認識海洋:插圖第10版 版權信息
- ISBN:9787533492434
- 條形碼:9787533492434 ; 978-7-5334-9243-4
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
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認識海洋:插圖第10版 本書特色
l 系統編排 全面覆蓋海洋領域各分支學科,從海洋地質結構到海水的物理化學特征,從潮汐、洋流等海洋現象到細菌、哺乳生物等海洋中的居民,內容循序漸進,全景展現海洋的奧秘,打造讀者對海洋的立體認知。
l 注重實用 海洋與人類生活息息相關。本書9次修訂再版,通過引入大量貼合生活的實例和特設介紹海洋學科學進展的專欄,貼合海洋學熱點話題,各部分內容互相滲透,引領讀者融會貫通地掌握海洋學知識,并能將科學原理運用到實際生活中。
l 啟迪思維 以人類探索海洋的歷史為起點,以自然現象和科學原理為經緯,透過浩渺的視角閱覽人類所賴以生存的地球系統,深度理解海洋這個人類生存與發展的重要空間。
認識海洋:插圖第10版 內容簡介
本書系統地介紹了海洋學各分支的基本內容。全書共18章,分別從海洋學歷史、海洋地質構造、海洋的物理和化學過程、海洋資源環境,以及海洋生態和生物等各個方面,采用基本原理和實際案例相結合的方式,針對海洋學持續而快速的發展,深入淺出地講解了海洋學方方面面的知識。
本書語言嚴謹,內容生動,圖片豐富,激發閱讀者的興趣和好奇心,可作為大學海洋學通識教材,為海洋類專業廣大教師和學生提供教學參考,亦可為大眾閱讀者打開一扇一窺世界海洋奧秘的大門。
認識海洋:插圖第10版 目錄
前 言 1
第 1 章 海洋學的歷史 1
1.1 早期的海洋學 2
1.2 中世紀的海洋學 4
1.3 地理大發現 6
1.4 地球科學的誕生 8
1.5 海圖和導航信息的重要性 9
1.6 海洋科學的開始 11
1.7 “挑戰者”號探險 15
1.8 海洋學成為科學 18
1.9 20 世紀的海洋學 19
1.10 海洋學的近代、現在與未來 25
第 2 章 水的星球 31
2.1 地球起源 31
宇宙起源 31
太陽系的起源 33
外星海洋 34
早期地球 37
2.2 地球年齡和地質年代 37
地球的年齡 37
地質年代 38
自然時間周期 39
2.3 地球的形狀 42
2.4 定位系統 43
緯度和經度 43
海圖和地圖 44
緯度的測量 47
經度和時間 47
2.5 現代導航技術 48
2.6 地球:水的星球 50
地球表面的水 50
水循環 50
水儲庫和停留時間 51
陸地和海洋的分布 53
海 洋 54
陸高海深曲線 56
第 3 章 板塊構造 61
3.1 地球內部 61
探索地球結構 61
內部圈層 64
3.2 巖石圈和軟流圈 65
圈 層 65
地殼均衡 67
3.3 大陸的移動 67
理論歷史:大陸漂移 67
新理論的證據:海底擴張 68
地殼運動的證據 70
極移曲線 75
3.4 板塊構造 77
板塊和板塊邊界 77
離散邊界 79
轉換邊界 81
匯聚邊界 83
大陸邊緣 87
3.5 板塊運動 87
運動機制 87
運動速率 87
熱 點 88
3.6 大陸的歷史 93
泛大陸的分裂 93
泛大陸之前 94
地 體 95
3.7 探索離散邊界 95
法摩斯計劃 95
海底擴張和海底熱泉 96
海底熱液生物群落 98
第 4 章 海底和海底沉積物 105
4.1 水深測量 105
4.2 海底測深 107
大陸邊緣 107
洋盆底 114
洋脊、海隆和海溝 116
4.3 沉積物 116
粒 度 119
位 置 120
沉積速率 120
來源與化學性質 121
海底沉積物的分布 126
巖石的形成 127
采樣方法 129
沉積物:歷史的記錄者 129
4.4 海底資源 131
海砂和礫石 131
