第二章 海洋科学发展史

1、第二章第二章 海洋科学发展史海洋科学发展史 海洋科学知识的积累及早期观测研究海洋科学知识的积累及早期观测研究 海洋科学的奠基与形成海洋科学的奠基与形成 现代海洋科学时期现代海洋科学时期n 海洋科学知识的积累及早期观测研究（海洋科学知识的积累及早期观测研究（18世纪前）世纪前）公元前公元前76世纪古希腊的泰勒斯认为大世纪古希腊的泰勒斯认为大地是浮在茫茫大海之中地是浮在茫茫大海之中Thales（科学与（科学与哲学之祖）哲学之祖）Pytheas（地理学家探险家）（地理学家探险家）公元前公元前325年，皮西亚斯进行了年，皮西亚斯进行了欧洲北部的大西洋探险欧洲北部的大西洋探险4000BC 波利尼亚人在波

2、利尼亚人在太平洋中航海太平洋中航海n 海洋科学知识的积累及早期观测研究（海洋科学知识的积累及早期观测研究（18世纪前）世纪前）1516世纪地理大发现时代世纪地理大发现时代哥伦布麦哲伦达伽马贸易风（贸易风（trade-wind）、西风）、西风（westerly）、西边界流（）、西边界流（western boundary current）James Cook 詹姆斯詹姆斯库克（库克（James Cook）是英国的一）是英国的一位探险家、航海家和制图学家。他由于进位探险家、航海家和制图学家。他由于进行了三次探险航行而闻名于世（行了三次探险航行而闻名于世（1768-1775年）。年）。通过这些探险考察

3、，他给人们关于大洋，通过这些探险考察，他给人们关于大洋，特别是特别是太平洋的地理学太平洋的地理学知识增添了新的内知识增添了新的内容。容。他还被认为在通过改善船员的饮食，包括他还被认为在通过改善船员的饮食，包括增加水果和蔬菜等来预防长期航行中出现增加水果和蔬菜等来预防长期航行中出现的的坏血病方面坏血病方面也有所贡献。也有所贡献。 库克船长在库克船长在太平洋和南极洲的伟大的航行太平洋和南极洲的伟大的航行为世界科学发展作出了巨大的贡献，为世界科学发展作出了巨大的贡献， 同时同时他也是第一位绘制澳大利亚东海岸海图的他也是第一位绘制澳大利亚东海岸海图的人。人。 n 海洋科学知识的积累及早期观测研究（海洋

4、科学知识的积累及早期观测研究（18世纪前）世纪前）n 海洋科学知识的积累及早期观测研究（海洋科学知识的积累及早期观测研究（18世纪前）世纪前）1673年英国人玻意耳发表了他研究年英国人玻意耳发表了他研究海水浓度海水浓度的著名论文的著名论文1674年荷兰人列文虎克在荷兰海域最先发现年荷兰人列文虎克在荷兰海域最先发现海洋原生动物海洋原生动物1687年英国人牛顿用引力定律解释年英国人牛顿用引力定律解释潮汐潮汐1740年瑞士人贝努利提出年瑞士人贝努利提出平衡潮平衡潮学说学说1770年美国人年美国人富兰克林富兰克林发表发表湾流湾流图图1772年法国人拉瓦锡首先测定年法国人拉瓦锡首先测定海水成分海水成分1

5、775年法国人拉普拉斯首创大洋年法国人拉普拉斯首创大洋潮汐动力潮汐动力理论理论Benjamin Franklin postmaster n 海洋科学的奠基与形成（海洋科学的奠基与形成（19世纪世纪-20世纪中叶）世纪中叶）海洋探险逐渐转向为对海洋的综合考察海洋探险逐渐转向为对海洋的综合考察海洋研究的深化、成果的众多和理论体系的形成海洋研究的深化、成果的众多和理论体系的形成达尔文达尔文随随“贝格尔贝格尔”号号18311836年的年的环球探险环球探险英国人英国人罗斯罗斯18391843年的年的环南极探险环南极探险1872-1876年英国皇家学会组织了年英国皇家学会组织了 “挑战者挑战者”号号在大在

