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绪论1

第1章 地球6

1.1大洋和海7

1.2大洋尺寸8

1.3海底特征8

1.4水准面9

第2章 大气层11

2.1宇宙中的地球11

2.2大气风系13

2.2.1大气环流14

2.2.2低纬度环流15

2.2.3极地环流15

2.2.4中纬度环流16

2.3行星边界层17

2.4风速的测量17

第3章 海洋热量收支19

3.1海洋热量收支19

3.3.1太阳入射能Q SW19

3.3.2海水的红外辐射Q LW19

3.3.3感热Q S19

3.3.4潜热Q L20

3.3.5对流热量Q V20

3.2热量收支方程中各项的地理分布21

3.3子午向热量输运22

3.3.1大气层顶部的热量收支22

3.3.2海洋热量输运23

3.4子午向淡水输运24

3.5太阳常数变化25

第4章 海水的温度、盐度和密度27

4.1盐度的定义27

4.1.1简单定义27

4.1.2稍完整的定义27

4.1.3以氯度为基础的盐度定义28

4.1.4盐度的电导率定义28

4.1.5 1978实用盐标28

4.1.6评论29

4.2温度的定义29

4.3海表温度和盐度的分布30

4.4海洋混合层和温跃层32

4.5密度、位温和位密度34

4.5.1密度和σ t34

4.5.2位温θ35

4.5.3位密度36

4.5.4海水状态方程36

4.5.5温度、盐度和密度的精度36

4.6温度测量37

4.6.1水银温度计37

4.6.2高精度辐射计38

4.7电导率测量39

4.8压力测量39

4.9温度、盐度和深度测量39

4.10混合层厚度的测量40

4.11海洋中的光学现象41

4.12海冰43

4.12.1海水的结冰过程43

4.12.2海冰的性质44

4.12.3海冰对海况的影响44

4.12.4海冰的分布45

第5章 海水基本运动方程47

5.1海洋动力过程中的主要作用力48

5.2坐标系49

5.3海水运动形式49

5.4盐量和质量守恒52

5.5质点导数（D/Dt）53

5.6连续方程54

5.7盐扩散方程55

5.8传热方程57

5.9海水状态方程58

5.10动量方程59

5.11运动方程求解62

5.12罗斯贝数63

第6章 湍流、混合和不稳定66

6.1湍流67

6.2主要时均方程69

6.3雷诺应力的计算71

6.4稳定性72

6.4.1静态稳定与稳定频率72

6.4.2动态稳定和理查森数74

6.4.3双扩散与盐指76

6.5海洋中的混合77

6.6垂向平均方程79

第7章 海流83

7.1惯性流83

7.2无限深海漂流和埃克曼层85

7.2.1风生大洋环流理论发展过程中的大事记85

7.2.2南森的定性论证86

7.2.3无限深海漂流的埃克曼解86

7.2.4埃克曼解的证明87

7.2.5底部埃克曼层90

7.2.6埃克曼假定的检验90

7.2.7近海表处流动的观测91

7.2.8埃克曼质量输运92

7.3有限深海漂流94

7.3.1方程组94

7.3.2求解95

7.3.3求流速u和v的表达式96

7.3.4求海面的复速度W097

7.3.5表层流的偏角α0的计算97

7.3.6变换回原坐标系98

7.3.7漂流引起的体积输运98

7.4兰缪尔环流99

7.5地转流101

7.5.1水静力平衡101

7.5.2地转方程组102

7.5.3垂向速度估计103

7.5.4用海面高度计算海面地转流104

7.5.5用水文方法测量地转流108

7.5.6正压流和斜压流111

7.5.7对地转流的评论111

7.5.8海流拉格朗日法测量法113

7.5.9欧拉法测海流115

7.5.10声海流计115

7.5.11底流118

7.6潮余流121

7.6.1潮余流的产生机制121

7.6.2潮余流的欧拉与拉格朗日表示方法122

第8章 大洋环流124

8.1斯维尔德鲁普太平洋东部风生环流理论126

8.1.1斯维尔德鲁普输运和斯维尔德鲁普平衡126

8.1.2斯维尔德鲁普解的评论130

8.1.3流函数131

8.2施托梅尔风生大洋环流的西边界强化理论131

