海洋的起源和發(fā)展更新

海洋的起源和發(fā)展更新第一頁，共九十五頁，2022年，8月28日第一節(jié)板塊構(gòu)造與海底擴(kuò)張?jiān)诖箨懫?、地幔對流、海底擴(kuò)張等學(xué)說及古地磁學(xué)、地震學(xué)研究資料的基礎(chǔ)上,英國劍橋大學(xué)的麥肯齊、R.L.帕克爾,美國普林斯頓大學(xué)的摩根、哈得遜河畔拉蒙特地質(zhì)研究所的法國人勒比雄等人在1967～1968年間提出了板塊構(gòu)造理論。勒比雄在他的文章中將地球的巖石圈劃分為歐亞、非洲、澳洲、南極洲、美洲、太平洋六大板塊,詳細(xì)討論了它們的運(yùn)動(dòng)。摩根的論文還討論了地幔物質(zhì)在洋脊熱點(diǎn)處涌出的情況。第二頁，共九十五頁，2022年，8月28日第一節(jié)板塊構(gòu)造與海底擴(kuò)張板塊構(gòu)造理論認(rèn)為地殼板塊是地幔軟流圈上的剛性塊體,板塊的邊界處是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)最活躍的地方,在這里存在著3種邊界應(yīng)力:由於兩個(gè)板塊相對運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的擠壓力（如造山帶的隆起、海溝處一個(gè)板塊俯沖到另一個(gè)下面時(shí)）；兩個(gè)板塊背離運(yùn)動(dòng)時(shí)的引張力（如東非裂谷和海底全球大裂谷的形成）；兩個(gè)板塊相互滑過時(shí)的剪切力（如轉(zhuǎn)換斷層的形成）?？傊?板塊之間的相對運(yùn)動(dòng)被視為全球地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的基本原因。這樣一個(gè)全新的地殼運(yùn)動(dòng)理論的誕生,表明了人類對腳下的大地和海底的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)規(guī)律有了超越日常經(jīng)驗(yàn)的理論認(rèn)識(shí)。在某種意義上,這是人類地球觀的一次革命,它可以同哥白尼革命相媲美。第三頁，共九十五頁，2022年，8月28日第四頁，共九十五頁，2022年，8月28日第一節(jié)板塊構(gòu)造與海底擴(kuò)張板塊運(yùn)動(dòng)學(xué)說的內(nèi)容1、巖石組成的地球表層并不是整體一塊，而是由板塊拼合而成。地球表層分成六大板塊；2、各大板塊都處于不斷運(yùn)動(dòng)中；3、板塊內(nèi)部比較穩(wěn)定，板塊與板塊交界地帶地殼比較活躍，多火山、地震。第五頁，共九十五頁，2022年，8月28日4、世界上火山、地震，也集中分布在板塊交界的地帶。2011年3月11日下午發(fā)生的地震是1900年以來全球第五強(qiáng)震，也是日本自1923年官方測定地震震級以來，震級最高的一次地震。依據(jù)美國國家航空航天局收集的資料，這次強(qiáng)震使日本本州島向東移動(dòng)大約2.4米，使地球自轉(zhuǎn)加快1.6微秒。地震還在海底造成一條長300公里、寬150公里的裂縫。由于這次地震緣于板塊間垂直運(yùn)動(dòng)而非水平運(yùn)動(dòng)，因此觸發(fā)海嘯，對日本一些海岸造成嚴(yán)重破壞，給整個(gè)太平洋沿岸帶來威脅。這次地震釋放的能量“將近美國全國一個(gè)月的能量消耗”。第六頁，共九十五頁，2022年，8月28日第一節(jié)板塊構(gòu)造與海底擴(kuò)張5、全球巖石圈劃分成六大板塊，即太平洋板塊、亞歐板塊、印度洋板塊、非洲板塊、美洲板塊和南極洲板塊、除太平洋板塊幾乎完全是海洋外，其余五大板塊既包括大塊陸地，又包括大片海洋。6、證據(jù)(1)地中海在不斷縮小亞歐板塊與非洲板塊繼續(xù)碰撞。(2)喜馬拉雅山在不斷增高亞歐板塊與印度洋板塊繼續(xù)碰撞。2011年3月11日本發(fā)生的9級大地震威力強(qiáng)大，致使日本東部向北美洲方向移動(dòng)了12英尺（約合3．6米）。

第七頁，共九十五頁，2022年，8月28日第一節(jié)板塊構(gòu)造與海底擴(kuò)張海底擴(kuò)張學(xué)說是關(guān)于海底地殼生長和運(yùn)動(dòng)擴(kuò)張的學(xué)說。認(rèn)為地幔物質(zhì)從海嶺上升向兩側(cè)緩慢流動(dòng)，產(chǎn)生新的海底地殼并促使較老的地殼向兩側(cè)擴(kuò)張，最后遇海溝俯沖到地幔里。是板塊構(gòu)造學(xué)說的基礎(chǔ)之一。很早以前的人們以為海洋就像個(gè)臉盆，兩側(cè)淺而中間深，里面裝滿了海水；隨著探測儀器的進(jìn)展，對海洋的深度能夠進(jìn)行系統(tǒng)性的測量后，才繪出較精確的海底地形圖。