《物理海洋学Ⅰ》课程教学大纲

1、物理海洋学Physical Oceanography一、课程基本情况课程类别：学科基础课课程学分：4学分课程总学时：64学时，讲课：64学时课程性质：必修开课学期：第5学期先修课程：海洋科学导论、流体力学、概率论与数理统计、数理方程适用专业：海洋科学、海洋技术专业教 材：物理海洋学，叶安乐等编著，青岛海洋大学出版社，1992年, 本院编著的讲义,2010年开课单位：海洋科学学院 二、课程性质、教学目标和任务物理海洋学重点在海洋系统的动力学研究。其它海洋科学分支学科如海洋物理学, 海洋化学，海洋生物，海洋生态，海洋地质，海洋经济，海洋气象，海洋航运等在进行专科研究时，都需要参照物理海洋学的基本理

2、论。 物理海洋学的学习目的包括对海洋动力系统的认识、对物理海洋学理论的掌握、对海洋要素空间分布与时间演变规律的熟悉、对海洋状态动力演变机理的认识、对影响海洋系统活动的环境因子的了解。 物理海洋学不仅介绍海洋温盐密等相关要素的时空分布特征, 并且重点研究海洋动力系统, 包括海流、海浪、海潮、风暴潮、内波、陆架自由波、温盐环流以及海洋涡旋等。鉴于物理海洋学在海洋科学学科中的重要性,本课程为海洋科学专业重点基础课。 本课程旨在使学生系统地掌握物理海洋学的基本理论，以及物理海洋理论的发展历程，理解目前的研究水平和今后发展的方向。通过本课程的学习要求学生掌握海洋的动力现象及热动力过程的基本概念和运动变化

3、的基本规律,包括温、盐、密等要素时空特征、海流、海浪、潮波、内波和风暴潮基本动态规律; 学会对海洋动力现象进行研究和分析的基本思路和方法。为后续的海洋动力学和海气动力学研究与应用奠定坚实基础。三、教学内容和要求1、海洋科学背景知识（4学时）（1）熟悉世界大洋热量、水量平衡和温、盐、密度场；世界大洋的水团和环流；（2）理解海水的物理性质；重点：世界大洋要素场分布特征、世界大洋水团和环流分布难点：海水的物理性质2、海水运动基本方程（12学时）（1）掌握向量形式的运动学基本方程的推导；球坐标系和局地直角坐标系中的运动方程；海水层流运动的基本方程组；铅直向平均基本方程及基本方程的尺度分析与简化海洋边界

4、条件的概念及边界条件的方程；（2）熟悉旋转坐标系中的加速度及作用于海水微团的力；（3）理解时间平均的基本方程和边界条件；重点：海水运动基本方程组、基本方程的尺度分析与简化、作用于海水微团的力难点：方程推导、旋转坐标中的加速度、边界条件3、海流（12学时）（1）掌握不考虑摩擦的定常流动-地转流；考虑摩擦的定常流动；非定常流动；（2）掌握风生大洋环流；热盐环流；大洋风生-热盐环流；重点：地转流、考虑摩擦的定常流动；非定常流动、风生大洋环流难点：Ekman 漂流和风生大洋环流的方程推导4、海浪（12学时）（1）掌握线性波动理论；线性波动的合成；波动的折射和绕射；有限振幅波动；（2）熟悉海浪谱基本理论

5、；（3）理解海浪的统计性质； 重点：线性波动理论、波动的折射和绕射、有限振幅波动、波浪统计性质 难点：海浪谱基本理论与意义5、潮波（12学时）（1）掌握平衡潮理论的订正；了解潮汐与潮流的分析和预报；（2）掌握动力潮理论；（3）掌握等深广阔水域中的潮波；海峡和矩形海湾中的潮波、浅水潮波；（4）熟悉三维潮波；（5）理解考虑地球形状的潮波变截面海湾和河口中的潮波；重点：平衡潮理论、动力潮理论、等深广阔水域中的潮波、浅水潮波难点：潮汐理论与潮波分析6、内波（6学时）（1）掌握小振幅内波的一般特性；界面波与内波；两层流体中的界面波；（2）熟悉考虑地转效应的界面波，潮成内波；（3）理解内波对自由海面的影响

6、及其估计；重点：小振幅内波；界面波与内波；两层流体中的界面波；难点：内波特征的方程推导证明7、风暴潮（6学时）（1）掌握狭长矩形浅水海域中的定常风暴潮；狭长矩形浅水海域中的非定常风暴潮；（2）掌握考虑地转效应的风暴潮；（3）熟悉大洋风暴潮的生成与传播；大陆架上的风暴潮；重点：定常风暴潮、非定常风暴潮、地转效应的风暴潮难点：风暴潮特征定性分析四、课程考核（1）作业等：作业4次；（2）考核方式：闭卷考试；（3）总评成绩计算方式：平时成绩5%、作业成绩5%、期中考试成绩35%和期末考试成绩55%综合计算；五、参考书目1、物理海洋学山东教育出版社，侍茂崇主编，2004 1版2、 Introduction to Physical Oceanography, Robert H. Stewart，2004；3、 An Introduction to Physical Oceanography, Matthias Tomczak, The Flinders University of South Australia in Adelaide. Australia， 20054、 Regional Oceanography: an Introduction，Tomcz