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海洋 (Ocean)

全球水体与海洋 (Global Water and Ocean)​

  • 地球表面约71%被海洋覆盖。
  • 地球是太阳系中唯一表面有液态水的行星。
  • 地球的水源起源存在内生说 (Endogenous origin) 和外生说 (Exogenous origin) 的争论，目前认为内生起源是主要的。
  • 地球上的水体形式包括海水 (Seawater)、冰 (Ice) 和淡水 (Freshwater)。
  • 地球有一个世界大洋 (World ocean)，但习惯上将其划分为四个主要大洋：太平洋 (Pacific Ocean)、大西洋 (Atlantic Ocean)、印度洋 (Indian Ocean)、北冰洋 (Arctic Ocean)，有时也单独列出南大洋 (Southern, or Antarctic, Ocean)。
  • 太平洋：最大，西部和北部有海沟和海脊，岛屿最多。
  • 印度洋：北部被陆地封闭，地形崎岖，只有一个巽他海沟 (Sunda Trench)。
  • 大西洋：呈“S”形，中心有中大西洋海岭 (Mid-Atlantic Ridge)，是世界深层水的主要来源之一。
  • 北冰洋：有时被视为地中海，被大陆架环绕，中心区域常年被海冰覆盖。
  • 南大洋：围绕南极洲，有永久冰架和季节性海冰，是世界大洋中最稠密底层水的主要形成地。
  • 海 (Sea)：比大洋小且浅，含盐水，通常被陆地包围，直接与大洋相连。

海洋的重要性 (Importance of Ocean)​

  • 海洋对人类至关重要，提供食物、资源、交通，影响气候。
  • 海洋经济产值巨大（以中国为例，2022年海洋生产总值占GDP的7.8%）。
  • 海洋资源包括矿产、石油和天然气、生物和食物。
  • 领海 (Territorial Sea) 和 专属经济区 (Exclusive Economic Zone, EEZ)：根据1982年《联合国海洋法公约》，领海为12海里，专属经济区为200海里。
  • 中国管辖海域面积约300万平方千米，领海面积38万平方千米。
  • 中国的四大海域：渤海、黄海、东海、南海。
  • 岛屿专属经济区可能引发国际纠纷。
  • “海洋强国”标志着进入深海远洋、从海面进入海底的能力，主要依靠“深潜、深网、深钻”三大高新技术手段（深潜技术、深海观测、深海钻探）。

人类希望了解海洋什么 (What Human Want to Know About Ocean)​

  • 人类希望了解海洋的物理、化学、地质和生物过程及其与大气、陆地和生物的相互作用。

了解海洋的困难 (Difficulties in Knowing the Ocean)​

  • 海洋的广阔和深度使得直接观测困难。
  • 海底地形测量经历了从早期基于声纳测线和推断，到结合卫星测高和重力异常，再到多波束回声测深和高分辨率卫星测量的发展。

海洋学 (Oceanography)​

  • 海洋学是研究海洋的物理、化学、地质和生物过程及特征，以及海洋与大气、陆地和生物相互作用的多学科领域。
  • 包括：
    • 地质海洋学/地球物理海洋学 (Geological and geophysical oceanography)：研究海洋和海底的地质特征和过程。
    • 物理海洋学 (Physical oceanography)：研究海洋的物理性质和动力学，包括洋流、波浪、潮汐、温度、盐度和密度。
    • 化学海洋学 (Chemical Oceanography)：研究海洋的化学性质，包括海水化学成分、营养盐和微量元素的循环等。
    • 生物海洋学 (Biological Oceanography)：研究海洋生物及其分布、丰度和与环境的相互作用。
    • 海洋气象学/大气海洋学 (Marine Meteorology/Atmospheric oceanography)：研究海洋与大气的相互作用，包括热量、水和气体的交换。

海洋观测工具和项目 (Tools for ocean observing and International Observational Programs)​

  • 多波束回声测深仪 (Multi-beam Echo Sounder)：测量海底深度。
  • 声学多普勒流速剖面仪 (Acoustic Doppler Current Profiler, ADCP)：测量海洋流速。
  • 海气相互作用气象仪 (Air-Sea Interaction Meteorology, ASIMET)：测量海洋温度、盐度、大气风、压强、辐射和降水。
  • 电导率-温度-深度仪 (Conductivity-Temperature-Depth, CTD)：测量海洋温度、盐度和密度。
  • 磁力计 (Magnetometer)：测量海洋磁场。
  • 海底地震仪 (Ocean Bottom Seismometer)：测量水下地震。
  • ARGO浮标 (ARGO floats)：测量海洋温度和盐度，并将数据传输给卫星。
  • 卫星遥感 (Satellite-based remote sensing)：从太空观测和收集海洋各种性质和过程的数据。
  • 重力取芯器 (Gravity Corer)：从海底获取沉积物岩芯。
  • 国际大洋钻探计划 (International Ocean Discovery Program, IODP)：通过钻探获取海底岩芯，研究地球历史和结构。经历了DSDP、ODP、IODP I等阶段。

总结 (Summary)​

  • 海洋学是研究海洋及其与环境相互作用的多学科领域。
  • 海洋观测系统是一个综合性的网络，用于收集数据和监测世界大洋的各个方面。
  • 海洋观测系统对于监测和研究世界大洋至关重要，有助于追踪海洋状况变化、理解海洋过程，并为可持续海洋管理、海洋资源保护和气候预测提供有价值的信息。