第八頁，共九十五頁，2022年，8月28日第一節(jié)板塊構(gòu)造與海底擴(kuò)張第九頁，共九十五頁，2022年，8月28日第十頁，共九十五頁，2022年，8月28日第十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日第十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日第十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日第十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日第十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日第一節(jié)板塊構(gòu)造與海底擴(kuò)張海底地形中最令人矚目的發(fā)現(xiàn)就是在大洋中有一道綿延的巨大山脈－－大洋中脊。大洋中脊的頂部有一道裂谷，是被張力拉裂而成，會(huì)溢出高熱巖漿。而大西洋大洋中脊的形狀恰與美洲東岸及歐非洲西岸海岸線的形狀平行，再佐以其它從海底巖石所得到的證據(jù)，海底擴(kuò)張學(xué)說于是成形。第十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日全球大洋中脊示意圖第十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日第一節(jié)板塊構(gòu)造與海底擴(kuò)張海底擴(kuò)張學(xué)說主張地幔內(nèi)的巖漿因?qū)α髯饔?，沿大洋中脊的裂谷上升到海底，在大洋中脊頂部形成新的海洋地殼，而原來在此處的大陸地殼或海洋地殼便隨著熱對流往兩旁遠(yuǎn)離，于是海洋不斷擴(kuò)大。而往兩方遠(yuǎn)離的老海洋地殼，終會(huì)因?yàn)榈蒯α髯饔?，而下沉回到地幔中，在此處則形成了海溝。海底擴(kuò)張學(xué)說并非推翻了先前的大陸漂移學(xué)說，反而以新的觀點(diǎn)解釋了剛硬的陸塊如何會(huì)移動(dòng)的機(jī)制。第十八頁，共九十五頁，2022年，8月28日第十九頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二十頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日上部地幔上部地幔上部地幔第二十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二十八頁，共九十五頁，2022年，8月28日大洋演化的威爾遜旋回（oceanevolvementwilsoncycle）大洋由產(chǎn)生、發(fā)展到消亡的全過程稱為一個(gè)威爾遜旋回(wilsoncycle)。威爾遜旋回實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)地槽旋回，又是一個(gè)相鄰板塊之間開合的板塊構(gòu)造旋回。大洋因相鄰板塊之間的拉開而形成和發(fā)展，又因相互靠近而萎縮和消亡。第二十九頁，共九十五頁，2022年，8月28日

1970年代，威爾遜發(fā)現(xiàn)，大洋盆地裂開到閉合完成一個(gè)旋回，大體經(jīng)歷孕育期、幼年期、青年期、老年期、殘余期和遺痕期六個(gè)階段，分別以東非裂谷、紅海和亞丁海、大西洋、太平洋、地中海、喜馬拉雅的印度河為實(shí)例（表34）。根據(jù)威爾遜旋回理論，古板塊演化可分為裂谷階段、大洋擴(kuò)張階段、大洋俯沖階段、碰撞造山階段、后造山拉張階段，陸殼階段。第三十頁，共九十五頁，2022年，8月28日第三十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日第三十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化第三十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日氣候系統(tǒng)的物理方面水循環(huán)國際地圈—生物圈計(jì)劃(IGBP)世界氣候研究計(jì)劃(WCRP)地球系統(tǒng)的生物方面碳循環(huán)(生物地球化學(xué)循環(huán))陸地海洋大氣全球變化地球系統(tǒng)地球系統(tǒng)過程國際大會(huì)

2001.6.愛丁堡第三十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化“全球變化”是概述地球環(huán)境中與自然的和人類引起的變化有關(guān)的一系列全球問題和相互作用的一個(gè)術(shù)語。美國1990年制定的《全球變化研究議案》中將“全球變化”變義為“全球環(huán)境(包括氣候、土地生產(chǎn)力、海洋和其它水資源、大氣化學(xué)、生態(tài)系統(tǒng))中的會(huì)改變地球承載生命的能力的變化”。第三十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日全球變化：包括溫室效應(yīng)，臭氧層破壞，森林銳減，物種滅絕，土地退化，淡水資源缺乏和污染等一系列重大全全環(huán)境變化，它困擾著人類社會(huì)，威脅全球的可居住性。第三十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日溫室效應(yīng)：工業(yè)廢氣，汽車尾氣和木柴燃燒放出的氣體，能吸收太陽光中的長波光，貯存能量，減少陽光的反射，使地球表面的溫度升高，引起溫室效應(yīng)的氣體主要有二氧化碳，二氧化氮，甲烷，氯氟烴等。