磷鈣土 131
硫 134
煤 134
石油和天然氣 134
天然氣水合物 135
錳結核 135
硫化物礦床 136
法律和條約 137
第 5 章 海水的物理性質 143
5.1 水分子 143
5.2 溫度和熱量 145
5.3 水的相變 146
5.4 水的比熱容 148
5.5 水的內聚力、表面張力和黏性 149
5.6 水的密度 149
壓強的影響 150
溫度的影響 150
鹽度的影響 150
5.7 水的溶解能力 151
5.8 能量的傳輸 153
熱 153
光 154
聲 159
5.9 海冰和海霧 163
海 冰 163
冰 山 164
霧 166
第 6 章 海水的化學性質 171
6.1 鹽 171
濃度單位 171
海水鹽度 172
溶解鹽 172
鹽的來源 175
鹽平衡的調節 176
停留時間 177
恒比關系 178
鹽度的測定 179
6.2 海洋中的溶解氣體 179
氣體隨深度的分布 179
二氧化碳循環 181
氧平衡 182
氣體測量 184
6.3 海水的 pH 值 184
6.4 其他物質 186
營養鹽 186
有機物 187
6.5 實際應用:鹽與水 187
化學資源 187
海水淡化 188
第 7 章 大氣結構與運動 195
7.1 地球表面的受熱和冷卻 195
太陽輻射的分布 195
熱量收支 196
太陽輻射的年變化 197
比熱容和熱容量 199
7.2 大氣層 200
大氣層的結構 200
大氣組成 202
大氣壓 202
7.3 溫室氣體 202
二氧化碳和溫室效應 203
臭氧問題 206
7.4 硫化物的角色 208
7.5 大氣運動 209
不考慮地球自轉時的風 209
地球自轉的影響 210
風 帶 212
7.6 風帶的變化 214
季節變化 214
季風效應 216
地形效應 217
急 流 218
7.7 颶 風 219
7.8 厄爾尼諾—南方濤動 220
7.9 實際問題:風暴潮和風暴增水 224
第 8 章 環流與海洋結構 235
8.1 密度結構 235
表層過程 235
隨深度的變化 236
密度驅動的環流 237
8.2 上升流和下降流 238
8.3 海洋分層 239
大西洋 240
太平洋 241
印度洋 241
主要大洋對比 241
北冰洋 241
邊緣海 243
內部混合 243
8.4 測量技術 245
8.5 實際應用:海水溫差發電 248
第 9 章 表層海流 255
9.1 表層海流 255
埃克曼螺旋和埃克曼輸送 256
大洋環流 256
地轉流 257
9.2 風海流 258
太平洋海流 258
大西洋海流 259
印度洋海流 260
北冰洋海流 260
9.3 海流運動 261
海流流速 261
海流體積輸運 261
西向強化 261
9.4 渦 旋 262
9.5 輻聚與輻散 264
朗繆爾環流 264
持久性作用區域 265
季節性作用區域 266
9.6 環流模式的變化 267
全球海流 267
北太平洋濤動 269
北大西洋濤動 270
9.7 海流觀測 275
9.8 實際應用:海流能 276
第 10 章 波 浪 281
10.1 波浪如何產生 281
10.2 波浪要素 282
10.3 波浪運動 283
10.4 波浪速度 284
10.5 深水波 284
風暴中心 284
彌 散 285
群速度 285
波浪相互作用 286
10.6 波 高 286
突發巨浪 288
波浪能 288
波 陡 289
海況等級 289
10.7 淺水波 290
折 射 291
反 射 293
繞 射 293
利用波浪導航 294
10.8 碎波帶 294
破碎波 295
水體輸運 295
能量釋放 296
10.9 海 嘯 296
10.10 內 波 301
10.11 駐 波 301
10.12 實際應用:波浪能 306
第 11 章 潮 汐 313