6、大 西洋、太平洋和西洋、太平洋和印度洋历时印度洋历时3年年5个月的环球海洋考个月的环球海洋考察。察。 n 海洋科学的奠基与形成（海洋科学的奠基与形成（19世纪世纪-20世纪中叶）世纪中叶）“挑战者挑战者”号在号在三大洋和南极海域三大洋和南极海域的几百的几百个站位，进行了多学科综合性的观测，后个站位，进行了多学科综合性的观测，后继的研究又获得了大量的成果，从而使继的研究又获得了大量的成果，从而使海海洋学得以由传统的地理学领域中分化出来，洋学得以由传统的地理学领域中分化出来，逐渐形成为独立的学科。逐渐形成为独立的学科。这次考察的巨大成就，又激起了世界性的这次考察的巨大成就，又激起了世界性的海洋调查

7、研究热潮。在各国竞相进行的调海洋调查研究热潮。在各国竞相进行的调查中，德国查中，德国“流星流星”号号19251927年的年的南大西洋调查，因计划周密、仪器新颖、南大西洋调查，因计划周密、仪器新颖、成果丰硕而倍受重视。成果丰硕而倍受重视。“流星流星”号的成就，号的成就，又引发挪威、荷兰、英国、美国、苏联等，又引发挪威、荷兰、英国、美国、苏联等，先后进行环球航行探险调查先后进行环球航行探险调查n 海洋科学的奠基与形成（海洋科学的奠基与形成（19世纪世纪-20世纪中叶）世纪中叶）英国人福布斯在英国人福布斯在19世纪世纪4050年代出版了海产生物分布图和年代出版了海产生物分布图和欧洲海的自欧洲海的自然

8、史然史-海洋生态学海洋生态学美国人莫里美国人莫里1855年出版年出版海洋自然地理学海洋自然地理学 -近代海洋近代海洋英国人达尔文英国人达尔文1859年出版年出版物种起源物种起源-进化论进化论迪特玛迪特玛1884年证实了海水主要年证实了海水主要溶解成分的恒比关系溶解成分的恒比关系-海洋化学方面海洋化学方面1903年桑德斯特朗和海兰汉森提出了深海海流的年桑德斯特朗和海兰汉森提出了深海海流的动力计算方法动力计算方法-海流方面海流方面1905年埃克曼提出了年埃克曼提出了漂流理论漂流理论-海流方面海流方面默里于默里于1891年出版了年出版了深海沉积深海沉积-海洋地质方面海洋地质方面Sverdrup, J

9、ohnson, and Fleming合著的合著的海洋海洋（The Oceans）一书，）一书，对此前的海洋科学的发展和研究给出了全面、系统而深入的总结，被誉为对此前的海洋科学的发展和研究给出了全面、系统而深入的总结，被誉为海洋科学建立的标志海洋科学建立的标志n 海洋科学的奠基与形成（海洋科学的奠基与形成（19世纪世纪-20世纪中叶）世纪中叶）1925the Scripps Institution of Oceanography.the Woods Hole Oceanographic Institution.19301946 前苏联科学院海洋研究所成立前苏联科学院海洋研究所成立1949Nat

10、ional Oceanography Center， Southampton UKOregon State University, Texas A&M University, University of Miami, and University of Rhode Island, and the founding of national ocean laboratories such as the various Institutes of Oceanographic Science.Post WW2n 现代现代海洋科学时期（海洋科学时期（20世纪中叶至今）世纪中叶至今）海洋科学组织海

11、洋科学组织：1951年建立的年建立的“世界气象组织世界气象组织”（WMO), 1960年成立的年成立的“政府政府间海洋学委员会（间海洋学委员会（IOC). 1967年国际海洋物理科学协会（年国际海洋物理科学协会（IAPSO），），1957年成立年成立海洋研究科学委员会（海洋研究科学委员会（SCOR），），1966年建立国际生物海洋学协会（年建立国际生物海洋学协会（IABO），），国际地质科学联合会（国际地质科学联合会（IUGS）也下设海洋地质学委员会（）也下设海洋地质学委员会（CMG）等等。）等等。国际合作调查研究国际合作调查研究:：国际地球物理年（国际地球物理年（IGY，19571958），

12、国际印度洋考察），国际印度洋考察（IIOE，19571965），国际海洋考察），国际海洋考察10年（年（IDOE，19711980，包括，包括6个分个分计划计划31项活动），热带大西洋国际合作调查（项活动），热带大西洋国际合作调查（ICITA，19631964），黑潮及邻），黑潮及邻近水域合作研究（近水域合作研究（CSK，19651977），全球大气研究计划（），全球大气研究计划（GARP，19771979，第，第1次全球试验次全球试验FGGE及及4个副计划），世界气候研究计划（个副计划），世界气候研究计划（WCRP，19801983，包括，包括4个子计划），深海钻探计划（个子计划），深海钻探

