海洋学导论原书第11版

本书根据地质学、化学、物理学、生物学等基础学科与海洋的关系，以及大气圈、生物圈和水圈与海洋之间的相互作用，介绍了海洋的基本知识和运行机制。主要内容包括地球简介、板块构造和海底、海洋、海洋沉积物、海水、气海相互作用、海洋环流、海浪和海浪动力学、潮汐、海滩和海岸线过程、近岸海洋、海洋生命和海洋环境、生物生产率和能量传输、深海动物、底栖动物、海洋与气候变化等。全书按概念、过程和原理的方式组织，照片、插图和真实事例丰富，可读性强。

作者:（美）Alan P. Trujillo（阿兰?P?特鲁希略），Harold V. Thurman（哈洛德?V?瑟曼） 译者:张荣华 等

Alan P. Trujillo（阿兰?P?特鲁希略）：美国加州帕洛玛学院地球、空间和航空科学系教授，加州大学戴维斯分校地质学学士，北亚利桑那大学地质学硕士。1990年开始任教于帕洛玛学院，1997年获帕洛玛学院优秀教学奖，2005年获帕洛玛学院优秀研究奖。与人合著有《海洋学导论》和《地球和地球科学》等书籍。阿拉斯加和科尔特斯海自然学家，研究方向为海滩过程、海崖侵蚀等，爱好摄影、集沙。
张荣华：中国科学院海洋研究所 研究员/博士生导师。研究兴趣：热带海气耦合模式 , 热带海洋-大气相互作用 , ENSO数值模拟与预测 , 年代际海洋气候变率 , 海洋反馈过程参数化及其对气候模拟影响。国家“千人计划”特聘专家，研究工作以海洋环流数值模拟为中心，致力于海洋与地球其它分系统（特别是大气、海洋生物和化学）等耦合模式的发展和改进；建立了各种类型的热带海洋-大气耦合模式；并用所发展的模式进行年际/年代际气候异常(如厄尔尼诺-南方涛动)数值模拟和相关物理过程诊断分析等跨学科研究；近年来，创造性地将海洋卫星遥感资料用于气候反馈过程参数化研究，有效地改进了热带海气耦合模式和地球系统模式，取得了国际领先的科研成果。

第1章地球简介1
1.1地球上有多少海洋？2
1.1.1四大洋及另一个大洋2
1.1.2海与洋的比较：七海有哪些？3
1.2早期如何进行海洋勘探？5
1.2.1早期历史5
1.2.2中世纪9
1.2.3欧洲人的“发现时期”10
1.2.4远洋科学的开端11
1.2.5仍将继续的海洋学历史12
1.3科学探索的本质是什么？12
1.3.1观察13
1.3.2假说13
1.3.3检验13
1.3.4理论13
1.3.5理论和真理14
1.4地球和太阳系是如何形成的？15
1.4.1星云假说15
1.4.2原始地球16
1.4.3密度和密度分层17
1.4.4地球的内部结构17
1.5地球上的大气和海洋是如何形成的？20
1.5.1地球大气的起源20
1.5.2地球海洋的起源20
1.6海洋是地球生命的摇篮吗？21
1.6.1氧气对生命的重要性21
1.6.2斯坦利？米勒实验22
1.6.3生物进化与自然选择23
1.6.4植物和动物的进化24
1.7地球有多大年龄？26
1.7.1放射性年龄测定26
1.7.2地质年代表27
基本概念回顾28
第2章板块构造和洋底29
2.1支持大陆漂移的证据有哪些？30
2.1.1大陆的吻合31
2.1.2岩石层序与山脉32
2.1.3冰河时代与其他气候证据32
2.1.4生物分布33
2.1.5大陆漂移的反对意见35
2.2支持板块构造的证据是什么？35
2.2.1地球磁场和古地磁学36
2.2.2海底扩张和海洋盆地特征40
2.2.3海盆的其他证据41
2.2.4理论的接受43
2.3板块边界有哪些特征？44
2.3.1离散边界特征45
2.3.2汇聚型板块边界49
2.3.3转换型板块边界特征53
2.4测试模型：板块构造的应用有哪些？54
2.4.1热点和地幔柱54
2.4.2海山和平顶海山57
2.4.3珊瑚礁的发育57
2.4.4卫星观测的板块运动59
2.5地球过去是怎样变化的，将来又会是什么样子？60
2.5.1地球的过去：古地理学60
2.5.2未来：一些大胆的预测61
2.6板块构造是如何作为实用模板应用的？62
基本概念回顾65
第3章海洋区域67
3.1测量海洋深度的技术有哪些？68
3.1.1探测技术68
3.1.2回声测深68
3.1.3利用卫星从太空描绘海洋特征70
3.1.4地震反射剖面72
3.2大陆边缘有哪些地貌？73
3.2.1被动大陆边缘与主动大陆边缘73
3.2.2大陆架74
3.2.3大陆坡74
3.2.4海底峡谷和浊流75
3.2.5大陆隆76
3.3深海盆地中有什么地貌特征？78
3.3.1深海平原78
3.3.2深海平原的火山79
3.3.3海沟和火山弧79
3.4大洋中脊有哪些地貌特征？81
3.4.1火山地貌81
3.4.2热液喷口82