8.3蒙克的大洋风生环流黏性理论133

8.3.1方程组133

8.3.2求解133

8.3.3作图134

8.3.4评论134

8.4海洋中的涡度135

8.4.1涡度的定义135

8.4.2涡度守恒138

8.4.3涡度和埃克曼抽吸140

8.5深海环流142

8.5.1深海环流的重要性143

8.5.2深海环流理论147

8.5.3深海环流的观察和水团150

8.5.4德雷克海峡152

8.5.5南极绕极流153

8.5.6大西洋平均环流154

8.6中国近海海流特征155

8.6.1东部中国海域的海流155

8.6.2南海环流162

第9章 海浪165

9.1海浪理论165

9.1.1无旋波动的基本方程166

9.1.2速度势表示的基本方程和边界条件167

9.2表面二维线性波动168

9.2.1基本方程和边界条件168

9.2.2求解169

9.2.3水深对线性波动的影响172

9.3线性波动的合成174

9.3.1驻波174

9.3.2群速176

9.3.3有效波高178

9.4非线性波178

9.5斯托克斯波179

9.5.1导出斯托克斯波的前提条件179

9.5.2动力学方程和边界条件179

9.5.3斯托克斯波的研究思路179

9.5.4斯托克斯波求解179

9.5.5三阶斯托克斯波的性质181

9.6盖尔斯特涅尔摆线波182

9.6.1质点的轨迹与波的压力分布182

9.6.2摆线波的性质184

9.7浅水中的重力波186

9.7.1浅水运动的基本方程186

9.7.2等深水域中的重力长波188

9.8考特威-德佛里斯方程和孤立波190

9.8.1考特威-德佛里斯方程190

9.8.2孤立波191

9.9椭圆余弦波192

9.10海浪与海浪谱193

9.10.1傅里叶展开194

9.10.2海表测量195

9.10.3海浪谱198

9.11海浪预报200

9.11.1我国的海浪理论和预报201

9.11.2文氏谱202

第10章 内波204

10.1内波现象204

10.2内波特征208

10.3内波的产生208

10.4内波的分类209

10.5混合型内波表达式和布伦特-韦伊塞拉（Brunt-Vaisala）频率209

第11章 赤道波动211

11.1开尔文波212

11.2开尔文波的数学表达式212

11.3罗斯贝波215

11.3.1小振幅运动215

11.3.2线性地转运动216

11.3.3纬向通道中罗斯贝波的数学表达式217

11.3.4准地转罗斯贝波218

11.4罗斯贝波的机制218

11.5赤道过程221

11.5.1赤道温跃层221

11.5.2赤道流系221

11.5.3北赤道逆流的形成机制222

11.5.4赤道潜流的形成机制223

11.6厄尔尼诺和拉尼娜现象224

11.6.1海洋对短暂风扰动的响应是厄尔尼诺发生的必要条件224

11.6.2典型西风爆发后的赤道波动224

11.6.3海洋对缓慢风应力变化的响应224

11.6.4 ENSO模型225

11.6.5厄尔尼诺理论227

11.6.6拉尼娜理论229

第12章 潮汐理论231

12.1天文名词和天球坐标系统234

12.1.1天文名词234

12.1.2赤道坐标系统与黄道坐标系统236

12.2天体引潮力236

12.2.1月球引潮力和引潮势的计算237

12.2.2太阳引潮力和引潮势的计算238

12.2.3天体引潮势的主要部分238

12.3球面三角学基本公式240

12.3.1正弦公式240

12.3.2边的余弦公式241

12.3.3角的余弦公式241

12.4太阳、月球的运动和时间241

12.4.1与太阳运动有关的时间241

12.4.2与月球运动有关的时间241

12.5平衡潮理论242

12.5.1平衡潮理论及其主要结论242

12.5.2平衡潮的分潮248

12.5.3平衡潮的展开249

12.5.4平衡潮理论的订正252

12.5.5分潮调和常数254

12.6拉普拉斯潮汐动力学理论255

12.6.1描述大尺度强迫运动潮波的动力学基本方程式256

12.7同潮图263

12.8中国东部海域及围边海域的潮汐264

12.9风暴潮简介264

附录Ⅰ267

附录Ⅱ268

参考文献269