致學(xué)生

從第一次在海邊漫步開(kāi)始，人類(lèi)就對(duì)海洋充滿(mǎn)了好奇心。隨著對(duì)海洋的了解越來(lái)越深入，人們?cè)絹?lái)越理解和感激海洋給我們生活帶來(lái)的巨大變化。海洋占據(jù)地球70%以上的面積，是無(wú)數(shù)生物賴(lài)以生存的棲息地。此外，海洋擁有富饒的自然資源，其中許多資源正在被人類(lèi)開(kāi)采。隨著技術(shù)發(fā)展和需求增長(zhǎng)，未來(lái)人們可能開(kāi)采更多的資源。海洋和大氣之間存在水汽和熱量交換，因此對(duì)于全球氣候和天氣有強(qiáng)烈的影響。海洋盆地亦是劇烈的地質(zhì)活動(dòng)地帶。例如，地震和火山活動(dòng)，延綿起伏的海嶺和深邃的海溝，都與海底板塊運(yùn)動(dòng)息息相關(guān)。

海洋內(nèi)部及海底發(fā)生的大部分過(guò)程不易直接觀(guān)測(cè)。盡管哈勃太空望遠(yuǎn)鏡能夠觀(guān)測(cè)的最大距離已經(jīng)超過(guò)1??022??km，但由于海水的強(qiáng)烈散射和光吸收作用，即使最理想的狀況下，我們也僅能直接觀(guān)測(cè)到海表面以下幾十米的深度。因此，人們對(duì)海洋的了解往往來(lái)自間接觀(guān)測(cè)。隨著技術(shù)不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，我們將繼續(xù)深入探索海洋的地質(zhì)、物理、化學(xué)和海洋生物學(xué)等知識(shí)。

海洋科學(xué)研究困難重重、充滿(mǎn)挑戰(zhàn)，一旦成功大有裨益。人們的生活與海洋聯(lián)系緊密，每一個(gè)新發(fā)現(xiàn)都可能蘊(yùn)藏著巨大價(jià)值。隨著全球人口逐漸增長(zhǎng)，對(duì)海洋的研究和理解變得越來(lái)越重要。新千年之初，在全球人口增長(zhǎng)方面，人們喜憂(yōu)參半。好消息是隨著出生率的降低，人口增長(zhǎng)的速度放緩，并有望在本世紀(jì)末達(dá)到穩(wěn)定；壞消息則是，即使達(dá)到了穩(wěn)定，總?cè)丝谝矊⒈痊F(xiàn)在的地球總?cè)丝诙喑鰩资畠|。顯然，在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，全球?qū)⒚媾R各種海洋和陸地環(huán)境問(wèn)題。應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，最明智和有效的辦法是大力增加對(duì)海洋的認(rèn)識(shí)。

毋庸置疑，培養(yǎng)海洋學(xué)家非常重要。但同樣的，其他行業(yè)的人也需要了解海洋對(duì)人類(lèi)生活的影響，以及人類(lèi)的行為如何影響海洋。通過(guò)學(xué)習(xí)海洋學(xué)使自己具全球視野，在將來(lái)，甚至可能有機(jī)會(huì)發(fā)表對(duì)海洋健康方面的想法。你可以對(duì)海洋學(xué)的興趣以及學(xué)習(xí)將有助于你在將來(lái)參與海洋相關(guān)的討論和決策。

互聯(lián)網(wǎng)也有很多類(lèi)似的網(wǎng)站擴(kuò)展你的海洋學(xué)知識(shí)。與本書(shū)配套的網(wǎng)址為www.mhhe.com/sverdrup10e，該網(wǎng)站中含各章節(jié)的主要知識(shí)點(diǎn)和練習(xí)題，方便你測(cè)試學(xué)習(xí)和掌握的程度。

致教師

本書(shū)將當(dāng)前研究的新進(jìn)展與基礎(chǔ)原理相結(jié)合，綜合多個(gè)學(xué)科介紹海洋學(xué)知識(shí)。為此，我們對(duì)第9版進(jìn)行了大量的修訂，形成了第10版。針對(duì)海洋學(xué)持續(xù)而快速的發(fā)展，我們新增了具有趣味性的材料，邀請(qǐng)了6位科學(xué)家撰寫(xiě)他們各自擅長(zhǎng)領(lǐng)域的小短文—專(zhuān)業(yè)筆記。此外，還有 1 篇短文專(zhuān)門(mén)講述海洋調(diào)查的計(jì)劃和執(zhí)行，由一位首席科學(xué)家和一位船長(zhǎng)共同完成。

