【潮汐】海水受引潮力作用而產生的海洋水體的長周期波動現象。它在鉛直方向表現為潮位升降,在水平方向表現為潮流漲落。引潮力係指月球、太陽或其他天體對地球上單位質量物體的引力與地心單位質量物體的引力之差。任意天體對地球某處的引潮力的大小,與天體的質量成正比,與地心至天體中心的距離的三次方成反正,尚與天體至該處的天頂距有關(天頂距愈接近90°,引潮力愈小)。因此,地球上引潮力的大小和方向均因時因地而異。由月球的引潮力引起的潮汐,稱為太陰潮;由太陽引潮力(僅為月球引潮力的46%)引起的潮汐,稱為太陽潮;二者均屬天文潮。引潮力不僅產生了海洋潮汐,而且引起固體地球潮汐(地潮)和大氣潮汐(氣潮)。對海洋來說,地潮在海潮之下,氣潮在海潮之上,二者均對海潮產生影響。潮汐現象可看作由許多周期不同且振幅各異的分潮所組成。在這些分潮中,以太陰半日分潮、太陽半日分潮、太陰太陽合成日分潮和太陰日分潮為最重要。潮汐分為(1)半日潮(在一個太陰日,即在24小時25分中有兩次高潮和兩次低潮);(2)混合的不正規半日潮(在一個太陰日中雖有兩次高潮或低潮的潮高不等,漲潮時和落潮時亦不等);(3)混合的不正規全日潮(在半個月內的大多數時間為不正規半日潮,少數幾天在太陰日內會出現一次高潮和一次低潮的全日潮現象);(4)全日潮(在每半個月中有連續7天以上的天數在一個太陰日出現一次高潮和一次低潮,而少數幾天潮差較小,且呈現出半日潮現象)4種類型。潮汐的升降和漲落,與人類的多種活動有密切關係,如船隻活動、沿海地區各項建設、大地測量、環境保護和軍事活動等都必須掌握潮汐變化規律。此外,利用潮汐發電也是能源開發的一個重要方麵。
【湧潮】又稱暴漲潮或怒潮。發生在某些喇叭形(漏鬥狀)河口區的潮水暴漲現象。在上述河口區,由於地形的影響,當漲潮時它猶如一堵水牆,排山倒海而來,壯觀異常。如錢塘江湧潮係太平洋潮波經東海傳入杭州灣,而杭州灣又連接錢塘江口,呈典型的漏鬥形狀,水域變淺變窄。潮波在此處與河水相遇,波麵受到較大阻力,使潮波波峰前沿出現破碎現象;又遇水下沙壩,潮流繼續向河口推進,並在尖山和寧波之間發生潮波的折射、反射和交彙,有時能激起10餘米高的水柱。破碎的潮峰呈現出滾滾白浪,高1-2米,並以4-6米/秒的速度傳播,曆史上最大潮差曾達8.93米。世界上的湧潮至少有15處以上。例如,南美洲的亞馬孫河,湧潮可高達5米,流速約6米/秒;法國塞納河口,湧潮高達4-6米。
【潮流】海水水體受月、日引潮力作用而發生的周期性水平運動。漲潮和落潮過程中水體的水平運動分別稱為漲潮流和落潮流。潮波運動過程表現為潮流變化和潮位變化。一般而言,潮流變化對應於潮位變化,即多數地方的潮位為半日潮(或全日潮流),但在個別地方二者的變化並非對應。潮流運動,按其形式為旋轉潮流和往複潮流;按其周期又可分為半日潮流和全日潮流等。在大洋和外海中的潮流,不僅流速有變化,其流向亦沿一定方向不斷旋轉,稱為旋轉潮流;在海峽,海灣口和河口中的潮流,因受兩岸及海底地形的影響而做往複運動,稱為往複潮流。當漲、落潮流相互轉換時,往複潮流的水體在短時間內幾乎不動,稱為憩流。