預(yù)計(jì)到21世紀(jì)中葉地球表面平均溫度將升高1.5-4.5攝氏度，海平面上升20-165厘米，5000萬人口將無家可歸，成為環(huán)境難民。第三十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日臭氧層破壞：臭氧層能吸收太陽光中的紫外線，人類活動(dòng)中釋放的氟氯烴日益增加，氟氯烴經(jīng)紫外線照射能放出氯原子，一個(gè)氯原子能破壞10萬個(gè)臭氧分子，導(dǎo)至臭氧層減薄，氣象衛(wèi)星探測到位于南極點(diǎn)附近出現(xiàn)臭氧層空洞，1985年已相當(dāng)于美國國土面積的大小，而且還在擴(kuò)大。臭氧層減變薄，導(dǎo)致皮膚癌和白內(nèi)障發(fā)病機(jī)率大大增加，農(nóng)作物減少。第三十八頁，共九十五頁，2022年，8月28日森林銳減和物種滅絕：由于人們對森林的貪婪砍伐，全球森林每年以20000000公傾的面積遞減，數(shù)以萬計(jì)的動(dòng)植物失去了他們的家園。過去2億年中，每27年有一種植物從地球上消失，每一世紀(jì)有9種動(dòng)物滅絕，但隨著人類活動(dòng)的加劇，物種滅絕的速度是自然界的1000倍，許多動(dòng)植物在人類的幫助下，提前終結(jié)了他們的進(jìn)化歷程。第三十九頁，共九十五頁，2022年，8月28日土地退化：由于森林砍伐，全球每年約有600億噸表土被沖刷而流入海洋，中國尤其嚴(yán)重，僅黃河每年就有6億噸泥沙流入，黃河下游4000多公里的海床每年抬高約10厘米，成為名符其實(shí)的地上懸河。我國沙莫和沙化面積達(dá)153.3平方公里，占國土面積的16%，超過我國現(xiàn)有耕地面積，且每年以5-7%的速度擴(kuò)增。第四十頁，共九十五頁，2022年，8月28日赤潮：海洋遭受污染，過量的有機(jī)物質(zhì)和營養(yǎng)流入海中，使浮游生物裸甲藻類等種群在水里暴發(fā)性繁殖生長，呈粉紅色或紅褐色，染紅了海水，因此稱為赤潮。由于浮游藻類惡性繁殖，其呼吸作用消耗了有限的溶解氧，同時(shí)分泌出有害的毒素，致使水中的魚蝦貝類等大面積死亡，人食用這種海產(chǎn)品也會(huì)中毒。第四十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日全球變暖已經(jīng)帶來了令人類必須重視的后果第四十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日沙塵暴襲擊北京第四十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日第四十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日第四十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日第四十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日第四十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日第四十八頁，共九十五頁，2022年，8月28日第四十九頁，共九十五頁，2022年，8月28日第五十頁，共九十五頁，2022年，8月28日第五十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日第五十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日第五十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化全球變化研究是從1980年代初開始提出、規(guī)劃，并從1980年代中后期陸續(xù)開始實(shí)施的，從其開始規(guī)劃并逐步實(shí)施至今，已有20余年的時(shí)間了?，F(xiàn)有70多個(gè)國家和地區(qū)成立了全球變化研究國家委員會(huì)，協(xié)調(diào)和組織各自國家的全球變化研究工作。從其科學(xué)研究的組織管理、研究計(jì)劃的設(shè)計(jì)與制定、研究工作各個(gè)環(huán)節(jié)的銜接與配合，到全球變化研究的能力建設(shè)；從國際科學(xué)界的廣泛發(fā)動(dòng)到眾多國家的積極參與，全球變化研究已經(jīng)成為迄今國際科學(xué)界和政治界最為關(guān)注、參與的科研人員最多、涉及的學(xué)科領(lǐng)域最廣、國際合作最為密切、跨學(xué)科綜合研究的要求最高、影響最為廣泛的跨世紀(jì)重大研究主題。國際范圍內(nèi)的全球變化研究方興未艾。第五十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化全球變化研究涉及地球科系統(tǒng)的各個(gè)方面，也可以說是地球系統(tǒng)研究。