课程概述. r* C1 I* I1 c0 P; @3 G
) T2 g7 a) V- b9 ?0 Y: ]8 Y8 [4 F/ j( {$ |" ^' M3 t7 z( d
全面、系统反应物理海洋学的原理方法以及相关学科知识。首先,从海洋科学基础知识展开,通过物理海洋方程组阐述海水运动的基本规律;然后,介绍潮汐、地转流、埃克曼流与惯性流、风生大洋环流、深层环流、波浪、海洋中的大尺度波动和海洋内波等海洋中的关键物理过程;最后,以专题形式介绍海洋科学中的一些前沿介绍方向。
2 L0 Z( n& E# J' X8 _; V3 \5 _8 |: A( l
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课程大纲
4 C3 t8 S+ K1 _, w4 z
$ Z2 B3 w+ ^8 P: b9 x+ D! T! S2 C8 m6 h, ]
01基础知识3 [ x! U4 Y0 w1 n( w
v! k* m% K" A9 |
- z& L) `" L: y1 F; v5 }; b 1.1物理海洋学关键发展过程: m! J* Y( ~. `% w; k* ?2 c8 f
. @ A' g8 Z |# E/ |( d. B! @) q ?7 e) a& _ }, ^1 U
02物理海洋方程组
( o# h% b% h( q9 G3 k- H5 D$ z; C4 j( f% x
( P, r- V" u- F7 `5 K/ }1 U0 C* r
2.1动量守恒和全导数
: |$ r) _% r7 L, K: A1 G b" ^2 z/ I; d( z. _
1 ~8 A8 e+ v6 ~
2.2纳维-斯托克斯方程组的建立
7 i& }% M. Q! b6 o; S, q: M8 d+ d
( i& H& U: L9 b% u9 e( _( t( L' U# R+ X9 ^: F" ]3 Q
2.3连续性方程/ j; j- k% [! o7 |- E
) G! P5 z# \1 A/ B' y2 U/ [9 N: {; B4 g0 }7 m0 N7 k5 ]$ i; k
2.4无中生有的科氏力
' w; ^7 l6 j& Z) d& E" |0 m. Y1 v6 l, i$ Q! n7 z" F
8 D' W5 j' J% u6 F
2.5运动方程组的建立+ y; B, o, Z$ B) `9 P' `0 C% A8 H, _
/ a5 I, b5 u- Z4 g% C! m! C
8 O* S0 J2 G* w! ]$ s
2.6基本方程组的建立
% v% I$ \3 x% U5 i. i8 ^; v, m9 s$ b, i4 a' P) S$ @
' K5 L$ F& }/ B9 q9 T 2.7方程组的简化8 a4 E7 Z. @) u+ C7 c' @3 D# e) J; C
" y: m2 s0 W* n+ X% _$ _) y
& T" P$ k- g% ~9 p8 y x 03潮汐
, J/ p& ?7 S& q. G ^3 q3 ]2 K
3 ? U1 ?0 a" K
% B" n9 {+ m6 Y) J 3.1潮汐现象和引潮力
$ c% C( M; x" {/ H9 `1 c
. \4 @4 [2 c t9 i V& H& d8 t) B3 C( ?' n
3.2引潮势
]; R8 e6 z, z% F/ q# l
9 C* P. b R1 B0 R! O; d- _! e) L5 b4 J
3.3平衡潮理论
' ~& w+ h6 ^" b1 w
& H- l: z# }* y4 u, t% d
$ p" c5 O( _/ |! U" r% {- v x+ W6 G 3.4潮汐类型和潮汐研究的意义
8 k) u; I8 ?( U3 c8 q/ t! E2 N" N4 i! A( S+ e+ F
2 f; `8 y$ A3 s/ E: D 04地转流2 \$ U2 \! ?' D Z0 I4 D8 F+ i
- k3 B% }& s3 n: u
, q/ ]/ n2 B5 ]4 V* J0 a 4.1地转流基本概念
s* Z: e- J' J/ \
5 \7 p5 m* q- V) X- i5 X- D. D" I1 }! Y d& U& [) _" l
4.2地转流方程组
9 Q+ P9 m1 j/ U t2 [5 a9 L8 @8 f) r+ D) G% j
) z) K) N' f/ [% b 4.3地转流场基本特征6 Z N; F2 r0 {% ^& L
5 \" c) _' Z% h1 `- r1 w8 v" d
P5 k4 h( [+ s; {" u- B# x- S 4.4热成风关系7 z9 l- Z/ ^! T8 k6 q
% M: r0 s5 G( I" u, ~" P8 ]8 M' G; B# a' k( F
05惯性流与Ekman漂流理论0 S( r$ p% `* u3 M" \
: p+ n% q l7 {0 D# G( P- K5 q5 b& _) J. L0 H4 p+ x# a; K
5.1惯性流理论% R9 z4 P3 b) j4 u3 v
/ g) M: l3 ? ]% H' t3 q* q4 v/ [
5.2 Ekman漂流理论:Part I
$ o) y7 @/ i- \ t$ b: u
4 [% t L3 C4 o7 d2 D& C
0 _* f% R0 w, z/ ` 5.3 Ekman漂流理论:Part II3 o2 L" }2 I- r a) H' ]5 {