【潮流界和潮區界】潮波在河口地區傳播過程中,因受河水徑流頂托和河床阻力的影響,能量逐漸耗損,漲潮時流速愈來愈慢,潮差愈來愈小。在漲潮流消失的地方,稱為潮流界。在潮流界以上,河水受潮水頂托,潮波仍可影響一定距離。在潮差為零的地方,稱為潮區界。從河口的口門到潮區界之間的河段,稱為感潮河段。沿此河段高潮麵和低潮麵之間的河床容積,稱為潮棱體。潮區界和潮流界的位置,隨徑流和潮流勢力的消長而變動。例如,長江在枯水期的潮區界,可達距口門640千米的安徽大通,而在洪水期則僅達蕪湖附近;潮流界在枯水期可達鎮江,而在洪水期則僅達江陰附近。潮區界距口門的遠近,取決於潮差的大小、徑流的強弱和河口的幾何形態等的不同組合。例如,南美洲亞馬孫河口的潮波,可上溯1400餘千米;中國黃河口的潮波,僅上溯20-30千米。
【風暴潮】又稱風暴增水、氣象海嘯或風暴海嘯。由熱帶風暴、台風或颶風、溫帶氣旋或寒潮過境所引起的海麵異常升高或降低現象。風暴潮達到淺水海域時則猛烈增長,一般可高達數米。當風暴潮與天文潮相疊加時則會導致海水漫溢,甚至泛濫成災,往往造成工業、農業、漁業、鹽業、交通運輸、港灣建築和人民生命財產的重大損失。風暴潮一般分為溫帶風暴潮(由溫帶氣旋引起)和熱帶風潮(由熱帶風暴引起)。前者多發生在春秋季節,其潮位變化穩定且持續;後者多發生在夏秋季節,其水位變化急劇。風暴潮是沿海地區的一種嚴重的自然災害。在世界範圍內,風暴潮災害最嚴重的地區是印度洋的孟加拉灣沿岸,其次是中國再次是美國,西歐和日本。
【海平麵變化】全球海平麵的升降變化。它是海水本身的水量變化、冰川消長、地殼變遷及地球形變等的一種綜合反映,也是全球為化的一個重要側麵。海水無時不在運動,海麵平麵也在不停地變化。海平麵變化有短時的,也有長期的。前者主要是受波浪、潮汐、氣壓、水溫、鹽度、風暴、海嘯等影響造成的海平麵的日變化,季節變化、年變化和實發生性變化,其升降幅度小,而且往往是局部的;後者主要是受冰川消長、地殼升降、大地水準麵、水壓均衡作用和地球演變均衡作用等影響造成的地史時期的海平麵變化,其升降幅度大,而且是大範圍的,甚至是全球性的。研究海平麵變化不僅具有理論意義,而且具有現實意義,近百年來全球海平麵上升問題已引起世界各國政府和科學家的廣泛關注。目前一般認為引起海平麵上升的原因主要有二:(1)極地冰蓋和高山冰川融化使海洋增加了額外的水體;(2)由於海水增溫使海水體積膨脹。
【躍層】亦稱“飛躍層”。海水中某些可量度的環境特征在鉛直方向發生明顯差異的水層(即不連續麵)躍層的存在表明其上、下層海水性質。主要有溫度躍層、鹽變躍層和密度躍層三種。溫度躍層通常是其他各種躍層的光驅,而且它與水產捕撈、潛艇探測、水下通訊關係密切,因此研究得比較廣泛。鹽度躍層可導致海水密度的變化,而且也可歪曲海水中聲波能量傳播的路線。強大的密度躍層能形成所謂“液體海底”,對潛艇活動影響很大。海水密度的劇烈變化可使聲波發生折射,從而形成探潛聲呐的“盲區”,便於潛艇隱蔽活動。
