你知道大洋表层的水温是如何分布的吗？你知道如何精确测定海水密度吗？你知道声波有个无法到达的死角吗？你知道计算机在声呐系统中都有哪些应用？你见过遥控水下机器人吗？……本书以100多个小知识为你展现了海洋技术的精妙之处。

《蔚蓝海洋知识丛书》这套丛书分《海洋地理》、《物理海洋》、《海洋地质》、《海洋生物》、《极地海洋》、《海洋技术》、《海洋环境》，《海洋经济》、《海洋文化》、《海洋军事》、《海洋权益》等几册，专家们用深入浅出、通俗易懂的表述，悄然揭开海洋神秘的面纱。同过该套丛书，我们可以系统地认识海洋，从中学到大量的海洋基本知识，甚至触及到当今世界海洋科技最前沿的发展动态，了解到海洋中，特别是大洋、深海和极地还掩藏着大量亟待揭示的奥秘，从而对海洋更加充满好奇，更加迫切地需要认识和探索海洋。

本书为该套系列丛书之一。

海洋物理

 海洋技术

 深海探测与深潜技术

 海洋遥感技术与海洋导航技术

 海水的温度及其分布规律

 海水温度变化

 大洋表层水温的分布

 海水温度的垂直分布

 海洋表面的年平均温度

 海水与全球气温的相对稳定

 海水盐度与测量方法

 海洋中的盐度分布

 精确测定海水密度

 海水结冰

 海水的压力

 海水的电导率

 八海比登天还难

 海洋声学

 海水中的声速

 海洋中声速的垂直分布

 测量海水中的声速

 声音在海水中的衰减

 海洋声道

 浅水声道

 深水声道

 声波无法到达的死角——“影区”

 海底的声学特性

 海洋里的噪声

水声技术

 用声波进行水下观测

 声呐及其用途

 声呐的发明

 声呐技术的迅速发展

 奇妙的“下午效应”

 混响现象

 海豚有部灵巧的“声呐”

 常用的回声探测设备

 双频探测仪与两种不同的海水深度

 用多波束测探仪“描绘”海底地形

 侧扫声呐——海底地貌仪

 声学多普勒海流计

 水声电话

 海洋声学层析技术

 声呐的构成

 探照灯式声呐

 声呐的发射间隔

 “双耳效应”与测量精度

 声呐频率变换

 连续发射调频波的声呐

 声呐测量目标的航速和航向

 敌我认别声呐

 声呐系统对海洋生物的影响

 声呐谱线分析

 让声呐“看”得更远

 让声呐“看”得更快

 计算机在声呐系统中的应用

 岸用声呐站

 声呐发现海底石油

 水声动态定位法与钻井平台稳定

 声呐帮助钻杆重新插八海底井口

 测冰声呐

 鲸鱼集体自杀

 声呐对尾流的探测

 潜艇声呐

 主动式声呐的“克星”——吸音技术

 水下声学定位系统

 鱼探仪的发明

 接力探鱼法

海洋观测

 海洋调查船

 英国海洋科学考察船“挑战者”号

 德国海洋科学考察船“流星”号

 我国建造的第一艘海洋科学调查船

 我国的综合远洋科学考察船——”大洋一号

 我国的多功能远洋综合科学考察船

 极地科学考察船——“雪龙”号

 我国的航天测量船——“远望”号系列

 无人自动海洋观测站——海洋浮标

 “海上不倒翁”——锚泊浮标

 “随波逐流”的浮标——漂流浮标

 潜伏在水下的浮标——潜标

 全球性的海洋浮标观测计划

 直接潜水技术——高压潜水

 轻潜水

 直接潜水技术——常压潜水

 水下作业的基地——潜水器

 有人操控的潜水器——载人潜水器

 第一个到达“马里亚纳海沟”的潜水器——“的里雅斯特”号

 法国深潜器——“阿基米德”号

 水下实验室

 遥控水下机器人

 智能(自主式)水下机器人

 我国开发的代表性港水器

 测量海水温度的温度计

 测量海水盐度的盐度计

 测量海水深度的测深仪

 测量海流的海流计

 观测潮位的验潮仪

 海水都是蓝色的吗

 太阳光穿透海水的“障碍

 照在海面的太阳光哪里去了

 测量海水透明度的透明度盘

 海水的实际深度比目测到的要深

 水下电视

 海洋的“蓝绿窗口

 海洋的激光雷达

 卫星海洋的遥感技术

 传感器工作平台

 海洋遥感传感器

 水色遥感器

 测量海洋“体温”的红外海洋遥感

 测量海平面高度的卫星高度计

 微波遥感器

 渔业遥感技术

海洋工程

 海洋船舶定位技术的发展

 最古老的航海导航术——地文导航术

 最早的助航仪器——航海指南针

 近代航海导航技术

 全球卫星定位导航系统

 “GPS”全球定位系统

 我国的卫星导航系统

 海堑变通途——海底隧道

 海底通信电缆

 海底光缆通信

 世界上第一个海上机场——长崎海上机场

 世界上第一座跨海铁路大桥——濑户大桥

 鱼类“安居房”——人工渔礁

 海洋自净能力与海洋倾废

 港口工程

 重力式码头

 桩式码头

 开敞式码头

 航道工程

 海岸工程

 海洋工程

 海洋能

 “OWC”透平发电装置

海水温度的垂直分布

在海洋的不同深处，海水的温度是否相同呢？总的来说，海水的温度是随着深度的增加呈不均匀递减的。也就是说，通常表层海水的温度较高，随着深度的增加海水的温度会逐渐降低。