3.4.3断裂带和转换断层84
3.4.4大洋岛屿87
基本概念回顾88
第4章海洋沉积物89
4.1如何采集海洋沉积物样品？海洋沉积物揭示了哪些历史事件？91
4.1.1海洋沉积物的采集91
4.1.2海洋沉积物揭示的环境条件93
4.1.3古海洋学93
4.2陆源沉积的特征94
4.2.1陆源沉积的起源94
4.2.2陆源沉积的组成94
4.2.3沉积结构96
4.2.4陆源沉积的分布97
4.3生物沉积的特征98
4.3.1生物沉积的来源98
4.3.2生物沉积的组成99
4.3.3生物沉积的分布101
4.4水生沉积的特征106
4.4.1水生沉积的成因106
4.4.2水生沉积的组成及分布106
4.5宇宙沉积的特征108
4.5.1宇宙沉积的来源、组成、分布108
4.6深海及浅海沉积的分布109
4.6.1海洋沉积混合物109
4.6.2浅海沉积109
4.6.3深海沉积110
4.6.4如何根据海底沉积物反映表层海水状况？111
4.6.5全球海洋沉积物的厚度111
4.7海洋沉积资源112
4.7.1能源资源112
4.7.2其他资源114
基本概念回顾116
第5章水和海水118
5.1为什么水具有如此特殊的化学性质？119
5.1.1原子结构119
5.1.2水分子120
5.2水还具有哪些重要的性质？122
5.2.1水的热力学性质122
5.2.2水的密度126
5.3海水有多咸？129
5.3.1盐度129
5.3.2盐度的测定131
5.3.3纯水和海水的比较131
5.4为什么海水盐度会有变化？132
5.4.1盐度变化132
5.4.2影响海水盐度的因素133
5.4.3海水中溶解性组分的输入与输出135
5.5海水是酸性的还是碱性的？136
5.5.1pH值的范围137
5.5.2碳酸盐的缓冲系统138
5.6海水盐度在表层如何变化？随深度如何变化？139
5.6.1表层盐度变化139
5.6.2盐度随深度变化140
5.6.3盐跃层141
5.7海水密度随深度如何变化？141
5.7.1影响海水密度的因素141
5.7.2温度和密度随深度变化142
5.7.3温跃层和密度跃层143
5.8用什么方法去除海水中的盐分？144
5.8.1蒸馏法144
5.8.2膜过滤过程145
5.8.3其他海水脱盐方法145
基本概念回顾146
第6章海气的相互作用148
6.1是什么引起了太阳辐射在地球上的变化？149
6.1.1是什么引起了地球季节循环？149
6.1.2纬度如何影响太阳辐射的分布？151
6.1.3海洋热流152
6.2大气拥有怎样的物理特性？153
6.2.1大气组成153
6.2.2大气中温度的变化153
6.2.3大气中密度的变化154
6.2.4大气中的水蒸气含量154
6.2.5大气压155
6.2.6大气运动155
6.2.7一个例子：不自转的地球155
6.3科里奥利效应是如何影响物体运动的？156
6.3.1例1：旋转木马的参照系156
6.3.2例2：两枚导弹的故事157
6.3.3科里奥利效应随纬度而变化158
6.4全球大气存在怎样的环流形式？159
6.4.1环流160
6.4.2气压160
6.4.3风带160
6.4.4边界160
6.4.5环流圈：是理想的还是真实的？161
6.5海洋上发生什么样的天气和气候形态？163
6.5.1天气与气候163
6.5.2风163
6.5.3风暴和锋面164
6.5.4热带气旋（飓风）166
6.5.5海洋的气候形态172
6.6海冰和冰山是如何形成的？173
6.6.1海冰的形成173
6.6.2冰山的形成174
6.7风中的能量能否作为能源加以利用？176
基本概念回顾177
第7章海洋环流179
7.1海流是如何测量的？180
7.1.1表层流的测量180
7.1.2深层流的测量182
7.2海洋表层流是如何组织的？183
7.2.1表层流的起源183
7.2.2表层流的主要组成184
7.2.3影响海洋表层流的其他因素186
7.2.4洋流与气候189
7.3什么引起上升流和下降流？190
7.3.1表层水辐散190
7.3.2表层水辐合190
7.3.3沿岸上升流和下降流190
7.3.4上升流的其他原因192
7.4各大海盆主要的表层环流形态是什么？192
7.4.1南极环流193
7.4.2大西洋环流193
7.4.3印度洋环流197
7.4.4太平洋环流200
7.5存在哪些深海洋流？207
7.5.1热盐环流的起源207
7.5.2深层水的来源207
7.5.3全球范围的深层环流209
7.5.4深层水的溶解氧210
7.6海流可以用来发电吗？210
基本概念回顾211
