认识海洋（全彩插图第10版）：纪录片式的海洋学系统知识权威教材

• 系统编排 全面覆盖海洋领域各分支学科，从海洋地质结构到海水的物理化学特征，从潮汐、洋流等海洋现象到细菌、哺乳生物等海洋中的居民，内容循序渐进，全景展现海洋的奥秘，打造读者对海洋的立体认知。
• 注重实用海洋与人类生活息息相关。本书9次修订再版，通过引入大量贴合生活的实例和特设介绍海洋学科学进展的专栏，贴合海洋学热点话题，各部分内容互相渗透，引领读者融会贯通地掌握海洋学知识，并能将科学原理运用到实际生活中。
• 启迪思维以人类探索海洋的历史为起点，以自然现象和科学原理为经纬，透过浩渺的视角阅览人类所赖以生存的地球系统，深度理解海洋这个人类生存与发展的重要空间。

本书系统地介绍了海洋学各分支的基本内容。全书共18章，分别从海洋学历史、海洋地质构造、海洋的物理和化学过程、海洋资源环境，以及海洋生态和生物等各个方面，采用基本原理和实际案例相结合的方式，针对海洋学持续而快速的发展，深入浅出地讲解了海洋学方方面面的知识。

本书语言严谨，内容生动，图片丰富，激发阅读者的兴趣和好奇心，可作为大学海洋学通识教材，为海洋类专业广大教师和学生提供教学参考，亦可为大众阅读者打开一扇一窥世界海洋奥秘的大门。

基斯·A. 斯韦德鲁普（Keith A. Sverdrup），担任威斯康星大学密尔沃基分校地球物理学教授，讲授海洋学课程25 年，并从事地质构造和地震学的研究工作，曾获得该校的本科教学奖。基斯在明尼苏达大学获得地球物理学学士学位，之后在斯克里普斯海洋研究所研究太平洋盆地地震构造，并获得地球科学博士学位。

基斯一直积极参与美国地球物理协会（AGU）、美国物理研究所（AIP）和美国地质学会（GSA）的教育计划，加入美国地球物理联合会教育和人力资源委员会12年，其中有4年担任该委员会主席。此外，他还在美国地球物理协会的卓越地球物理教育奖委员会、《地球与太空》的编辑顾问委员会及沙利文奖委员会的科学报道评选均担任职务。基斯曾是美国物理研究所物理教育委员会成员，他也是美国地球物理联合会、美国湖沼海洋学会、海洋学会、美国地质学会、国家地质教师协会、国家科学教师协会以及美国Sigma Xi 科学研究学会成员。2005—2007 年，基斯任职于美国国家科学基金会事业部本科教育分部。

1. 弗吉尼亚·安布拉斯特（E. Virginia Armbrust），现任华盛顿大学海洋学院教授，从事海洋浮游植物的教学及研究工作。她在斯坦福大学获得人类生物学学士学位，在麻省理工学院和伍兹霍尔海洋研究所获得生物海洋学博士学位。安布拉斯特博士主要研究海洋浮游植物的生物多样性、生理和生态，探究这些微生物对栖息地变化的应变特征。她在一个国际科研项目中担任首席科学家，该项目致力于确定海洋硅藻的全部DNA 序列，以便更好地了解这些有机体的各种生物功能。她还担任西北太平洋人类健康和海洋研究中心联合主任，积极探索海洋过程和人类健康之间的联系。安布拉斯特博士还是海洋与渔业科学学院环境基因中心负责人，以及戈登-贝蒂·穆尔基金会海洋微生物研究项目的成员。

安布拉斯特博士从事多年本科和研究生的教学工作，两次获得学院研究生教学优秀奖，曾指导过30名本科生进行实验研究，是40位研究生的导师委员会成员。在担任“携手科学”（Partners in Science）项目导师期间，她在自己的实验室中为许多高中教师提供了暑期进修指导。

前 言

第1章 海洋学的历史

第2章 水的星球

第3章 板块构造

第4章 海底和海底沉积物

第5章 海水的物理性质

第6章 海水的化学性质

第7章 大气结构与运动

第8章 环流与海洋结构

第9章 表层海流

第10章 波 浪

第11章 潮 汐

第12章 海岸、海滩和河口

第13章 环境问题与关注

第14章 生机盎然的海洋

第15章 生产与生命

第16章 浮游生物：海洋中的漂流者

第17章 游泳生物：海洋中的自由游泳者

第18章 底栖生物：海底的居民

附  录 459

词汇表 463

资料来源 481

出版后记 485

致学生

从次在海边漫步开始，人类就对海洋充满了好奇心。随着对海洋的了解越来越深入，人们越来越理解和感激海洋给我们生活带来的巨大变化。海洋占据地球70%以上的面积，是无数生物赖以生存的栖息地。此外，海洋拥有富饶的自然资源，其中许多资源正在被人类开采。随着技术发展和需求增长，未来人们可能开采更多的资源。海洋和大气之间存在水汽和热量交换，因此对于全球气候和天气有强烈的影响。海洋盆地亦是剧烈的地质活动地带。例如，地震和火山活动，延绵起伏的海岭和深邃的海沟，都与海底板块运动息息相关。