13、计划（DSDP，19681983）。世界）。世界大洋环流试验（大洋环流试验（WOCE），大洋钻探计划（），大洋钻探计划（ODP），全球海洋通量研究），全球海洋通量研究（JGOFS），热带大洋及其与全球大气的相互作用（），热带大洋及其与全球大气的相互作用（TOGA）及其组成部分及其组成部分”热热带海洋全球大气耦合响应试验（带海洋全球大气耦合响应试验（TOGA-COARE）。）。19932018年气候变率和可年气候变率和可预报性研究计划（预报性研究计划（CLIVAR)n 现代现代海洋科学时期（海洋科学时期（20世纪中叶至今）世纪中叶至今）海洋仪器海洋仪器：盐度（电导）温度深盐度（电导）温度深度仪（

14、度仪（CTD）、声学多普勒流速剖面、声学多普勒流速剖面仪（仪（ADCP）、锚泊海洋浮标、气象）、锚泊海洋浮标、气象卫星、海洋卫星、地层剖面仪、侧扫卫星、海洋卫星、地层剖面仪、侧扫声呐、潜水器、水下实验室、水下机声呐、潜水器、水下实验室、水下机器人、海底深钻和立体取样的立体观器人、海底深钻和立体取样的立体观测系统测系统研究成果研究成果：板块构造学板块构造学说被誉为地质学的一说被誉为地质学的一次革命。次革命。海底热泉海底热泉的发现，使海洋生物学和的发现，使海洋生物学和海洋地球化学获得新的启示。海洋地球化学获得新的启示。海洋中尺度涡海洋中尺度涡旋和热盐细微结构旋和热盐细微结构的发现与研究，促进了物的

15、发现与研究，促进了物理海洋学的新进展。理海洋学的新进展。大洋环流理论大洋环流理论、海浪谱海浪谱理论理论、海洋生态系统海洋生态系统、热带大洋和全球大气热带大洋和全球大气变化变化等领域的研究都获得突出的进展与成果。等领域的研究都获得突出的进展与成果。科研论著面世，令人目不暇接科研论著面世，令人目不暇接uEras of Oceanographic ExplorationSurface Oceanography：Earliest times to 1873 Deep-Sea Exploration: 1873-1914 National Systematic and National Surveys:

16、 1925 1940 New Methods: 1947-1956 International Cooperation: 1957-1978 Satellites: 1978-1995 Earth System Science: 1995 - 1872-1876 Challenger Expedition1685 Edmond Halley investigating the oceanic wind systems and currents1735 George Hadley， published his theory for the trade-winds 1751 Henri Ellis

17、， first deep soundings of temperature in the tropics,1769 Benjamin Franklinfirst map of Gulf Stream 1775 Laplace his theory of tides.1800 Count Rumford a meridional circulation of the ocean with water sinking near the poles and rising near the Equator.1847 Matthew Fontaine Maury published his first

18、chart of winds and currents based on ships logs. 1885 Pillsburys direct measurements of the Florida Current using current meters deployed from a ship moored in the stream 1949 Start of California Cooperative Fisheries Investigation of the California Current. 1903 Founding of the Marine Biological La

19、boratory of the University of California. It later became the Scripps Institution of Oceanography.1910-1913 Vilhelm Bjerknes published Dynamic Meteorology and Hydrography foundation of geophysical fluid dynamics. 1930 Founding of the Woods Hole Oceanographic Institution.Post WW 2 founding of oceanog

20、raphy departments at state universities1979-1981 Terry Joyce et al. acoustic-doppler current profiler for measuring ocean-surface currents1942 Publication of The Oceans by Sverdrup, Johnson, and Fleming1952 Cromwell and Montgomery rediscover the Equatorial Undercurrent in the Pacific 1988 NASA Earth

21、 System Science Committee headed by Francis Bretherton outlines how all Earth systems are interconnected1955 Bruce Hamon and Neil Brown develop the CTD1958 Stommel theory for the deep circulation of the ocean 1963 Sippican Corporation Expendable Bathy Thermograph XBT 1969 Kirk Bryan and Michael Cox

22、develop the first numerical model of the oceanic circulation.1947-1950 Sverdrup, Stommel, and Munk publish their theories of the wind-driven circulation of the ocean.1978 NASA launches the first oceanographic satellite, Seasat.1992 Russ Davis and Doug Webb autonomous, pop-up drifter that continuousl

