海洋科学概览-地球科学概论-地球与空间科学-课件教案(共12讲)

海洋科学概览-地球科学概论-地球与空间科学-课件教案(共12讲)第一页，共61页。海洋科学概览第二页，共61页。地表的72%生命的摇篮未充分开发的最后疆域最大的资源仓储最主要的气候调节器海洋的重要性第三页，共61页。海洋科学研究的

立体探测技术第四页，共61页。第五页，共61页。国际ARGO计划第六页，共61页。从显微镜到显宏镜

海洋---长期气候变化的根源海洋---深部与表层的通道海洋---生命秘密的谜底海洋---与军事海洋与资源第七页，共61页。气候系统的物理方面水循环国际地圈—生物圈计划(IGBP)世界气候研究计划(WCRP)地球系统的生物方面碳循环(生物地球化学循环)陆地海洋大气全球变化地球系统地球系统过程国际大会

2001.6.爱丁堡第八页，共61页。Schellnhuber,1999：

“地球系统”分析与第二次哥白尼革命Nature第九页，共61页。第一次哥白尼革命15世纪Schellnhuber,1999第十页，共61页。Schellnhuber,1999第二次哥白尼革命第十一页，共61页。1608年荷兰Z.Jansen发明

显微镜(microscope)现代技术提供了

“显宏镜（macroscope）”哥白尼从地球向外看，观察朝外，提出“日心说”替代“地心说”如今用宏观视角认识地球，观察向内，提出了“地球系统”。第十二页，共61页。

从显微镜到显宏镜

海洋---长期气候变化的根源海洋---深部与表层的通道海洋---生命秘密的谜底海洋---与军事海洋与资源第十三页，共61页。65oN

※Insolationat65oN※Ice-sheetinNorthernHemisphere米兰柯维奇理论以65oN辐射量变化为准:第十四页，共61页。引擎开关冰盖驱动与热带驱动第十五页，共61页。TheNorthAtlanticintheglobaloceancirculation第十六页，共61页。暖室期冰室期两极无冰单极有冰两极有冰地球上的暖室期和冰室期第十七页，共61页。还原型大气圈CO2氧化型O2暖室期冰室期冰期间冰期地球表层系统的不同类型第十八页，共61页。冰期时各圈层的界面不同程度下降CCD—深海碳酸盐溶解补偿面第十九页，共61页。厄尔尼诺第二十页，共61页。ElNino:热带太平洋水温图CariacoLea,2003MS第二十一页，共61页。15万年来的ENSO强度

----8个时段的巴布亚-新几内亚珊瑚纪录Tudhopeetal.,2001第二十二页，共61页。ENSO对全球的影响NorthAtlanticOscillations(NOA)

北大西洋涛动影响北大西洋深层水与ElNino遥相关

Hurrelletal.,2001AntacrticDipole

南极偶极子南极冰盖边缘的熔融与ElNino遥相关Yuan&Martinson,2001第二十三页，共61页。拉尼娜期间海洋大气状况第二十四页，共61页。厄尔尼诺造成的干旱、洪涝第二十五页，共61页。全球海平面上升44厘米后2080年受影响的人群数量近50年来中国沿海海平面平均每年上升2.6毫米，预计到2100年中国沿海海平面将上升幅度30至70厘米．将对中国的社会经济产生严重影响，中国海岸线集中了70%以上的大城市、50%以上的人口和60%的国民经济。第二十六页，共61页。为什么冰期时CO2减少？JohnMartin(1986):Fe假说：南大洋、东太平洋等大洋浮游生物群缺铁“Iron-Ex”(“铁肥实验”)1993-- 在大洋撒铁可以引起藻类勃发，生产力增加数十倍---大洋生物泵加强第二十七页，共61页。降尘对海洋生产力的影响Tegen&Fung1997第二十八页，共61页。Fe、冰芯记录、海洋初级生产、海洋生态系统、CO2通量与气候之间的相互关系FeFe冰芯纪录CO2第二十九页，共61页。浮游植物浮游动物225FeCO2第三十页，共61页。45万年以来Vostok冰芯CO2记录降尘记录（铁限）Petitetal.(1999)第三十一页，共61页。第三十二页，共61页。

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海洋---长期气候变化的根源海洋---深部与表层的通道海洋---生命秘密的谜底海洋---与军事海洋与资源第三十三页，共61页。海底下的海洋第三十四页，共61页。大洋中脊系统Mid-OceanRidgeSystem

第三十五页，共61页。已知热液活动地点1977年Alvin号潜水器

在Galapagos发现独特的热液生物群黑烟囱第三十六页，共61页。从显微镜到显宏镜

海洋---长期气候变化的根源海洋---深部与表层的通道

海洋---生命秘密的谜底海洋---与军事海洋与资源第三十七页，共61页。深海热液活动：黑烟囱第三十八页，共61页。第三十九页，共61页。。DSDP第82航次在海底以下290米亦即玄武岩顶面以下54米处采到的玄武岩。玻璃中纤细的黑线、粘土中和玻璃-粘土交界处的暗色区域，都是微生物的作用下形成的氧化铁。第四十页，共61页。

全球洋底以下的微生物量相当于地球表层生物圈的1/10深部生物圈新陈代谢极度缓慢有的休眠数十万、数百万年米海底以下750m内细菌数量与埋深的关系ODP钻孔纪录第四十一页，共61页。Riftiapachyptila三米长的管状蠕虫第四十二页，共61页。热液生态系统

-地球上持续最长、最古老的生态系统？生物地球化学+微生物学+生态学+分子生物学+基因组学=生命的起源+生态系统的起源+海底下生物圈的范围+进化的驱动力第四十三页，共61页。有光食物链太阳能黑暗食物链地热第四十四页，共61页。

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海洋---长期气候变化的根源海洋---深部与表层的通道海洋---生命秘密的谜底海洋---与军事海洋与资源第四十五页，共61页。

冷战结束后，国内外形势、尤其是周边事态与台海局势发生变化，维护国家尊严和领土完整，统一祖国，是目前国家安全和国防建设的首要任务。在高技术条件下，现代战争逐渐成为涉及太空、空中、海面、水下和海底多层空间的立体战争。海洋环境要素信息的获取和预测已成为提高海上战斗力，使武器装备发挥最佳作战效能的关键所在，也成为军事海洋学研究的核心；同时，也必须为国家海域划界提供关键科学依据。第四十六页，共61页。冷战结束后，美国关注的研究海域第四十七页，共61页。美国海军实验室/北太平洋实时预报系统第四十八页，共61页。郑和下西洋1405-1433第四十九页，共61页。海洋文化大陆文化第五十页，共61页。

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海洋---长期气候变化的根源海洋---深部与表层的通道海洋---生命秘密的谜底

海洋---与军事

海洋与资源第五十一页，共61页。海洋提供食物的能力约为全球陆上可耕面积的1000倍，每年可提供300亿人口食用的水产品。

中国有4千万人以渔业为生计第五十二页，共61页。第五十三页，共61页。（日本产业技术综合研究所Satoh绘制，2001）第五十四页，共61页。日本周边海域天然气水合物分布引自ODP190，196航次报告引自ODP190，196航次报告第五十五页，共61页。浅地壳中天然气水合物的含碳量是所有化石含碳量的2倍。其储量大约相当于煤炭和常规石油天然气总量的3倍。日本在南海海槽中发现的天然气水合物储量可供日本在石油和天然气耗尽后使用140年