事实上，低纬度海域的暖水只限于薄薄的表层之内，再往下便是温度随深度的增加而迅速减小的温度跃层。在温度跃层以下，水温随深度的增加而减小的速度明显变慢。因此，可以认为海水水温是以温度跃层为界。温度跃层以上为水温较高的暖水区，温度跃层以下是水温变化很小的冷水区。

在暖水区的表面，由于风、浪、流等因素的作用，引起强烈湍流混合，从而形成了一个温度近乎均匀的混合层。混合层的厚度在不同的海域、不同的季节是有差别的。通常，在低纬度海区，混合层的厚度不超过100米，赤道附近只有50～70米。到了冬季，混合层的厚度就会加深，即使是在低纬度海区也能达到150～200米。

温度跃层受季节的影响更为明显。夏季，由于表层水温大幅度升高，可形成很强的温度跃层。冬季，由于表层降温，海水对流，混合层向下扩展，从而导致温度跃层减弱甚至消失。

海洋表面的年亚均温度

根据现有的观测资料，从1860年到1930年的70年间，海洋表面温度比1961～1990年平均低0.3-0.5℃：其中最冷的是191 O年前后，比正常年份约低0.5℃。而到20世纪90年代，比1961—1990年平均又升高了约0.2℃。因此，可以认为全球的海洋表面温度在近百年来已经上升了0.5～0.7℃。

海洋表层水温上升并不是一个孤立的现象，它是全球气候变暖的一部分。如果把陆地气温与海洋表层水温加在一起计算全球平均气温的话，近百年来全球平均温度上升了0.7-0.8℃。全球平均气温的增幅高于海洋表面温度的增幅，这表明陆地上的气温变暖更为激烈。1998年全球平均气温比1961—1990年全球平均气温升高了0.58℃，这是有观测记录以来140年中最暖的一年。20世纪90年代也是有观测资料以来最暧的10年。有人认为，这可能是近500年甚至近1000年来最暖的10年了。

20世纪以来，温室效应加剧，造成全球气候变暖。海洋作为全球气候系统的一部分，自然也就变暖了。

由于二氧化碳等温室气体在大气中能够留存的时间很长，一般在几十年到几百年之间，所以这些气体增加造成的气候变嗳的趋势几乎是不可逆转的。气候变暖不仅可能增加冰川的融化，使海平面上升，而且气候带也可能发生移动，使部分地区变干，病虫害也可能增加。

全球气候变暖是当前科学界与社会一致关注的一个重要问题。国际社会对这个问题十分重视，已经制定了相关条约以限制二氧化碳等气体的排放。

海水与呈球与温硇相对稳定

使1克物质的温度增加1℃所需要的热量，就是该物质的比热，而使1立方厘米物质的温度增加1℃所需要的热量，则是该物质的热容量。因此，比热和热容量之间的关系是：热容量=比热×密度。

实验表明，15℃时，纯水的比热为1卡／克℃，而海水的比热约为0.9卡／克℃，可见海水的比热要小于纯水的比热。要让同样质量的海水和纯水升高相同的温度，海水需要吸收的热量少一些。

海水的比热约为0.9卡／克℃，密度接近于1克／立方厘米，而空气的比热约为0.2卡／克℃，密度为0.00129克／立方厘米，海水的热容量约为空气的3100倍左右。1立方厘米海水的温度下降1℃时所放出的热量，可以使3100立方厘米的空气温度升高1℃。因此，在水温和气温的关系上，同样大小的热量从海水移向空气时气温变化很大，而从空气移向海水时水温变化则较小。可见，水温对气温的影响要比气温对水温的影响大得多。根据科学计算，单位面积上100米厚的海水温度变化0.1℃，所释放的热量，可使其上层5000米厚的大气温度上升6℃。

除液态氨以外，水是常见物质中热容量最大的。海水可以通过吸收大气中“剩余”的热量或把大量的热量源源不断地输给大气，来阻止气温的剧烈变化。正是由于地球表面的71％都为海水所覆盖，而海水的热容量又很大，所以，地球表面的温度才能保持相对稳定。可见，海洋对人类的生存和地球上的气候状况都有着十分重要的影响。

