海洋科学简介

webmaster

海洋科学
[英文]：marine science；ocean science
    研究海洋的自然现象、性质及其变化规律，以及与开发利用海洋有关的知识体系，是地球科学的组成部分，与物理学、化学、生物学、地质学以及大气科学、水文科学等密切相关。海洋包括海水、溶解和悬浮于其中的物质、生活于其中的生物、海底沉积和海底岩石圈，以及海面上的大气边界层和河口海岸带。地球的海和洋，总面积约3.6亿平方千米，约占地表总面积的71％，相当于陆地面积的2.5倍；平均深度约3800米，最大深度11034米；容积约13.7亿立方千米，容纳的水量超过地球总水量的97％。地球水圈的重要组成部分，同大气圈、岩石圈和生物圈互相依存、互相制约，为控制地球表面的环境和生命特征的一个基本环节。
   
    研究简史
    对海洋的认识，是在沿海地区和海上从事生产活动开始的。英国科学家C.R.达尔文曾于1831～1836年随贝格尔号环球航行，对海洋生物及珊瑚礁进行了大量的研究。他在1842年发表的《珊瑚礁的构造和分布》一书中提出了珊瑚礁成因的沉降说，于1859年发表的《物种起源》一书中建立了生物进化理论。英国生物学家E.福布斯随后发表了《欧洲海的自然史》，提出了海洋生物分布分带的概念。美国M.F.莫里于1855年发表的《海洋自然地理学》，是近代海洋学第一本经典著作，英国挑战者号于1872～1876年进行了海洋考察，被誉为现代海洋学研究的真正开始，它在12万多千米航程中观测了海洋气象、海流、水温、海水化学成分、海洋生物和海底沉积物等，取得大量成果，使海洋学从传统的自然地理学领域中分化出来，并逐渐发展形成了海洋科学。1957年海洋研究科学委员会（SCOR）和1960年政府间海洋学委员会（IOC）成立，促进了海洋科学的迅速发展。美国的深潜器的里雅斯特Ⅱ号于1960年深潜到10919米的海洋深处，美国核潜艇鹦鹉螺号于1958年从冰下穿越北极，表明海洋的任何部分都能为人类所征服；但美国潜艇脱粒机号于1963年失事和蝎号于1968年失事，全体乘员丧生，又说明了海洋确是不易掌握的。
   
    学科体系
    海洋过程大致包括物理过程、化学过程、地质过程和生物过程。对这4个基本过程的研究中，形成了 海洋物理学 、 海洋化学 、 海洋地质学 和 海洋生物学 等4个基础分支学科。它们是海洋科学的理论基础，对海洋资源的开发以及海洋环境的建设等实践起重要的指导作用。随着人类对海洋的利用和改造，派生出一系列的边缘学科，如 海洋工程 、 海岸工程 、 海港工程 、 围海工程 、海洋石油和天然气开采工程、深海采矿工程、海水养殖、海水淡化工程、海水综合利用工程、海洋能开发工程、海洋水下工程、海洋空间开发工程、海洋环境学、海洋的水文气象预报、航海海洋学、渔场海洋学、军事海洋学等。由于海洋学是从自然地理学脱胎出来的，因而带来了区域海洋学。
    研究方法
    ①直接观测。
    对海洋自然状态和过程的直接观测，为海洋科学的基本研究方法。它包括在几厘米至几千千米的空间尺度内和数秒至成年累月甚至数千年的时间尺度内的观测。在海洋观测中，仪器和设备起着关键性的作用。除使用调查船外，还采用了浮标观测技术、航空和航天遥感遥测技术、计算技术；高精度的温度、盐度、深度探测设备，海洋声学探测技术；回声测深、深海钻探、放射性同位素和古地磁的年龄测定、海底地震和地热测量等新技术。
    ②模型实验和数理统计。
    在现代海洋科学研究中，着重应用了信息论、控制论、系统论等方法，使时过境迁的海洋过程和浩瀚无际的海洋过程都可以在很小的时空尺度进行多功能模拟模型实验和数理统计分析，对未来海况进行探索并作出预测，对大尺度甚至于全球尺度的海洋过程进行研究以认识其运动规律。
    展望
    对海洋自然现象或某海区的研究，已普遍地从传统的静态定性描述和简单的因果分析向着动态定量分析发展，重视基础理论、现场实验和功能模拟研究，并以简化和近似的模拟模型和数学模型去反映具体而复杂的自然实体，以实验模拟和数值模拟及预测代替对现状的估计。
   海洋科学各分支学科之间、海洋科学同邻近学科之间的结合、渗透，将出现越来越多的跨学科的高度综合性的研究课题。一些根本性的课题，如海洋-大气相互作用和长期气候预报、海洋生态系统、海洋中的物质循环和转化、大洋底的构造以及有关海洋与地球的起源、海洋生命的起源等，都有待于进一步去研究探索。
   深海钻探和海洋地球物理探测技术的发展，使大陆漂移、海底扩张、 地震 、火山活动、山脉演变、矿床生成等重大课题都能纳入统一的理论体系，进一步解释大陆和海洋盆地的格局，为探索地球的形成、结构和演化规律提供理论根据。
   海洋调查方法的现代化和海洋科学研究的国际合作，将以最经济、有效的方式迅速获得海洋信息，为现代化海洋科学的发展开辟更广阔的前景。