11.1 潮汐類型 313
11.2 潮 位 313
11.3 潮 流 316
11.4 潮汐靜力理論 316
月球潮汐 317
潮汐日 318
潮 波 318
太陽潮 318
大潮和小潮 319
赤緯潮 320
橢圓軌道 322
11.5 潮汐動力理論 322
潮 波 322
前進潮波 323
駐潮波 323
狹長盆地中的潮波 325
11.6 涌 潮 326
11.7 預報潮汐和潮流 328
潮汐表 328
潮流表 328
11.8 實際應用:潮流能 329
第 12 章 海岸、海灘和河口 335
12.1 主要分帶 335
12.2 海岸類型 337
原生海岸 338
次生海岸 339
12.3 海灘結構 342
12.4 海灘動力學 343
自然過程 343
近岸環流 345
12.5 海灘類型 347
12.6 改造海灘 348
沿岸工程 348
圣巴巴拉的故事 350
愛迪茲鉤狀沙嘴的歷史 350
12.7 河 口 352
河口的類型 352
環流特征 354
溫帶河口 355
12.8 高蒸發率 355
12.9 沖刷時間 361
12.10 實際應用:歷史實例 361
舊金山灣的發展 361
切薩皮克灣的情況 364
第 13 章 環境問題與關注 371
13.1 水和沉積物環境質量 371
固體廢棄物傾倒 371
污 水 373
有毒物質 374
13.2 墨西哥灣“死亡帶” 377
13.3 塑料垃圾 379
13.4 海洋廢棄物管理建議 381
13.5 溢 油 382
13.6 海洋濕地 388
13.7 生物入侵者 389
13.8 捕撈過度和副漁獲物 392
13.9 補 記 397
第 14 章 生機盎然的海洋 401
14.1 環境帶 401
14.2 生物的體形大小 401
14.3 生物分類 404
14.4 影響海洋生命的因子 406
光 406
碳 408
無機營養鹽 409
氧 410
鹽 度 411
浮 力 412
溫 度 412
壓 強 414
環 流 414
14.5 底層環境 415
14.6 不同物種的緊密協作 416
共 生 416
14.7 實際應用:人類對海洋環境的影響 418
第 15 章 生產與生命 423
15.1 初級生產量 423
總生產量與凈生產量 423
初級生產力的測定 424
15.2 營養鹽循環 426
15.3 浮游植物生物量 427
15.4 初級生產量與生物量的控制因子 429
全球初級生產力 430
15.5 食物網與生物泵 433
15.6 實際應用:海洋施肥 438
第 16 章 浮游生物:海洋中的漂流者 443
16.1 浮游生物的種類 443
16.2 浮游植物 444
16.3 浮游動物 448
16.4 浮游細菌 458
16.5 病 毒 460
16.6 采集浮游生物樣品 461
16.7 實際問題:海洋毒素 462
有害藻華 462
麻痹性貝毒 463
神經性貝毒 464
腹瀉性貝毒 464
西加魚毒 464
記憶喪失性貝毒 465
有害費氏藻 465
霍 亂 465
第 17 章 游泳生物:海洋中的自由游泳者 469
17.1 哺乳動物 469
鯨 470
捕鯨業 473
海豚和鼠海豚 476
海豹和海獅 476
海 獺 479
海 象 479
海 牛 480
北極熊 481
海洋哺乳動物保護法 481
交流方法 482
17.2 海洋鳥類 484
17.3 海洋爬行動物 487
海 蛇 488
海 龜 488
17.4 魷魚類 489
17.5 魚 類 490
鯊和魟 490
硬骨魚的經濟魚種 491
深水硬骨魚種類 493
17.6 實際應用:漁業 495
鳀 魚 496
金槍魚 496
鮭 魚 497
大西洋鱈魚 498
鯊 魚 499
魚類養殖 499
第 18 章 底棲生物:海底的居民 505
18.1 海藻和植物 505
底棲海藻的一般特點 505
海藻的種類 506