第8章海浪和水动力学213
8.1海浪是如何生成和传播的？214
8.1.1扰动形成海浪214
8.1.2波浪运动215
8.2海浪具有什么特征？216
8.2.1海浪的常用术语216
8.2.2圆形轨道运动217
8.2.3深水浪219
8.2.4浅水浪220
8.2.5过渡浪220
8.3风成浪是如何发展的？221
8.3.1海波的发展221
8.3.2干涉模式225
8.3.3疯狗浪225
8.4海浪在碎浪带是如何变化的？227
8.4.1海浪靠近海滨时的物理变化227
8.4.2碎浪和冲浪运动228
8.4.3海浪的折射229
8.4.4海浪的反射230
8.5海啸是如何形成的？232
8.5.1海岸的影响232
8.5.2海啸的几个例子234
8.5.3海啸预警系统239
8.6海浪的能量是否可作为能源加以利用？240
8.6.1海浪发电厂和海浪农场241
8.6.2全球沿岸的海浪资源242
基本概念回顾242
第9章潮汐244
9.1什么导致了海洋潮汐？245
9.1.1引潮力245
9.1.2潮隆：月球的影响249
9.1.3潮隆：太阳的影响250
9.1.4地球自转与潮汐250
9.2潮汐在月潮周期内如何变化？251
9.2.1月潮周期251
9.2.2复杂的因素253
9.2.3理想潮汐的预测254
9.3海洋中的潮汐是什么样的？255
9.3.1无潮点和等潮线255
9.3.2陆地的影响256
9.3.3其他影响因素257
9.4潮汐有哪些类型？257
9.4.1半日潮模式258
9.4.2混合潮模式258
9.5沿海地区有哪些潮汐现象？259
9.5.1潮汐的极端例子：芬迪湾260
9.5.2沿海潮汐261
9.5.3漩涡：是事实还是虚幻？262
9.5.4银汉鱼：跑到海滩上来做什么？262
9.6潮汐是否可以作为能源来加以利用？264
9.6.1潮汐发电厂264
基本概念回顾266
第10章海岸：海滩和海岸线过程267
10.1沿海地区是如何定义的？268
10.1.1海滩术语268
10.1.2海滩的组成269
10.2海滩上的沙子是怎样运移的？269
10.2.1垂直于海岸线的运移269
10.2.2平行于海岸线的运移270
10.3侵蚀海岸和堆积海岸有什么地貌特征？272
10.3.1侵蚀海岸的特征272
10.3.2堆积海岸的特征274
10.4海平面如何变化才会形成新生海岸线和淹没海岸线？279
10.4.1新生海岸线的特征280
10.4.2淹没海岸线的特征280
10.4.3海平面的变化280
10.5美国海岸具有什么特征？282
10.5.1大西洋海岸282
10.5.2墨西哥湾284
10.5.3太平洋海岸284
10.6加固构筑物是怎样影响海岸线的？285
10.6.1拦沙坝和拦沙坝群285
10.6.2防波堤287
10.6.3防浪堤287
10.6.4海堤289
10.6.5加固构筑物的替代方案290
基本概念回顾291
第11章近海293
11.1管理海洋所有权的法律有哪些？294
11.1.1公海和领海294
11.1.2海洋法294
11.2沿海水域有哪些特征？296
11.2.1盐度297
11.2.2温度297
11.2.3沿海地转流298
11.3沿海水域有哪些类型？299
11.3.1河口299
11.3.2泻湖303
11.3.3边缘海304
11.4沿海湿地面临哪些问题？306
11.4.1滨海湿地的类型306
11.4.2滨海湿地的特点306
11.4.3湿地的严重消失308
11.5什么是污染？309
11.5.1海洋污染的定义309
11.5.2环境生物检测309
11.5.3海洋中废弃物的处理310
11.6海洋污染的主要类型有哪些？310
11.6.1石油310
11.6.2污水污泥317
11.6.3DDT和PCB319
11.6.4汞和水俣病320
11.6.5非点源污染及垃圾倾倒322
11.6.6生物污染：非本地物种327
基本概念回顾328
第12章海洋生物和海洋环境330
12.1什么是生物，它们是如何分类的？331
12.1.1生命的有效定义331
12.1.2生命的三域332
12.2海洋生物是如何分类的？335
12.2.1浮游生物335
12.2.2游泳生物336
12.2.3底栖生物337
12.3究竟存在多少种海洋生物？338
12.3.1为什么海洋生物很少？339
12.3.2水层生活生物和海底生活生物340
12.4海洋生物如何适应海洋的物理条件？340
12.4.1物理条件的支撑341
12.4.2水的黏度341
12.4.3温度343
12.4.4盐度344
12.4.5溶解气体347