海水盐度与测量方法

海水之所以与淡水不同是因为海水中含有许多溶解盐类。目前，已知海水中含有的物质约有80余种，其中11种主要成分含量较大。不同海域的海水所含溶解盐的多少是不一样的，为了比较这种差别，人们引进了盐度的概念。

所谓海水盐度就是海水中含盐的浓度，它标志着海水含盐量的多少。通常用每千克海水中所含盐的克数来表示(克／千克)，记作“％。”。例如海水的平均盐度为35％。，在不引起误会的情况下也可以将“％。”略去，直接写成海水的平均盐度为35。海洋的平均盐度是35，它相当于在一杯清水中加入一勺盐的浓度。千万别小看这35，海洋中含盐总量足以覆盖地球表面所有的大陆，而且厚度将达到150米。

绝对盐度是指海水中溶解物质质量与海水质量的比值。因绝对盐度不能直接测量，所以，随着盐度测定方法的变化和改进，在实际应用中引入了相应的盐度定义。最初的盐度定义是指在1千克海水中，当碳酸盐全部变为氧化物、溴和碘以氯代替，所有的有机物质全部氧化之后所含固体物质的总数。其测量方法是取一定量的海水，加盐酸和氯水，蒸发至干，然后在480℃的恒温下干燥48小时，最后称出所剩余固体物质的重量。后来，科学家们又发现，通过测定海水电导率和温度就可以求得海水的盐度。经过修正后的电导率测盐法精度高，速度快，操作简便，适于海上现场观测。

……

P8-11

进入21世纪，世界上许多国家纷纷将目光投向了海洋，将海洋视作可持续发展的新空间。中国作为世界海洋大国，在实现民族复兴的伟大征程中，也必将以建设海洋强国作为重要的战略选择。

建设海洋强国，需要高精尖的海洋科技，需要繁荣的海洋经济，需要科学规范的海洋管理，需要强大的海洋军力，同时，也需要从基础做起，在全体国民中普及海洋知识，引导全民族认识海洋，重视海洋，亲近海洋，激发人们热爱、探索、开发与保护海洋的热情。做好这些基础性的工作，对于中国这样一个有着重陆轻海传统的国家，在建设海洋强国的过程中具有特别重要的意义。为此，我们邀请了四十余位活跃在我国海洋科教工作一线的专家、学者，以他们深厚的科学与人文素养为基础，结合世界海洋发展趋势和各学科领域的发展现状，精心编写了这套《蔚蓝海洋知识丛书》，以飨读者。

透过这套丛书，您将在专家们深入浅出、通俗易懂的表述中，悄然揭开海洋神秘的面纱，从《海洋地理》、《物理海洋》、《海洋地质》、《海洋生物》、《极地海洋》、《海洋技术》、《海洋环境》，到《海洋经济》、《海洋文化》、《海洋军事》、《海洋权益》，系统地认识海洋，从中学到大量的海洋基本知识，甚至触及到当今世界海洋科技最前沿的发展动态，了解到海洋中，特别是大洋、深海和极地还掩藏着大量亟待揭示的奥秘，从而对海洋更加充满好奇，更加迫切地需要认识和探索海洋。

透过这套丛书，您将清晰认识到占地球表面积70.8％的海洋对于人类意味着什么。并发现：“生命的摇篮”、“资源的宝库”、“五洲的通道”、“风雨的故乡”、“人类可持续发展的新空间”……都是海洋当之无愧的称号。而合理开发和利用海洋将是人类生存和社会可持续发展的基本条件之一，是解决全球面临的资源、人口和环境问题的重要途径。

透过这套丛书，您还将看到我国拥有辽阔的海域、优越的海洋环境和资源条件。知道我国海域内具备丰富的生物物种、巨量的石油和可燃冰储量，更有几百万公顷可进行人工养殖的浅海、滩涂水面，一百余处海湾和数百千米深水岸线，一千多处旅游娱乐景观资源，取之不尽的海水资源和潮汐、波浪、海洋温差等海洋可再生能源等待着我们的开发利用。从而对兴海强国更加充满信心和希望。

“谁控制了海洋，谁就控制了一切。”今天，中华民族的伟大复兴需要海洋，人类社会的繁衍生息离不开海洋。正是在促进民族富强和人类和谐繁荣的责任驱使之下，我们完成了本书的编撰，以进一步帮助公众、特别是广大青年朋友丰富海洋知识，增强海洋意识，树立正确的海洋观念，以期更多的优秀青年立志于投身海洋事业，为国家发展和人类进步做出贡献。

由于海洋知识领域十分广泛，涉及的学科很多，而本书篇幅有限，又要考虑尽可能适合青年读者的阅读习惯，所以在框架设计和内容取合等方面难度较大，疏漏差错之处在所难免。热诚希望专家、学者和广大读者批评指正。

国家海洋局孙志辉局长在百忙之中为本书作序；国家海洋局、海洋出版社、中国海洋大学等单位对本书的编写与出版给予了很大的支持与关心，使本书得以顺利出版。对此，我们一并表示衷心地感谢！

主编

于志刚