國際科學(xué)界現(xiàn)已組織了四個(gè)大型全球變化研究計(jì)劃，分別研究物理氣候系統(tǒng)、調(diào)節(jié)地球系統(tǒng)的物理-化學(xué)-生物相互作用過程、環(huán)境變化的人類因素(人類社會(huì)與環(huán)境的相互作用)、以及養(yǎng)育人類社會(huì)的生物多樣性等四個(gè)方面：①世界氣候研究計(jì)劃（WCRP）；②國際地圈生物圈計(jì)劃（IGBP）；③全球環(huán)境變化的人類因素計(jì)劃（IHDP）；④生物多樣性（DIVERSITAS）。這些大型研究計(jì)劃相對獨(dú)立、又相互補(bǔ)充，構(gòu)成了國際全球變化研究的計(jì)劃體系。第五十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化WCRP是WMO和ICSU從1979年開始制定的世界氣候計(jì)劃（WCP）的最主要部分，后來UNESCO下屬的政府間海洋學(xué)委員會(huì)(IOC)也參與了計(jì)劃的組織實(shí)施工作。其目標(biāo)是深化對氣候、氣候變遷以及引起氣候變化的機(jī)制的認(rèn)識(shí)，探索氣候的可預(yù)報(bào)性及人類對氣候的影響程度。其重點(diǎn)是研究全球大氣、海洋、大陸冰蓋、陸面等組成地球的物理氣候系統(tǒng)的主要組成部分。WCRP現(xiàn)包括熱帶海洋和全球大氣（TOGA）計(jì)劃、世界大洋環(huán)流試驗(yàn)（WOCE）、全球能量與水循環(huán)試驗(yàn)（GEWEX）、平流層過程及其在氣候中的作用（SPARC）、北極氣候系統(tǒng)研究（ACSYS）和氣候變率及其可預(yù)報(bào)性（CLIVAR）等核心計(jì)劃(圖2)。這些核心計(jì)劃從1980年代中期陸續(xù)開始實(shí)施。第五十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化IGBP現(xiàn)包括國際全球大氣化學(xué)（IGAC）、全球大洋通量聯(lián)合研究（JGOFS）、海岸帶陸地海洋相互作用（LOICZ）、水循環(huán)的生物圈方面（BAHC）、全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)（GCTE）、過去的全球變化（PAGEs）、土地利用與土地覆蓋變化（LUCC）和全球海洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（GLOBEC）計(jì)劃等一系列專門研究地球系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)的核心計(jì)劃，以及全球分析、解釋與建模（GAIM）、數(shù)據(jù)與信息系統(tǒng)（IGBPDIS）、全球變化的分析、研究和培訓(xùn)系統(tǒng)（START）等三項(xiàng)框架性的計(jì)劃)。第五十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化為認(rèn)識(shí)、監(jiān)測和預(yù)測全球變化，全球變化的所有研究計(jì)劃都需要現(xiàn)代全球觀測系統(tǒng)的支持。為了協(xié)調(diào)有關(guān)國家實(shí)施的全球變化觀測活動(dòng)，目前國際上正在發(fā)展三個(gè)相互聯(lián)系的全球觀測系統(tǒng)以觀測氣候、海洋和陸地，這三個(gè)系統(tǒng)即全球氣候觀測系統(tǒng)（GCOS）、全球海洋觀測系（GOOS）和全球陸地觀測系統(tǒng)（GTOS）。第五十八頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化現(xiàn)有的全球性的觀測系統(tǒng)有:世界天氣監(jiān)視網(wǎng)（ＷＷＷ）、全球大氣監(jiān)視網(wǎng)（ＧＡＷ）、全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)（ＧＥＭＳ）、全球聯(lián)合海洋服務(wù)系統(tǒng)(IGOSS)和全球海平面觀測系統(tǒng)(GLOSS)等。第五十九頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化我國國家自然科學(xué)基金委員會(huì)在海洋科學(xué)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)研報(bào)告中，將“積極參與世界重大海洋科學(xué)研究，特別是與全球變化有關(guān)的海洋科學(xué)研究”確定為中近期主攻方向及重點(diǎn)之一，提出“根據(jù)我國的國力、基礎(chǔ)和需要，要有重點(diǎn)地參加一部分全球海洋科學(xué)的國際合作項(xiàng)目，特別是WOCE（世界大洋環(huán)流試驗(yàn)）、JGOFS（全球海洋通量聯(lián)合研究）、TOGA－COARE（熱帶海洋和全球大氣—耦合海洋大氣響應(yīng)實(shí)驗(yàn)）、GLOBEC（全球海洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)）、LOICZ（海岸帶陸海相互作用）”；在“九五”優(yōu)先資助領(lǐng)域中，又將“全球變化”有關(guān)內(nèi)容列入，準(zhǔn)備從中選擇支持一批重大和重點(diǎn)項(xiàng)目。