12.4.6水的高透明度347
12.4.7压力349
12.5海洋环境主要划分为哪些部分？351
12.5.1海水环境351
12.5.2海底环境353
基本概念回顾354
第13章生物生产力和能量传递356
13.1什么是初级生产力？357
13.1.1初级生产力的测量357
13.1.2影响初级生产力的因素359
13.1.3海水中的光传播360
13.1.4为什么边缘海生命如此丰富？362
13.2海洋存在哪些类型的光合作用生物？364
13.2.1种子植物（显花植物）364
13.2.2大型藻类364
13.2.3微藻366
13.2.4海洋富营养化和死亡区369
13.2.5光合细菌371
13.3初级生产力的区域差异如何变化？372
13.3.1极地（高纬度）的海洋生产力373
13.3.2热带（低纬度）海域的生产力374
13.3.3中纬度（温带）海洋的生产力375
13.3.4地区生产力比较376
13.4物质和能量是如何在海洋生态系统中传递的？377
13.4.1海洋生态系统中能量的流动377
13.4.2海洋生态系统中营养物质的流动378
13.4.3海洋捕食关系379
13.5影响海洋渔业的因素有哪些？383
13.5.1海洋生态系统和渔业383
13.5.2过度捕捞383
13.5.3附带渔获物386
13.5.4渔业管理388
13.5.5海产品选择391
基本概念回顾392
第14章水层环境中的动物393
14.1海洋生物如何才能不下沉？394
14.1.1储气装置的使用394
14.1.2漂浮的能力395
14.1.3游泳的能力395
14.1.4浮游动物的多样性395
14.2海洋水层生物有哪些觅食的适应性？400
14.2.1机动性：猛扑和巡游400
14.2.2游泳速度402
14.2.3冷血生物和温血生物402
14.2.4深层游泳生物的适应性403
14.3海洋水层生物有哪些逃避敌害的适应性？404
14.3.1集群405
14.3.2共生405
14.3.3其他适应性406
14.4海洋哺乳动物具有哪些特征？407
14.4.1哺乳动物的特征407
14.4.2食肉目408
14.4.3海牛目409
14.4.4鲸目410
14.5为什么灰鲸要迁徙？416
14.5.1迁徙路线417
14.5.2迁徙的理由417
14.5.3迁徙的时间418
14.5.4灰鲸是濒危物种吗？418
14.5.5捕鲸和国际捕鲸委员会419
基本概念回顾420
第15章海底环境中的动物422
15.1岩质海岸有哪些生物群落？424
15.1.1潮间带424
15.1.2浪花带（潮上带）：生物及其适应性425
15.1.3高潮带：生物及其适应性426
15.1.4中潮带：生物及其适应性427
15.1.5低潮带：生物及其适应性428
15.2沉积物覆盖的海岸有哪些生物群落？430
15.2.1沉积物的物理环境430
15.2.2潮间带分区430
15.2.3沙滩：生物及其适应性431
15.2.4泥滩：生物及其适应性432
15.3近岸浅海的海底有哪些生物群落？433
15.3.1岩石底质（潮下带）：生物及其适应性433
15.3.2珊瑚礁：生物及其适应性436
15.4深海海底有哪些生物群落？442
15.4.1物理环境442
15.4.2食物来源和物种多样性442
15.4.3深海热液口生物群落：生物及其适应性444
15.4.4低温渗口生物群落：生物及其适应性448
15.4.5深海生物圈：一个新的前沿450
基本概念回顾450
第16章海洋和气候变化452
16.1地球气候系统由什么组成？453
16.2地球近期气候变化：是自然现象还是人类造成的影响？455
16.2.1确定地球过去的气候：代用资料和古气候学455
16.2.2气候变化的自然原因456
16.2.3IPCC报告：人类所致气候变化的文件461
16.3什么引起了大气温室效应？462
16.3.1地球的热收支和波长变化463
16.3.2哪种气体导致温室效应？464
16.3.3由于全球变暖，会出现哪些记录的变化？468
16.4由全球变暖引起的海洋正在发生怎样的变化？469
16.4.1海洋温度的上升469
16.4.2飓风活动的增加471
16.4.3深海环流的变化472
16.4.4极地冰的融化473
16.4.5海洋酸度的近期增加475
16.4.6海平面上升477
16.4.7预测和观测的其他变化479
16.5应该怎样做来减少温室气体？480
16.5.1海洋在减弱全球变暖中的作用480
16.5.2减少温室气体的可能性482
16.5.3京都议定书：限制温室气体的排放483
基本概念回顾484
术语表486