( |6 V& s, R* R/ X$ c/ R: P7 ]+ x( C
_; _0 g- Q- Z; k1 w" B1 R 5.4 Ekman输运
! t4 {- Z* C# t4 E* s! h3 B. L9 d( p) u
( s! p6 j; ^$ _) M 06风生大洋环流
& `# h5 F; |- K) d0 C
* o/ X& y* P% a- E9 d/ \# D6 }
' U( {% X3 p+ |' i 6.1 Sverdrup理论# j* y5 Z' w* |6 I, c1 `
1 @8 j' L; @1 M" m( R! S- b* i3 m- T( |4 [
6.2 Stommel理论6 }6 ^0 ], |! f; C9 ?& \
- @- V6 t. V2 y: j3 X4 n
0 N: t4 S3 z. d" n" ~& i2 p B6 Y 6.3 Munk理论) c, I9 v$ ]) G
9 e& w& Y; m, f. s o* a+ P9 h. ~0 g6 N1 T. ^
07深层环流理论
4 ]7 d0 y% @# r1 u; n
: j6 o4 d6 k+ L4 n/ v `
; M) x% O) z) j. h 7.1深层环流定义
/ W* m+ s& R; E. w" }, R: Z. [. I7 e# C# X/ s
; f) [. o: ]: Q! A% R 7.2深层环流理论6 k) {9 f3 Z, F( W; Z
( x2 b2 h# V9 U) g
, U5 A& ]0 b( M- F& y/ s5 E( r 7.3深层环流对气候的影响( n. C% E1 ?# C& ]% Q4 j
( M9 S" z. I3 Z" p% _% p( M3 A
- m8 Y1 l }6 i$ b 08海浪, z% T/ ^& \6 O9 j
( T) K" R4 }1 b, ]- `- }3 Q+ _/ N& q4 g
8.1波动现象4 J3 Z+ M- N5 [3 ?: c
9 \7 t/ v: e& p4 V+ N) P$ E, \
; D! f& `3 ?5 u, n& a- y 8.2线性波理论* S) s( R* A' w* T5 G
! c: O0 B5 |$ [$ f0 T/ w
+ s/ Q6 d) o( f- |
8.3波浪的浅水变形、折射、反射、绕射和破碎
1 Z4 X1 A: _/ i' w( H4 K0 ^! o( M& X B9 z& p4 o
; M2 p/ r8 c5 e5 Z' c! H 8.4波浪的折射0 p& ^- k" A& L/ ^: @( |
9 r9 t8 L6 [% A& a/ U) s6 Z+ E$ t
" k3 B) L1 p$ g& u& d- Z 8.5随机波浪理论
6 l9 }6 b" o4 X5 b7 O5 {# Q+ A8 ]& d d
8 t6 j9 J$ b s
09行星波动
/ W8 X' O, U7 x- z, B0 Y9 C
U2 k) S/ d) {* M* m* }
0 q% T" J& H+ ^% J3 G 9.1浅水方程$ [* |* i1 |. o8 K. ?
6 f* K+ n4 o( a: l/ W. j; G
) p: Z5 D- S z! l) \; J* K 9.2 Poincare波7 @) _$ q, h0 u
+ a: |0 R8 f$ Q+ i1 @3 K
: b& u$ B; v( p9 y: W
9.3 Kelvin波2 o2 ^9 V$ e ~0 Y V( }- y
/ r: ^$ x( @, s* x! m7 [% E/ W: C- F1 M+ B2 V( g: j4 f
9.4 Rossby波" x# E0 D0 }/ e8 H$ h/ w6 \
& S3 A( }# V, B" V" u5 ?/ L, S
2 Q/ ?/ c9 ~3 v) Y O: I% o% n 10内波) ?2 Y% y/ o5 K/ j# k( U
/ r- q7 x6 H: B& n& |2 A& \8 [* [: H
10.1内波基本概念
- N' b- J% I; E. m' g
- v4 }/ Z- M9 ~/ _6 v: R/ l
7 p6 X4 u5 q5 e2 G! f 10.2海洋层结
( c& K" w# @" r( V$ Y
" ^/ o6 _1 M7 b- P- d3 D2 K# P; c. c+ V6 B# @5 p
10.3内波控制方程$ l& X0 T, U8 N4 ?6 R- s
, z( [7 l/ r9 N. }: M h
F/ q8 b- q) q' u( _+ J: H 11前沿专题* U+ P/ i* U, H' N/ U
B; \6 s% s6 w, Z. E7 M
, Q) p) s. E) o b1 F& V
11.1赤道过程
- B" B9 h3 b' \ ~/ ?) j& l
* A8 ]$ M/ @% D5 G4 y
3 M7 h: m1 k' H3 U 11.2海洋中尺度涡旋
! ?8 g" |7 ]. |8 k1 F1 h3 h8 Q4 q7 b3 @% p& y
, g0 E( a2 w5 l/ C. M% U( z4 j9 B, g
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资料获取! }3 E: i- l) c" {$ X7 C) A5 }
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