就是說，全球變化研究的戰(zhàn)略地位已通過文字形式確定下來。第六十頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化實(shí)際上，從1980年代以來，中國海洋科學(xué)家和有關(guān)部門，就一直積極參與有關(guān)全球變化研究中的海洋科學(xué)重大研究計(jì)劃，如TOGA、TOGA-COARE、WOCE、JGOFS、GLOBEC、LOICZ和PAGES（過去的全球變化）以及IMGES（海洋全球變化合作計(jì)劃）。國家自然科學(xué)基金委員會(huì)成立以來，也一直鼓勵(lì)和支持有關(guān)全球變化方面的研究項(xiàng)目。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在1986~1995年10年中，海洋科學(xué)學(xué)科共資助各類項(xiàng)目390項(xiàng)，其中與全球變化有關(guān)的項(xiàng)目就有116項(xiàng)，占總資助項(xiàng)數(shù)的30.0％。第六十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日第六十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化以上所述表明，無論是世界范圍還是我國，全球變化研究都受到了應(yīng)有的重視。而海洋在全球變化及全球變化研究中的地位也可窺一斑。為什么海洋在全球變化研究中的地位如此重要呢？第六十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化海洋在全球變化及全球變化研究中的地位決定了海洋與全球變化研究的一個(gè)重要特點(diǎn)就是國際間的合作。也就是海洋科學(xué)國際合作internationalcooperationinmarinescience－－兩國或多國基于一定的目的，聯(lián)合制訂并執(zhí)行各種海洋科學(xué)調(diào)查研究方案的行動(dòng)。其中不少項(xiàng)目是由國際海洋科學(xué)組織制定和實(shí)施的。第六十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化海洋科學(xué)國際合作初期的典型例子是1958年的“大西洋極鋒”調(diào)查計(jì)劃。由國際海洋考察理事會(huì)(ICES)組織8個(gè)國家共22艘研究船執(zhí)行,通過3000多個(gè)站點(diǎn)測得的海水溫鹽垂直剖面，找到了影響歐洲天氣以及漁業(yè)的重要水文因素，揭示了灣流中大彎曲和冷、暖渦的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。第六十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化其后規(guī)模不同的國際合作計(jì)劃有近百項(xiàng)，或就某一地理區(qū)域合作，如1969年由法國、意大利、英國和美國合作的“地中海西部調(diào)查(MEDOC)”;或就某一海洋專題合作,如1968年由加拿大、丹麥、法國、聯(lián)邦德國、荷蘭、英國和美國合作的"北海波浪分析聯(lián)合方案(JONSWAP)”；也有一些是全球海洋綜合考察合作計(jì)劃。第六十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化1960年政府間海洋學(xué)委員會(huì)的成立，進(jìn)一步促進(jìn)了海洋科學(xué)的國際合作。1960年代以來實(shí)施的大型合作計(jì)劃主要有：國際印度洋考察(IIOE)這是一項(xiàng)多國家、多船只、多學(xué)科的大規(guī)模協(xié)調(diào)研究印度洋的計(jì)劃。國際熱帶大西洋合作調(diào)查(ICITA)這是政府間海洋學(xué)委員會(huì)發(fā)起、組織并貫徹執(zhí)行的第一個(gè)合作計(jì)劃,1963年開始執(zhí)行。調(diào)查范圍為東起非洲西海岸，西至南美洲東海岸，南起南緯18°，北至北緯18°之間的熱帶大西洋洋區(qū)。調(diào)查內(nèi)容包括該區(qū)的海洋物理、化學(xué)、生物、氣象、地質(zhì)和地球物理多方面觀測。第六十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化黑潮及鄰近水域合作研究(CSK)

1964年由政府間海洋學(xué)委員會(huì)第三屆大會(huì)正式通過。第一期現(xiàn)場調(diào)查始于1965年7月，參加國家或地區(qū)共10個(gè)，動(dòng)用了40艘研究船，其中日本提供了27艘。加勒比海及鄰近水域合作調(diào)查(CICAR)

1966年由荷蘭政府提出，1967年政府間海洋學(xué)委員會(huì)第五屆大會(huì)正式通過，1970年開始現(xiàn)場作業(yè)，到1976年結(jié)束。有14個(gè)國家參加。地中海合作調(diào)查(CIM)