23、y measures currents at depths to 2km 1992 NASA and CNES develop and launch Topex/Poseidon1993 Topex/Poseidon science-team members publish first accurate global maps of the tides 1997 Wally Broecker proposes that changes in the deep circulation of the oceans modulate the ice ages。n 历史的贡献历史的贡献郑和指南针公元公

24、元1世纪时，世纪时，王充已明确指出潮汐与月相的相王充已明确指出潮汐与月相的相关性关性。8世纪时世纪时窦叔蒙的窦叔蒙的海涛志海涛志，进一步论，进一步论述了潮汐的日、月、年变化周期，建立了现知世述了潮汐的日、月、年变化周期，建立了现知世界上最早的潮汐推算图解表。界上最早的潮汐推算图解表。11世纪世纪燕肃在燕肃在海海潮论潮论中分析了潮汐与日、月的关系，潮汐的月中分析了潮汐与日、月的关系，潮汐的月变化以及钱塘江涌潮的地理因素变化以及钱塘江涌潮的地理因素n 艰难的历程艰难的历程当西方进入海洋科学形成阶段时，中国封建社会的长期苟延，特别是夜郎自大、当西方进入海洋科学形成阶段时，中国封建社会的长期苟延，特别

25、是夜郎自大、闭关锁国，严重阻碍了海洋科学的发展。鸦片战争之后，国家陷入半殖民地状态，闭关锁国，严重阻碍了海洋科学的发展。鸦片战争之后，国家陷入半殖民地状态，海洋科学处境更为艰难，发展甚为缓慢。海洋科学处境更为艰难，发展甚为缓慢。进入进入20世纪之后，才陆续有中国地学会，世纪之后，才陆续有中国地学会，中国科学社成立中国科学社成立，开始宣传海洋科学知，开始宣传海洋科学知识，开展一些海洋研究。识，开展一些海洋研究。1922年海军部设立了年海军部设立了海道测量局海道测量局，开始进行海道测绘。，开始进行海道测绘。1928年年青岛观象台设立青岛观象台设立海洋科海洋科，1931年成立年成立中华海产生物学会中

26、华海产生物学会，1935年成立年成立太平洋科学协会海洋学组太平洋科学协会海洋学组中国分会中国分会，同年，同年610月，中央研究院动植物研究所组织了首次的青岛至秦皇岛月，中央研究院动植物研究所组织了首次的青岛至秦皇岛沿线的调查。沿线的调查。之后，由于日本侵华之后，由于日本侵华,战乱迭起，研究工作大都停顿，只有马廷英、唐世凤等在战乱迭起，研究工作大都停顿，只有马廷英、唐世凤等在福建组织了一次海洋考察。福建组织了一次海洋考察。抗战胜利后的抗战胜利后的1946年，山东大学、厦门大学和台湾大学分别创立了海洋研究所，年，山东大学、厦门大学和台湾大学分别创立了海洋研究所，厦门大学还建立了海洋学系。厦门大学还

27、建立了海洋学系。n 快速发展快速发展1950年年8月在青岛设立了中国科学院海洋生物研究室，月在青岛设立了中国科学院海洋生物研究室，1959年扩建为年扩建为海洋研究所海洋研究所1952年厦门大学海洋系理化部北迁青岛，与山东大学海洋研究所合并成立了山年厦门大学海洋系理化部北迁青岛，与山东大学海洋研究所合并成立了山东大学海洋系。东大学海洋系。1959年在青岛建立山东海洋院，年在青岛建立山东海洋院，1988年更名为青岛海洋大学。年更名为青岛海洋大学。2002更名为更名为中国海洋大学中国海洋大学1964年建立了国家海洋局年建立了国家海洋局厦门大学厦门大学 、南京大学、同济大学、中国地质大学、中山大学、河

28、海大学、南京大学、同济大学、中国地质大学、中山大学、河海大学 、南京、南京信息工程大学信息工程大学 、大连海事大学、大连海事大学 、大连水产学院、大连水产学院 、天津科技大学、天津科技大学 、河北理工大、河北理工大学学 、上海海洋大学、上海海洋大学 、浙江海洋学院、浙江海洋学院 、海南大学、钦州学院、海南大学、钦州学院广东海洋大学广东海洋大学、北京大学、清华大学深圳研究院、钦州学院、北京大学、清华大学深圳研究院、钦州学院n 快速发展快速发展目前，目前，海洋科学一级学科博士学位授权点海洋科学一级学科博士学位授权点有同济大学、厦门大学、中国海有同济大学、厦门大学、中国海洋大学和中国科学院研究生院。洋