温盐环流 路径的概述。蓝色路径是深层的水流,而红色路径是表层水流。
海洋学 (英語:oceanography )是研究海洋 的自然现象、性质及其变化规律,以及开发利用海洋的知识体系。它是研究海洋的地理学 的分支。它涵盖了广泛的主题,包括生态系统动力学、洋流 、波浪 、地球物理流体动力学 。板块构造 、海底地质,以及各种化学物质和物理性质在海洋内及其边界的通量 。这些不同的主题反映了海洋学家融合多个学科对世界洋 的进一步认识和对天文学 、生物学 、化学 、气候学 、地理学 、地质学 、水文科学 、气象学 、物理学 中的过程的理解。古海洋学 研究了地质历史中海洋历史。
發展歷史
人類在史前時代 就有了關於海浪 和洋流 的知識。科學 形式海洋研究的雛型可以追溯到古希臘 ,亞里士多德 和斯特拉波 記錄下了對潮汐 的觀測。但早期海洋探索主要目的在於製圖,儘管也用了鉛線做深度探測,人類對海洋的了解相當長時間都局限在淺層區域。19世紀中葉,英國皇家海軍 嘗試繪製全世界的海岸線 ,發現大部分海洋似乎都相當深。
1874年的挑战者号。
開啟現代科學海洋學的是1872-76年的挑戰者號遠征 。英國政府 1871年接受皇家學會 的建議,宣布探索世界大洋 並進行科學調查。由威維爾·湯姆森 和約翰·默里 發起,改裝了皇家海軍的挑戰者號並配備獨立的自然史 和化學 實驗室 [ 1] 。在湯姆森的科學監督下,近7萬海里(13萬公里)的航程總共進行了492次深海探通、133條海底挖掘、151次開闊水域拖網和263次連續水溫觀測[ 2] ,並發現約4700種新的海洋生物 。挑戰者號遠征 是人類史上第一次真正海洋巡航的科學考察 ,為整個學術和研究學科奠定了基礎[ 3] 。約翰·默里之後在愛丁堡大學 繼續研究,這裡在20世紀仍然是海洋研究的中心[ 4] 。 默里是第一個研究海洋峽谷的人,特別是大西洋中洋脊 ,並繪製了海洋中的沉積物。 他試圖根據鹽度和溫度的觀測繪製出世界洋流 ,並首先正確地了解珊瑚礁 發展的性質。
十九世紀末,其他西方國家陸續派出科學考察隊。第一艘海洋調查船,美國 的信天翁號 建於1882年[ 5] 。1893年,挪威 科學家弗里喬夫·南森 讓他的調查船前进号 凍結在北極的海冰 上三年[ 6] ,長時間在固定地點獲得海洋學、氣象和天文數據。由約翰·默里和約翰·霍傑特 所領導1910年為期四個月的北大西洋考察團,是迄今最雄心勃勃的海洋學和海洋動物學計畫。第一次聲學測量海深在1914年。1925年至1927年間,“流星”考察隊使用回聲測深儀收集了70,000次海洋深度測量,探勘大西洋中洋脊 [ 7] 。
1958年里雅斯特號深潛艇 。
50年代,瑞士 物理學家奧居斯特·皮卡爾 發明深潛艇 [ 8] ,並利用里雅斯特號 來研究海洋的深度[ 9] 。1953年,莫里斯·尤因 和布魯斯·希森 發現了沿著大西洋中洋脊 延伸的全球洋脊 系統[ 10] ; 1954年,蘇聯 的北極研究所發現了北冰洋 的海底山脈 。 1960年哈里·哈蒙德·赫斯 發展了海底擴張學說 [ 11] 。1958年美國核潛艇鸚鵡螺號 第一次在北極 進行了冰封航程,並抵達北極點 。1962年,聖地牙哥加利福尼亞大學 建立了能夠在所有海洋中運作,長108公尺的浮式儀器平台 (FLIP)。
70年代開始,大型電腦 開始應用於海洋學,對海洋條件進行數值計算 ,視其為整體環境變化預測的一部分。同時也廣泛地設置海洋浮標,以取得更完整的觀測資料。另外,大洋鑽探計劃 始於1966年。海底熱泉 則在1977年由約翰·科里斯和羅伯·巴拉德 搭乘阿爾文號 發現。
近年來海洋學的研究特別著重在海洋酸化 、海洋熱含量、洋流 、聖嬰現象 、甲烷水合物 蘊藏、碳循環 、沿海侵蝕 、風化 和氣候變化中氣候回饋的交互作用。研究海洋與了解全球氣候變遷 、潛在的全球暖化 和相關生物圈 問題有關。由於蒸發 、降水 以及熱通量(和太陽日照),大氣和海洋是緊密聯繫的。風壓是驅動洋流的主要動力,海洋是大氣二氧化碳 的吸收庫。所有這些因素都與海洋的生物地球化學 有關。
学科体系
学科分支
海洋學研究分為四大部分:
相關學科
應用與交叉學科
参见
参考文献
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^ Then and Now: The HMS Challenger Expedition and the 'Mountains in the Sea' Expedition] . Ocean Explorer website (NOAA). [2012-01-02 ] . (原始内容存档 于2015-04-25).
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