1.课程名称：海洋技术基础前沿2(基)

2.课程号：0321412

3.主讲教师：赵栋梁

4.【课程简介】

作为占地表面积71%且连成一体的世界大洋，发生着从厘米量级的湍流运动到几千公里大洋环流等各种不同尺度的运动，通过海-气界面，大气和海洋之间还发生着动量、热量和物质交换过程，这些不同的运动相互影响和作用，使得海水运动非常复杂。虽然经过多年的研究，人们对很多问题依然不十分清楚，甚至对很多基本概念还存在争论。

太阳辐射为海洋提供了能量，海洋则为大气加热引起大气运动，大气运动通过海上风驱动海水运动。由于地球自转轴并不垂直于公转平面，而是倾斜23.5度，使得地球接受太阳辐射不均匀，形成明显的东西方向的高压和低压相间的气压带，由地球自转产生的科氏力效应，形成地球上的赤道东风带、中纬度西风带和极地东风，这些大型风带为世界上层风生环流提供了驱动力。热带气旋是热带海洋生成的一种低压系统，当达到发展到一定强度时被称为台风或飓风，热带气旋如何生成，生成后为何一般向西移动？

尽管海水运动非常复杂，但地转流和Ekman漂流是两种基本运动，可以用来解释上层大洋环流的生成。大气风场驱动了上层风生大洋环流，但存在西向强化现象，即与东边界流相比，西边界流流幅窄、速度快，人们从不同角度对此做出了解释。从北大西洋下沉的海水在南大洋上升到海面，贯穿三大洋，再从上层返回到北大西洋，从而构成大洋传送带，大海洋传送带的快慢和强度之间影响到气候变化，通常认为大洋传送带的减慢意味着气候变冷。在气候变暖背景下，大洋传送带该如何运行，是否会发生停滞而带来冰川时代。人们还在纠结的一个问题是，大洋深处的海水以怎样的方式上升到海面，从而完成海洋深海大循环。

近年来，发生在热带东太平洋的厄尔尼诺和拉尼娜现象受到人们广泛的关注，常常将其极端的自然灾害和气候变暖相联系，并将与之相关联的大气响应—南方涛动放在一起进行讨论。全球气候变暖是一个非常热门和有争议的话题，在此背景下，海洋会如何影响气候？气候变暖会给人类带来什么，该如何解决目前的困境？为此人类有很多的尝试，也引发了很多的讨论和争议。

作为普通的观测者，我们最常见到的是由风生成的海浪，海浪携带巨大的能量，可以长距离跨越海盆传播到海岸，对船舶航行、海上建筑物和沿岸地区会造成非常大的危害，是最常见的海上自然灾害，特别是在海滩上产生的离岸流，经常会成为海边游泳者的噩梦。然而，对于如此复杂多变的海浪，如何去描述？风如何将能量传递给海浪、海浪内部能量如何交换、波浪破碎问题如何解决、当前的海浪预报模式准确性如何、近岸的浪如何演变等一系列问题亟待解决。

针对不同专业背景的研究生，本讲座试图深入浅出地讲解上述内容。

5.【授课内容】

第1讲大尺度大气运动与台风

第2讲海水为什么会动？

第3讲闻风而动—上层风生大洋环流

第4讲千年走一回—海洋深海循环

第5讲大尺度海-气相互作用

第6讲海洋与气候变化

第7讲海洋的情绪—海浪

6.【授课教材】：PPT讲义。

7.【专家简况】

    赵栋梁，中国海洋大学教授、博士生导师、副院长、《海洋湖沼通报》主编、《水动力学研究与进展》编委、中国海洋湖沼学会科技编辑专业委员会委员。从事海浪对海-气边界层过程影响及海洋遥感方面的工作，已发表学术论文70余篇，主持和参与国家和省部级科研项目30余项，包括国家自然科学基金重大、面上项目、973、863和海洋公益性行业科研专项等。作为访问学者，曾访问日本京都大学、日本宇宙开发事业团地球观测研究中心、美国北卡罗莱纳州立大学、美国德克萨斯农工大学、法国土伦大学等。为本科生和研究生讲授“海洋学”、“海浪”、“大海洋”、“海-气边界层物理”等课程。

                                                                                                                   海洋科学学院、研究生院

                                                                                                                                                   2020年11月5日