1967年由蘇聯(lián)提出計(jì)劃,政府間海洋學(xué)委員會(huì)第五屆大會(huì)決議正式通過，1969年開始執(zhí)行。等等。第六十八頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化國際海洋全球變化研究(IMAGES旨在重建近百萬年來冰期/間冰期歷史的多種研究和模式揭示,有必要增加替代數(shù)據(jù)的時(shí)間分辨率,以認(rèn)識(shí)影響氣候系統(tǒng)不同因素之間的相互關(guān)系。例如,了解大洋溫鹽環(huán)流演變或大陸冰席的范圍至少需要一個(gè)世紀(jì)時(shí)間尺度的分辨率,這樣的分辨率有可能在高沉積速率(>10~20cm/ka)的地區(qū)得到。然而,需要長沉積物剖面(幾十至幾百米)才能覆蓋基本氣候變化的關(guān)鍵時(shí)期(從米蘭柯維奇和冰席間冰亞期到傳送帶的時(shí)間尺度)。第六十九頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化對取自大洋沉積物的古氣候代替物的分析方法近幾年已經(jīng)進(jìn)行了相當(dāng)大的改進(jìn)能夠產(chǎn)生出關(guān)于大洋盆地主要?dú)夂蚝退膮?shù)的準(zhǔn)連續(xù)數(shù)據(jù)系列。用一個(gè)到幾個(gè)世紀(jì)的時(shí)間分辨率能夠產(chǎn)生出幾十至幾百萬年的替代數(shù)據(jù),這些記錄對古氣候的精確解釋只能靠結(jié)合沉積性質(zhì)的數(shù)據(jù)來完成。這些研究的巨大經(jīng)濟(jì)需求以及知識(shí)有效交換需求需要進(jìn)行周密的多學(xué)科國際科學(xué)合作與協(xié)調(diào)研究項(xiàng)目。第七十頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化IMAGES(國際海洋全球變化研究)的科學(xué)目標(biāo)主要是“科學(xué)和實(shí)施計(jì)劃”。IMGES由PAGES-IGBP和SCOR創(chuàng)立,以促進(jìn)海洋全球變化研究的國際合作,其主要目的是(1)在大洋和冰凍圈過程時(shí)間尺度上定量確定大洋氣候和化學(xué)變化率。(2)確定大洋對內(nèi)、外力參數(shù)的靈敏度。(3)確定大洋在控制大氣CO2中的作用。IMAGES的所有研究活動(dòng)是由各IGBP和SCOR成員國的科學(xué)家完成的。第七十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化海洋在全球物理氣候變化中的作用

近20年來，海洋——鑒于其在全球氣候系統(tǒng)中的重要作用和先進(jìn)技術(shù)（電子、微波、聲光技術(shù)、衛(wèi)星等）的應(yīng)用——在氣候研究中受到了極大的重視。第七十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化在1980年建立的世界氣候研究計(jì)劃（WCRP-WorldClimateResearchProgramme）中，多數(shù)核心子計(jì)劃都與海洋密切相關(guān)，如“熱帶海洋與全球大氣”（TOGA-TropicalOceanandGlobalAtmosphere：1985-1994），“世界大洋環(huán)流實(shí)驗(yàn)”（WOCE-WorldOceanCirculationExperiment；1990-2002），北冰洋氣候系統(tǒng)研究（ACSYS-ArcticClimateSystemStudy：1993→CLIC-ClimateandCryosphere）和“氣候變異與預(yù)測”（CLIVAR-ClimateVariabilityandPredictability：1995-2010）等都將海洋作為非常重要的內(nèi)容列入研究，特別是在已經(jīng)結(jié)束的TOGA和WOCE計(jì)劃中海洋（環(huán)流）占據(jù)極為重要的位置。第七十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化重要進(jìn)展與成就

通過TOGA和WOCE計(jì)劃的實(shí)施，取得的重要進(jìn)展和成就有：（1）實(shí)現(xiàn)了全球海洋的高精度調(diào)查，獲得了前所未有的大量高質(zhì)量的資料；取得的有關(guān)大洋海流、水文和海氣相互作用的資料，相當(dāng)于歷史上所有資料總和的數(shù)倍以上，為真正了解大洋環(huán)流和提出描述大洋環(huán)流數(shù)值模式奠定了基礎(chǔ)，其中，中國做出了突出的貢獻(xiàn)。第七十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化（2）為建立全球海洋觀測系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。