【海嘯】又稱地震海嘯。由海底地震、火山爆發、海底塌陷及滑坡所激起的巨浪。破壞性的地震海嘯,僅在地震構造運動出現垂直運動,震源深度小於20-50千米、裏氏震級大於6.5的條件才能產生。深水中的海嘯波長可達180千米,波速每小時達900餘千米,其典型波高僅0.6米。當海嘯到達淺水區並在岸邊破壞時,則比任何海浪都高。世界上有記載的由大地震引起的海嘯,80%以上發生在太平洋地區。海嘯主要分布在日本太平洋沿岸,太平洋的西部、南部和西南部,夏威夷群島、中南美和北美。受海嘯災害最重的是日本、智利、秘魯、夏威夷群島和阿留申群島沿岸。中國是一個多震害國家,但海嘯卻不多見。海嘯給沿海地區的人、畜、樹木、房屋建築、港灣設施、船舶和海上建築物等造成的嚴重災害,往往大於地震災害。
【水團】海洋中形成於同一源地、形成機製相近,物理、化學、生物特征以及運動狀況基本相同,並與周圍海水存在明顯差異的宏大水體。水團多是在一定時間內,在海洋表麵獲得其初始特征(主要取決於水團源地的地理緯度、氣候條件、海陸分布及該海域環流特征)後,因混合或下沉、擴散而逐漸形成的。此後,水團特征因外界環境的改變而變化,終因動力或熱力效應而離開表層,下沉到與其密度相當的水層。通過擴散及與周圍海水不斷混合,繼而形成表層以下的各種水團。水團的特征一般以溫度和鹽度來表示,按溫度可分為暖水團和冷水團;按理化性質在鉛直方向上的差異,又可分為表層水團、次表層水團、中層水團、深層水團和底層水團。海區的水團分析與海洋漁業、海洋汙染、海洋資源開發及國防建設等均有密切關係。
【大洋聲道】聲波在大洋水下某個相當厚的水層中傳播時,能量損失很小,傳播距離甚至可超過通常傳播距離的數百倍,這樣的水層稱為大洋聲道。由於大洋中各層海水的溫度、鹽度和靜壓力不同,聲波在各層海水中的傳播速度也不同。聲波在大洋聲道中傳播的速度最小,由此水層發射出的聲線,由於折射效應,使聲線總是向著聲速小的方向彎曲,從而使聲線保持在上、下兩個聲速相等的層麵之間傳播,其聲強大、傳播距離遠。例如1千克TNT炸藥的爆炸聲,可在聲道中傳播達1萬千米以上。人們利用這種現象,建立海洋中的水聲係統,並借以進行水下通信,接受遇險船隻的求救信號,記錄海底地震、火山爆發的時間和地點,軍事上則用以建立海上警戒、反潛、防潛作戰係統等。低頻聲波在聲道中能傳播到很遠的地方。
【海發光】又稱海火。由海水中動物和植物發射的可見光。這種可見光所發的熱量非常小,故常稱為冷光。海洋中能發光的種類繁多,有浮遊生物、底棲生物和浮遊動物。它們由於某一共同原因的激發或數十億生物互相刺激而同時發光,能照亮海麵數千米。這種海發光現象是由數千種海洋生物(主要是海洋動物)造成的,它常發生在溫暖的海洋各個海域和深度中,特別是在溫暖季節。海洋生物的發光類型包括:(1)細胞內發光,多見於細菌、單細胞生物和低等無脊椎動物;(2)細胞外發光,有水母、介形甲殼類和較高等無脊椎運動。機械的碰撞、溫度、電流和化學刺激等都能引起海洋生物發光。刺激愈強,亮度愈大,發光持續的時間也愈長(細菌除外)。海發光現象常被漁民用來探測和捕撈各種魚類。