海洋内部及海底发生的大部分过程不易直接观测。尽管哈勃太空望远镜能够观测的距离已经超过1?022?km，但由于海水的强烈散射和光吸收作用，即使理想的状况下，我们也仅能直接观测到海表面以下几十米的深度。因此，人们对海洋的了解往往来自间接观测。随着技术不断改进和创新，我们将继续深入探索海洋的地质、物理、化学和海洋生物学等知识。

海洋科学研究困难重重、充满挑战，一旦成功大有裨益。人们的生活与海洋联系紧密，每一个新发现都可能蕴藏着巨大价值。随着全球人口逐渐增长，对海洋的研究和理解变得越来越重要。新千年之初，在全球人口增长方面，人们喜忧参半。好消息是随着出生率的降低，人口增长的速度放缓，并有望在本世纪末达到稳定；坏消息则是，即使达到了稳定，总人口也将比现在的地球总人口多出几十亿。显然，在可以预见的未来，全球将面临各种海洋和陆地环境问题。应对这些挑战，明智和有效的办法是大力增加对海洋的认识。

毋庸置疑，培养海洋学家非常重要。但同样的，其他行业的人也需要了解海洋对人类生活的影响，以及人类的行为如何影响海洋。通过学习海洋学使自己具全球视野，在将来，甚至可能有机会发表对海洋健康方面的想法。你可以对海洋学的兴趣以及学习将有助于你在将来参与海洋相关的讨论和决策。

互联网也有很多类似的网站扩展你的海洋学知识。与本书配套的网址为www.mhhe.com/sverdrup10e，该网站中含各章节的主要知识点和练习题，方便你测试学习和掌握的程度。

致教师

本书将当前研究的新进展与基础原理相结合，综合多个学科介绍海洋学知识。为此，我们对第9版进行了大量的修订，形成了第10版。针对海洋学持续而快速的发展，我们新增了具有趣味性的材料，邀请了6位科学家撰写他们各自擅长领域的小短文—专业笔记。此外，还有 1 篇短文专门讲述海洋调查的计划和执行，由一位首席科学家和一位船长共同完成。

考虑到读者的背景程度多样，在保证内容严谨的同时，本书尽量采用了简单的数学。例如，不是每个读者都学过向量的概念，所以我们通过离心力的概念来解释潮汐机制。

在与生物有关的章节里，我们结合生态学方法和内容描述将生物知识与其他学科相融合。我们努力做到将海洋学的各方面知识视为一个整体，相互糅合，而不是以海洋学的名义简单地罗列各个学科的内容。

除了掌握海洋过程和原理之外，读者还应当掌握海洋科学专业词汇。因此，所有术语都在教材中给出定义，重要术语加粗表示。每章结尾及全书后都有关键术语列表。

每章结尾处的小结可以帮助读者快速复习重要概念。部分章末附有计算题，所有章末尾都附思考题。思考题不仅可以用于复习，也可以帮助读者更深入地思考每章的知识内容。

这本书可以设计为半个学期或一个学期教学使用。由于每个教师的经验和专业背景不同，可以根据情况强化或略去某些内容的讲解。我们努力使每个章节内容相对独立，并鼓励教师按照合适的教学方法来自主地安排讲课的内容和次序。交叉引用表明该知识点在多个章节会涉及。对于希望提高数学要求的教师，可以参考本书的附录。

第 10 版修订内容

在这一版中我们在每章开头都引入了学习目标，在学习过程中，这些学习目标可以引导教师和学生。 第1章增加了托马斯·赫胥黎的历史信息，以及他将海克尔原肠虫（Bathybius haeckellii）认定为深海原始生命起源的故事，更新了“Argo 计划”内容；第3章更新了“专业笔记：探索海洋的新方法”；第4章对一些图进行了处理，使之更为清晰；第5章修订了海水光衰减的讨论部分，使用新图片来展示开阔海域海水和近海海水光衰减系数的差异，更新了南极冰山内容；第7章增加了对厄尔尼诺的关注，对卡特里娜飓风的讨论，以及新内容“专业笔记：海洋和气候变化”；第8章对海洋热能转换进行讨论；第9章增加了海流输运体积的相关内容；第10章更新了有关浮标“DART 计划”的内容，扩充了对海洋内波的相关讨论；第12章更新了国家海洋保护区和海平面上升的相关内容；第13章对海洋污染、墨西哥缺氧区以及溢油等进行了大幅度更新；第15章更新了图片和营养级输运的概念；第16章添加了新图片，更好地表现了微生物食物网的复杂性；第17章更新了“实际应用”部分，并更新了过去几十年世界渔获量的信息；第16—18章修订后，更好地阐释了食物网“上行控制”和 “下行控制”的概念。