海洋植物群落 507
18.2 動 物 509
基巖海岸動物 509
潮 池 516
松軟底質區域的動物 516
深海海底的動物 519
海洋污損生物和海洋鉆孔生物 520
18.3 高能環境 520
18.4 珊瑚礁 521
熱帶珊瑚 521
熱帶珊瑚礁 521
珊瑚白化 525
捕食和疾病 525
人類活動 526
深海珊瑚 526
18.5 深海化能合成生物群落 526
熱 泉 526
冷 泉 528
18.6 底棲生物采樣 528
18.7 實際應用:捕撈底棲生物 529
動 物 529
藻 類 530
生物醫藥產品 532
附 錄 537
詞匯表 541
資料來源 563
出版后記 567
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認識海洋:插圖第10版 節選
第1章 海洋學的歷史
海洋學是一個包含多學科的寬廣領域,其下所有學科的共同目標是認識海洋。在擴展我們對海洋的認知方面,地質學、地理學、地球物理學、物理學、化學、地球化學、數學、氣象學、植物學和動物學都扮演著重要角色。由于極具學科交叉性,當今海洋學通常分為以下幾個分支。
地質海洋學(Geological Oceanography)研究海洋的邊界和底部,以及洋盆的形成過程。物理海洋學(Physical Oceanography)研究海水運動(例如波浪、海流、潮汐等)的特征和動力成因,以及它們對海洋環境的影響;物理海洋學還研究海水中的能量傳播,例如聲、光、熱等。海洋氣象學(Marine Meteorology)通常包含在物理海洋學范疇內,主要研究熱量傳遞、水循環、海氣相互作用等。化學海洋學(Chemical Oceanography)研究海水的成分和歷史、演變過程以及成分間的相互作用。生物海洋學(Biological Oceanography)研究海洋生物及其與海洋環境的關系。海洋工程(Ocean Engineering)則是設計和規劃海上設備與裝置的學科。
一直以來,科學家通過收集觀察和實驗得到的數據來探索自然界的過去和現在。數據就是科學家用于科學研究的“證據”。科學數據必須具備可重復性,并且包含誤差分析。一個無法重復,或者沒有誤差估計的觀測數據,不能稱為科學數據。彼此工作獨立的科學家們,在重復實驗觀測的過程中,在誤差允許范圍內,應當獲得與根據原始數據所得相接近的結果。
科學假說(hypothesis)是在已確定的物理或化學原理基礎上對數據進行的初步解釋。如果數據是量化的(可以用數的形式表達),科學假說通常可用數學公式表達。能夠被接受的科學假說,必須可以進行重復試驗和證偽(證明某個事物不是真的)。經過多次測試并且與觀測事實相吻合的科學假說可以正式被認為是可行的假說,并且將來有可能被更完善的假說所取代。
如果一個科學假說能夠不斷地被重復的實驗結果和不同的實驗支持,那么該假說就可以上升為理論(theory)。科學理論的價值在于,它能夠預測此前還沒有被人們意識到的某種現象或者關系的存在。普通人通常將“理論”理解為“推論”。與普通人相比,科學家對“理論”定義更為嚴格。“理論”不是推論,而是對重復的實驗結果之間的關系進行可驗證的、精準可靠的闡述。
在一個固定觀測地點,以小時為單位測量得到的海平面高度數據,是一組科學數據或者科學事實。假說“潮汐力作用導致海平面高度變化”可用來初步解釋這些數據,隨后該假說可以被表述為精確的數學公式;如果在海洋其他區域的重復測量數據可以持續地用該假說精確解釋,那么該假說可以上升為潮汐理論(將在第11章進一步討論)。
即使有時候假說被提升到了理論的地位,科學探索的腳步也不會停止。科學家不會輕易地拋棄已被廣泛接受的理論,人們解釋新的發現時,首先會套用已經存在的理論。只有在經過重復實驗之后,已有理論不能解釋新的數據結果時,科學家才會質疑已有理論并試圖做出修改。