利用衛(wèi)星、浮標(biāo)、水下探測儀等先進(jìn)觀測技術(shù)，在太平洋初步建立起了包括水位、浮標(biāo)（錨定和漂流）、投棄式溫深計(jì)（XBT）、海表面水溫（SST）、海表面高度等在內(nèi)的海洋觀測系統(tǒng)，并正在推廣到大西洋和印度洋；在全球海洋中布設(shè)了更多的長時(shí)間序列的連續(xù)觀測站，檢測海洋的長期變化過程；全球大洋ARGO漂流浮標(biāo)計(jì)劃已經(jīng)開始實(shí)施，這些漂流浮標(biāo)相當(dāng)于大氣中的探空站一樣，可以探測海洋2000米以淺海水的溫、鹽度隨深度的變化；計(jì)劃2006年全球投放3000個(gè)ARGO浮標(biāo)，2005年2月為止已投放1670多個(gè)。中國加入了這項(xiàng)計(jì)劃，并于2002年在印度洋投放了第一枚浮標(biāo)，目前，已投放29枚。第七十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化（3）在大洋發(fā)現(xiàn)了一些重要流動(dòng)，包括新幾內(nèi)亞沿岸潛流（NGCUC-NewGuineaCoastalUndercurrent）、棉蘭老潛流（MUC-MindanaoUndercurrent）和南北半球和各大洋之間海水的交換等，補(bǔ)充和豐富了已有的海洋環(huán)流理論。其中，棉蘭老潛流（MUC）是中國人發(fā)現(xiàn)的。第七十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化（4）對熱帶海洋與全球大氣耦合系統(tǒng)的理解取得了前所未有的進(jìn)步，特別是對與年際氣候變化有關(guān)的厄爾尼諾（ElNino）現(xiàn)象之產(chǎn)生與發(fā)展的認(rèn)識(shí)和預(yù)測取得了長足的進(jìn)展；中國在厄爾尼諾的產(chǎn)生與西太平洋暖池和東亞冬季風(fēng)的關(guān)系等方面也有理論提出。第七十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化（5）隨著計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，描述海洋環(huán)流的高分辨率數(shù)值模式得到了飛速的發(fā)展；先進(jìn)觀測技術(shù)的出現(xiàn)，實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的資料數(shù)據(jù)越來越多，使得模式與數(shù)據(jù)資料的同化成為可能，這是又一重要進(jìn)展。第七十八頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化

2、未來發(fā)展趨勢

在TOGA和WOCE基礎(chǔ)上建立起來的CLIVAR計(jì)劃代表著今后全球氣候研究的主要方向，它將在三個(gè)方面開展研究。（1）季節(jié)-年際時(shí)間尺度的研究。把全球海洋-大氣-陸地看作一個(gè)系統(tǒng)（GOALS）進(jìn)行研究，其研究對象主要是季風(fēng)和厄爾尼諾，因?yàn)殛P(guān)于這兩種與人們生存息息相關(guān)的現(xiàn)象的機(jī)理和預(yù)報(bào)還有許多問題需要解決。第七十九頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化（2）年代際—世紀(jì)（DecCen-DecadaltoCentennial）時(shí)間尺度的研究。這個(gè)時(shí)間尺度的氣候變化，主要決定于全球大洋環(huán)流的變化。其中心則是全球海洋熱鹽環(huán)流傳輸帶（GlobalOceanThermohalineCirculationConveyorBelt），它把各大洋聯(lián)系在一起，其變化與長期氣候變化密切相關(guān)，是CLIVAR研究的重中之重。第八十頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化（3）人類活動(dòng)對氣候變化的影響（ACC-AnthropogenicClimateChange）。即古氣候研究，與國際地圈生物圈計(jì)劃（IGBP-InternationalGeosphere-BiosphereProgramme）的過去全球變化（PAGES-PostGlobalChange）計(jì)劃聯(lián)合開展研究。第八十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化西太平洋暖池不僅是驅(qū)動(dòng)大氣Walker環(huán)流的大熱源，它的變化直接與ENSO的演化密切相關(guān)，而且它也是全球海洋熱鹽環(huán)流傳輸帶（THC）的熱源（冷源在北大西洋）。它通過印度尼西亞貫通流（ThroughFlow）將熱量傳輸?shù)接《妊?，進(jìn)而到北大西洋。研究表明，暖池的變化對太平洋副熱帶高壓以至我國的氣候（降水等）也產(chǎn)生很大影響。