【海洋地質構造】研究海洋地殼結構、構造形象、空間分布、形成原因及演變曆史。海洋地殼主要由基性,超基性岩構成,比陸殼薄而致密年輕,缺失陸殼特有的花崗岩層,洋殼一般不超過2億年。海洋地殼具有3層結構,上層為沉積層,中層為玄武岩和岩牆,下層是輝長岩、角閃岩等。洋殼一般厚5-10千米,但厚度變化較大。在洋中脊軸部地殼厚僅2-6千米,由於缺失沉積層而玄武岩常出露海底;在無震海嶺或海底高地,地殼厚達20千米或更大。大陸邊緣是大洋地殼和大陸地殼之間的過渡區,有的海台殘存有花崗岩質陸殼。海底主要構造單元是大洋板塊和板塊邊緣。大洋盆地是大洋板塊的主體,那裏起伏的玄武岩基底被沉積蓋層幾乎連續填充和披蓋,沉積層產狀多水平,一般無形變痕跡,褶皺斷層十分少見。洋盆中的海嶺幾乎沒有地震活動,海山多屬火山成因。火山活動僅局限於個別地區,洋底岩石圈沿軟流層頂麵作整體位移,構造活動相當微弱。板塊邊緣是兩個板塊之間的接觸帶,板塊邊緣是構造活動帶,按照板塊的相對運動狀態,板塊邊緣有三種類型,即以板塊俯衝消亡為特點的彙聚型板塊邊緣,以海底擴張、洋底增生為特點的分離型板塊邊緣和以水平錯動為特點的轉換性板塊邊緣。彙聚型板塊邊界表現為海溝和活動造山帶,分離型板塊邊界見於大洋中脊軸部和裂穀帶,轉換型板塊邊界可連接洋脊與海溝、洋脊與洋脊、海溝與海溝。大洋構造的演化曆史一般多用海底擴張和板塊構造模式來解釋。板塊構造學說認為,洋殼形成於大洋中脊軸部,向兩側運移,經過深洋盆,最後在海溝處向下俯衝並消亡於地幔之中。大洋中脊原始的地幔物質部分熔融,分異出海洋地殼前述三層結構中的下層輝長岩、角閃岩;部分岩漿上升,噴出地表,冷凝成中層玄武岩和岩牆,海底在擴張過程中逐漸接受沉積物形成上層沉積層。
【島弧與海溝】島弧指大陸邊緣的弧形島嶼鏈。主要分布在西太平洋邊緣,是分隔大洋盆地和邊緣海盆地的構造地貌單元。島弧多以島嶼形式出現,大多呈弧形(如琉球群島),但少數不是弧形(如俾斯麥島弧和所羅門島弧)。島弧係有時與半島相連,如千島群島和堪察加半島相連。島弧主要由火山岩和深成岩組成,現代島弧有強烈地震和火山活動。按其地貌特征,島弧可分為單弧型、雙弧型和多弧型;按成因可分為原生島弧和次生島弧;按地理位置可分為陸緣弧和洋內弧。海溝指比相鄰海底深2000米以上、兩坡較陡的狹長深海窪地。海溝多分布於大陸邊緣,主要集中於環太平洋地帶。多數海溝位於島弧向洋一側,少數在陸側邊緣海盆地中(如南海東緣馬尼拉海溝、珊湖海中新赫布裏底海溝)。海溝是海洋向大陸地殼的過渡地帶,有強烈的地震活動,主要屬淺源地震帶。海溝一般長500-4500千米,寬40-120千米,水深達6000米以上,已知最大的深度11034米。海溝平均坡度為5-7°,而兩側坡度多不對稱,洋側一般為3-8°,陸側一般大於10°,如湯加海溝有的陡達45°。海溝中沉積物厚度大多不超過1千米。關於海溝的定義仍存在不同見解,若將水深超過600米作為劃定海溝與海槽的指標,則大洋中部許多深長窪地將列為海溝,但它們在構造及成因上與大陸邊緣海溝迥然不同。在某些情況下海溝和海槽並無嚴格界限,如凱曼海溝稱凱曼海槽、班達海溝稱韋伯海槽,它們的水深均超過7000米。近年來,不少學者傾向於將海溝一詞限於與島弧伴生的邊緣海溝。板塊的造學說認為,大洋岩石圈隨著地幔對流從大洋中脊產生擴張,當大洋板塊潛沒於陸側板塊之下時,摩擦作用使地幔物質增溫發生岩溶,岩漿上升形成火山,構成島弧;靠近大洋一側,由於大洋板塊俯衝拖曳下潛,形成深海溝;弧後地區由於次生擴張而形成弧後盆地。