐度、温度和压力的函数，因此，海洋学中常用ρ（S,t,p）。海水的密度与温度、盐度和压力的关系比较复杂。一般来说，海水因温度升高体积膨胀，并随温度升高而密度减小，一般情况下，热膨胀系数为正值，所以海水密度随温度升高而减小；但当温度低于某一数值时，热膨胀系数为负值，这时，海水密度随温度升高而增大。这一温度便是海水最大密度时的温度，这时的密度，叫条件密度，它不是常数，而是盐度的函数。海水密度与盐度的关系是近似线性关系，当盐度增加时，海水密度增大。海水密度随压力的增加而增大。

十八、海水状态方程的定义

海水状态方程是海水状态参数温度、盐度、压力与密度或比容之间相互关系的数学表达式（因此有人称之为p-V-t关系）。

十九、海冰的定义（广义、狭义）

（一）海冰的定义由海水冻结而成的冰称为海冰。但在海洋中所见到的冰，除海冰之外，尚有大陆冰川、河流及湖泊流滑入海中的淡水冰，广义上把它们统称为海冰。

（二）海水结冰过程和淡水结冰过程的异同

海冰形成的必要条件，是海水温度降至冰点并继续失热、相对冰点稍有过冷却现象并有凝结核存在。

海水最大密度温度随盐度的增大而降低的速率比其冰点随盐度增大而降低的速率快，当盐度低于24.695时，结冰情况与淡水相同；当盐度高于24.695时（海水盐度通常如此），海水冰点高于最大密度温度，因此，即使海面降至冰点，但由于增密所引起的对流混合仍不停止，致使只有当对流混合层的温度同时到达冰点时，海水才会开始结冰。所以海水结冰可以从海面至对流可达深度内同时开始。

二十、海冰盐度、海冰密度

（一）海冰的盐度

海冰的盐度是指其融化后海水的盐度，一般为3～7之间。纯水冰0℃时的密度一般为917kg.m-3，海冰中因为含有气泡，密度一般低于此值，新冰的密度大致为（914～915）kg.m-3。冰龄越长，由于冰中卤汁渗出，密度则越小。夏末时的海冰密度可降至860kg.m-3左右。由于海冰密度比海水小，所以它总是浮在海面上。

（二）海冰盐度、海冰密度与海水的关系

海冰盐度的高低取决于冻结前海水的盐度、冻结的速度和冰龄等因素。冻结前海水的盐度越高，海冰的盐度可能也高。

二十一、中国近海海冰的分布特征

中国近海的海冰仅在冬季出现在渤海和黄海沿岸，在某些河口的附近，也有少量的河冰，山东半岛的黄海沿岸除个别深入陆地的海湾，一般不结冰。海冰的年变化：1.冰期及区域的变化。辽东湾初冰日最早，终冰日最晚，冰期之长，居中国冰期各海域第一位。莱州湾冰期最短。黄海北部的冰期各地差异较大，渤海湾冰期短于辽东湾，略长于莱州湾。2.冰期的时空变化。初冰期是海冰的形成和发展时期，冰情尚不稳定。总的来看，初冰期在各个海区都是冰期最长的时段，海域不同，差别也是有的，北黄海最长，辽东湾，渤海湾次之，莱州湾最短；盛冰期是一年中冰情最严重的时期，冰多且厚，冰质坚硬，堆积现象严重，辽东湾最长，北黄海次之；进入终冰期后，固定冰不断变为流水，直至全部消失，又以辽东湾最短。

二十二、中国近海温度的水平分布及变化特征

冬季南海表层水温高而且分布均匀，尤其是广阔的中南部海域，水温都在24℃～26℃，北部近岸水域稍低；东海表层水温冬季的明显特点，西北低，东南高，等温线基本呈东南，西北分布，高温区在黑潮流域。黄海水温分布的突出特征，暖水舌从南黄海经北黄海直指渤海海峡，影响范围涉及黄海大部海域，当然随着纬度的升高，水温也越来越低。冬季渤海在四个海区中温度最低，尤以辽东湾最甚，中部至海峡附近温度相对较高。夏季各海区表层水温的分布比冬季均匀得多，渤海、黄海大部分海域，均为24℃～26℃，东海和南海比渤海、黄海分布更均匀，绝大部分在28℃～29℃。

二十三、中国近海温度的垂直分布及变化特征

冬半年在偏北向季风的吹掠下，感热交换和强烈的蒸发，使海洋的失热加剧，涡动和对流混合加强，可是这一过程影响到更大深度，渤海、黄海、东海大部分海域，混合可直达海底。在深水区可达100米，甚至更深，混合层内水温的铅直分布极为均匀。这种情况维持时间由北向南递减。南海并无真正冬季，这种水温均匀层加深的现象，在北部海域尚属明显，中南部海域更不明显。春夏季水文分布特点是季节性温跃层的形成和强盛，由于上层的增温、盐降、减密，形成稳定层结，不利于热量的向下输送，故使下层水文基本保持冬季的低温特征。