第八十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化因此，中國應(yīng)該抓住暖池（包括西太平洋和東印度洋）及其相關(guān)的大洋環(huán)流，并與青藏高原相結(jié)合，在這個(gè)大三角區(qū)開展多時(shí)間尺度（季度－年際－年代際－世紀(jì)際及更長時(shí)間）的多學(xué)科交叉研究，不僅可以在ENSO和全球熱鹽環(huán)流傳輸帶研究方面做出國際上有分量的研究結(jié)果，而且對季風(fēng)，進(jìn)而對我國氣候預(yù)報(bào)將有巨大的推進(jìn)作用。第八十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化海洋在全球碳循環(huán)中的作用工業(yè)革命以來，隨著人類對化石燃料消耗的增加和人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大氣中溫室氣體（主要是二氧化碳）不斷增加所導(dǎo)致的全球變暖對人類生存環(huán)境和社會(huì)發(fā)展已構(gòu)成威脅。1992年簽署的《合國氣候變化框架公約》和1997年通過的《京都議定書》是國際社會(huì)面對這一嚴(yán)峻問題做出的重大反應(yīng)。第八十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化現(xiàn)階段，人類活動(dòng)每年向大氣排放二氧化碳大約60億噸碳。10多年前，當(dāng)IGBP的核心計(jì)劃《全球海洋通量聯(lián)合研究》（JGOFS-JointGlobalOceanFluxStudy：1990-2002）啟動(dòng)時(shí)，人們認(rèn)為這60億噸碳中，有大約一半近30億噸碳留存在大氣中（根據(jù)實(shí)測得出），另外大約30億噸碳則全被海洋吸收，陸地生態(tài)系統(tǒng)則被認(rèn)為出于平衡狀態(tài)（植物的光合作用與呼吸基本平衡）。通過10多年JGOFS的研究，人們發(fā)現(xiàn)，全球大洋只能吸收不到20億噸碳，從而提出了另外10多億噸碳哪里去了的問題，即全球碳循環(huán)丟失項(xiàng)（missingtermormissing

sink）問題。因此，一部分人就回到陸地生態(tài)系統(tǒng)去找，另一部分人則到陸架邊緣海去找（因?yàn)殛懠芎?，盡管面積小，只占全球海洋的8%，但其生物生產(chǎn)力很高，占全球海洋的25%，可以固定大量的大氣二氧化碳）。第八十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化從長期平均看，陸地生態(tài)系統(tǒng)對碳的吸收與排放應(yīng)該是基本平衡的。但就植被特別是森林等的生長階段而言，在其年幼生長期可能吸收大于排放，而顯現(xiàn)碳匯的作用；在其衰老期可能排放大于吸收，呈碳源的作用。目前研究結(jié)果指出：全球而言，陸地生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)弱匯，每年可從大氣凈吸收4-7億噸碳。而且有人認(rèn)為這種匯的作用在今后若干年還會(huì)不斷增加到每年幾十億噸碳。這就是美國政府提出不承擔(dān)《京都議定書》義務(wù)的所謂科學(xué)依據(jù)之一。第八十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化全球陸架邊緣海到底是大氣二氧化碳的源（因?yàn)槿蚝恿飨蜿懠苓吘壓］斎氲奶济磕甏蠹s有8-12億噸，而且這些碳進(jìn)入海洋之后，相當(dāng)一部分會(huì)以二氧化碳的形式排放到大氣中去）還是匯（因?yàn)樗纳锷a(chǎn)力-固碳能力很強(qiáng)）尚不得而知，因?yàn)閲HJGOFS在過去10多年中主要在進(jìn)行大洋碳通量研究，而沒有將注意力放在陸架邊緣海。中國在10多年前首先在東海開始進(jìn)行碳通量研究，得出的結(jié)論是：東海是大氣二氧化碳的匯，但不強(qiáng)，每年只能從大氣吸收約430萬噸碳。但這不等于說其它陸架邊緣海都是匯，都是弱匯。這需要大量的調(diào)查和研究。第八十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化第八十八頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)海洋與全球變化現(xiàn)在，全球碳循環(huán)已成為ESSP（IGBP，WCRP，IHDPandDIVERSITAS）今后10年四大研究主題（碳、食物、水和健康）之首。2001年全球變化第一次公開科學(xué)大會(huì)上，IGBP，WCRP和IHDP聯(lián)合啟動(dòng)了一項(xiàng)新的研究《全球碳循環(huán)聯(lián)合研究計(jì)劃》現(xiàn)在叫《全球碳計(jì)劃》，其中包括大氣、陸地、大洋/陸架邊緣海幾個(gè)區(qū)域。JGOFS結(jié)束后，對海洋碳循環(huán)而言，把陸架邊緣海單獨(dú)列出來和大洋分開。第八十九頁，共九十五頁，2022年，8月28日實(shí)際上，2001年在挪威召開的JGOFS公開科學(xué)大會(huì)上，陸架邊緣海碳循