考慮到讀者的背景程度多樣，在保證內(nèi)容嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐瑫r(shí)，本書(shū)盡量采用了簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)。例如，不是每個(gè)讀者都學(xué)過(guò)向量的概念，所以我們通過(guò)離心力的概念來(lái)解釋潮汐機(jī)制。

在與生物有關(guān)的章節(jié)里，我們結(jié)合生態(tài)學(xué)方法和內(nèi)容描述將生物知識(shí)與其他學(xué)科相融合。我們努力做到將海洋學(xué)的各方面知識(shí)視為一個(gè)整體，相互糅合，而不是以海洋學(xué)的名義簡(jiǎn)單地羅列各個(gè)學(xué)科的內(nèi)容。

除了掌握海洋過(guò)程和原理之外，讀者還應(yīng)當(dāng)掌握海洋科學(xué)專(zhuān)業(yè)詞匯。因此，所有術(shù)語(yǔ)都在教材中給出定義，重要術(shù)語(yǔ)加粗表示。每章結(jié)尾及全書(shū)最后都有關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)列表。

每章結(jié)尾處的小結(jié)可以幫助讀者快速?gòu)?fù)習(xí)重要概念。部分章末附有計(jì)算題，所有章末尾都附思考題。思考題不僅可以用于復(fù)習(xí)，也可以幫助讀者更深入地思考每章的知識(shí)內(nèi)容。

這本書(shū)可以設(shè)計(jì)為半個(gè)學(xué)期或一個(gè)學(xué)期教學(xué)使用。由于每個(gè)教師的經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)背景不同，可以根據(jù)情況強(qiáng)化或略去某些內(nèi)容的講解。我們努力使每個(gè)章節(jié)內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，并鼓勵(lì)教師按照合適的教學(xué)方法來(lái)自主地安排講課的內(nèi)容和次序。交叉引用表明該知識(shí)點(diǎn)在多個(gè)章節(jié)會(huì)涉及。對(duì)于希望提高數(shù)學(xué)要求的教師，可以參考本書(shū)的附錄。

第 10 版修訂內(nèi)容

在這一版中我們?cè)诿空麻_(kāi)頭都引入了學(xué)習(xí)目標(biāo)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，這些學(xué)習(xí)目標(biāo)可以引導(dǎo)教師和學(xué)生。 第1章增加了托馬斯·赫胥黎的歷史信息，以及他將�？藸栐�腸蟲(chóng)（Bathybius haeckellii）認(rèn)定為深海原始生命起源的故事，更新了“Argo 計(jì)劃”內(nèi)容；第3章更新了“專(zhuān)業(yè)筆記：探索海洋的新方法”；第4章對(duì)一些圖進(jìn)行了處理，使之更為清晰；第5章修訂了海水光衰減的討論部分，使用新圖片來(lái)展示開(kāi)闊海域海水和近海海水光衰減系數(shù)的差異，更新了南極冰山內(nèi)容；第7章增加了對(duì)厄爾尼諾的關(guān)注，對(duì)卡特里娜颶風(fēng)的討論，以及新內(nèi)容“專(zhuān)業(yè)筆記：海洋和氣候變化”；第8章對(duì)海洋熱能轉(zhuǎn)換進(jìn)行討論；第9章增加了海流輸運(yùn)體積的相關(guān)內(nèi)容；第10章更新了有關(guān)浮標(biāo)“DART 計(jì)劃”的內(nèi)容，擴(kuò)充了對(duì)海洋內(nèi)波的相關(guān)討論；第12章更新了國(guó)家海洋保護(hù)區(qū)和海平面上升的相關(guān)內(nèi)容；第13章對(duì)海洋污染、墨西哥缺氧區(qū)以及溢油等進(jìn)行了大幅度更新；第15章更新了圖片和營(yíng)養(yǎng)級(jí)輸運(yùn)的概念；第16章添加了新圖片，更好地表現(xiàn)了微生物食物網(wǎng)的復(fù)雜性；第17章更新了“實(shí)際應(yīng)用”部分，并更新了過(guò)去幾十年世界漁獲量的信息；第16—18章修訂后，更好地闡釋了食物網(wǎng)“上行控制”和 “下行控制”的概念。