海洋研究受到學術和社會力量的推動,也有賴于我們對海洋資源、貿易、商業、國家安全的需求。起初,海洋學是非正式學科,發展進程緩慢。到了19世紀中期,海洋學發展成一門現代科學,并在該世紀*后幾十年內呈爆炸式成長。探索海洋的過程并不是一帆風順的,我們經常需要變換方向。國家的利益和需求以及科學家的學術好奇心決定著我們研究海洋的方式、方法和領域。為了獲知現代人類對海洋的認識程度,我們需要先從了解歷史上激勵人們探索海洋的一些事件和動機開始。
1.1??早期的海洋學
早在數千年前,人類就開始認識海洋,積累起點點滴滴的海洋知識,并通過口述流傳。起初,人們好奇地在海邊漫步,在淺灘涉水,在岸邊采集食物,從而產生了認識海洋的想法。跨入舊石器時代,人類發明了帶刺的長矛、魚叉和魚鉤。原始的魚鉤是系在繩子上的有兩個尖端的短棒,上面插著誘餌。新石器時代之初,聰明的人類祖先發明了骨質魚鉤和漁網。公元前5000年,人類開始使用銅魚鉤。
人類向海洋方向遷移并在沿海定居,首先是為了利用海洋中的食物資源。在古代人類海岸居住遺址中,先民們留下的成堆的貝類和魚骨等廢棄物遺骸,被稱為“貝冢”。這表明人類早期祖先使用木筏或某種類型的船進行過近海的漁業活動。一些科學家認為,由于海平面上升,許多史前古器物已經丟失或被沖散,目前發現的貝冢可能只留給我們關于古代海岸定居點的*低程度的認知。古代神殿的壁畫中已經出現了漁網;古代埃及第五王朝法老蒂(Ti)(約5 000年前)的墳墓內畫有劇毒的河豚,旁邊有象形文字描述其危害。公元前1200年或更早的時候,波斯灣就有了魚干交易;在地中海地區,古希臘人捕撈、保存海魚并進行交易;腓尼基人則建立了漁業定居點,例如“漁民小鎮”西頓,后來發展成為重要的貿易港口。
認識海洋:插圖第10版 作者簡介
基斯·A. 斯韋德魯普(Keith A. Sverdrup),擔任威斯康星大學密爾沃基分校地球物理學教授,講授海洋學課程25年,并從事地質構造和地震學的研究工作,曾獲得該校的本科教學獎。基斯在明尼蘇達大學獲得地球物理學學士學位,之后在斯克里普斯海洋研究所研究太平洋盆地地震構造,并獲得地球科學博士學位。
基斯一直積極參與美國地球物理協會(AGU)、美國物理研究所(AIP)和美國地質學會(GSA)的教育計劃,加入美國地球物理聯合會教育和人力資源委員會12年,其中有4年擔任該委員會主席。此外,他還在美國地球物理協會的卓越地球物理教育獎委員會、《地球與太空》的編輯顧問委員會及沙利文獎委員會的最佳科學報道評選均擔任職務。基斯曾是美國物理研究所物理教育委員會成員,他也是美國地球物理聯合會、美國湖沼海洋學會、海洋學會、美國地質學會、國家地質教師協會、國家科學教師協會以及美國Sigma Xi科學研究學會成員。2005—2007年,基斯任職于美國國家科學基金會事業部本科教育分部。
E.弗吉尼亞·安布拉斯特(E. Virginia Armbrust),現任華盛頓大學海洋學院教授,從事海洋浮游植物的教學及研究工作。她在斯坦福大學獲得人類生物學學士學位,在麻省理工學院和伍茲霍爾海洋研究所獲得生物海洋學博士學位。安布拉斯特博士主要研究海洋浮游植物的生物多樣性、生理和生態,探究這些微生物對棲息地變化的應變特征。她在一個國際科研項目中擔任首席科學家,該項目致力于確定海洋硅藻的全部DNA序列,以便更好地了解這些有機體的各種生物功能。她還擔任西北太平洋人類健康和海洋研究中心聯合主任,積極探索海洋過程和人類健康之間的聯系。安布拉斯特博士還是海洋與漁業科學學院環境基因中心負責人,以及戈登-貝蒂·穆爾基金會海洋微生物研究項目的成員。
安布拉斯特博士從事多年本科和研究生的教學工作,兩次獲得學院研究生教學優秀獎,曾指導過30名本科生進行實驗研究,是40位研究生的導師委員會成員。在擔任“攜手科學”(Partners in Science)項目導師期間,她在自己的實驗室中為許多高中教師提供了暑期進修指導。
魏友云,中國地質大學英語系畢業,從事英語翻譯工作十余年。
胡松,上海海洋大學海洋科學學院副院長,主要從事大氣和海洋動力學及數值模式研究。