考试大纲

科目代码：815

科目名称：物理海洋学

第一部分  目标与基本要求

一、            课程目标

物理海洋学主要介绍海洋物理特征和海洋动力学理论。重点是海洋动力系统包括海流、海浪、海潮、内波、深层环流以及海洋涡旋以及其他一些物理过程等系统的动力学描述。以数学物理的方式讨论海洋动力系统的结构特征、热动力配置、演变规律、发展机制、影响作用等。

本课程旨在使学生系统地掌握物理海洋学的基本概念和主要理论,了解概念和理论的发展过程与趋势、应用领域与方法。通过本课程的学习要求学生掌握海洋动力系统的基本特征和运动变化的基本规律，学会对海洋动力系统进行研究和分析的基本思路和方法。为系统性地学习后续课程打下必要基础。

二、            基本要求

要求学生掌握基本概念、基本理论和基本方法，理解海洋动力系统及其演变过程的物理特征；理解海洋动力学理论的意义。掌握基本运算的方法并应用于对海洋动力系统的定性定量描述。 培养学生专业分析思路, 提高综合分析及解决问题的能力。

第二部分 内容与考核目标

第一章 基础知识

（1）了解海洋的物理环境以及大气对海洋的影响；

（2）了解世界大洋热量、水量平衡和温、盐、密度场；世界大洋的水团和环流；

（3）了解海水的物理性质；

第二章 物理海洋方程组

（1）掌握Navier-Stokes方程的推导

（2）掌握运动方程的其他外力的表达形式和推导过程；

（3）熟悉热盐守恒的概念和方程推导，掌握海水状态方程；

（4）掌握尺度分析方法及其物理意义。

（5）熟悉时间平均的基本方程和边界条件；

第三章 潮汐

（1）掌握潮汐要素和潮汐的基本类型；

（2）掌握引潮力和引潮势的推导过程，掌握平衡潮理论，会用平衡潮理论解释潮汐不等现象；

（3）掌握潮汐调和分析预报的基本方法

（4）熟悉潮汐观测的手段，了解我国近海潮汐的分布特征。

第四章 地转流

（1）掌握水静力平衡方程的推导；

（2）掌握地转方程组的推导；

（3）熟悉海流的拉格朗日测量；海流的欧拉测量。

（4）掌握如何利用高度计和温盐资料计算地转流。

第五章 艾克曼流与惯性流

（1）    掌握埃克曼的观测和应用，理解埃克曼数的概念；

（2）    掌握海表埃克曼流的推导和分布特征。

（3）    掌握埃克曼质量输运及其应用，沿岸上升流、埃克曼抽吸的形成；

（4）    熟悉海底艾克曼流；

（5）    掌握惯性流的推导及其分布特征。

第六章 风生大洋环流

（1）掌握Sverdrup风生环流理论，掌握Sverdrup方程的推导及其物理意义。

（2）掌握西边界流理论推导和应用。

（3）掌握位势涡度守恒的推导过程和物理意义。

第七章 深层环流理论

（1）熟悉深层环流结构。

（2）理解深层环流突变对气候的影响。

（3）理解翻转环流与深层西边界流的物理意义。

第八章 波浪理论

（1）    掌握波浪的运动学特征，掌握波浪运动控制方程和定解条件；

（2）    掌握线性波控制方程的推导过程，理解线性波的运动特性和分布特征；

（3）    掌握波浪在传播变形过程中的变化；了解非线性波理论；

（4）    掌握随机波浪理论，了解常见的波浪谱；

（5）    了解波浪的观测和极端灾害性波动。

第九章 海洋中的大尺度波动

（1）掌握线性波动理论。

（2）掌握Poincare波推导过程并掌握波动特征。

（3）掌握Kelvin波推导过程并掌握波动特征。

（4）掌握Rossby波推导过程并掌握波动特征。

（5）会推导地形Rossby波理论。

第十章 海洋内波

（1）掌握内波现象基本概念和内波生成的基本原理。

（2）掌握小振幅内波的一般特性；界面波与内波；两层流体中的界面波；

（3）理解考虑地转效应的界面波，潮成内波；

（4）了解内波对自由海面的影响及其估计；

第十一章 一些前沿研究课题

（1）会描述赤道海域的温度场的水平及垂向分布特征。

（2）了解述赤道海域的主要流系。

（3）熟悉极地海水温度、盐度、密度的分布；了解南极、北极的概况；熟悉海冰的物理性质及其变化过程；

第三部分  有关说明与实施要求

1、基本要求：

本课程对各考核点的能力要求一般分为三个层次用相关词语描述:

较低要求——了解

一般要求——理解、熟悉、会

较高要求——掌握、应用

一般来说，对概念、原理、理论知识等,可用“了解”、“理解”、“掌握”等词表述；对应用方面，可用“会”、“应用”、“掌握”等词。

2、命题说明：

（1）本课程的命题考试是根据本大纲规定的考试内容来确定的，根据本大纲规定的各种比例（每种比例规定可有3分以内的浮动幅度来组配试卷，适当掌握试题的内容、覆盖面、能力层次和难易度）。

（2）各章考题所占分数大致如下：

第一章  基础知识 5%

第二章  物理海洋方程组 15%

第三章  潮汐8%

第四章  地转流 12%

第五章  艾克曼流与惯性流 11%

第六章  风生大洋环流 10%

第七章  深层环流理论 8%

第八章  波浪理论 10%

第九章  海洋中的大尺度波动 8%

第十章  海洋内波 8%

第十一章一些前沿研究课题 5%

（3）其难易度分为易、较易、较难、难四级，在试卷中四种难易度；试题难易度分数比例2：3：3：2。

（4）试卷中对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“了解”占10%，“理解”（熟悉、能、会）占40%，“掌握”包括应用占50%.

（5）试题主要题型有: 问答题、公式推导题、综合题包括应用题在内等多种题型.

（6）试题主要测验考生对本学科的基本理论、基本知识和基本技能掌握的程度，以及运用所学理论分析、解决问题的能力。试题要有一定的区分度，难易度要适当。一般应使本学科优秀考生能取得及格以上成绩。

（7）题型举例

l  问答题：

什么是Sverdrup平衡？

l  公式推导题

请基于下面的内波垂向本征方程，推导内波的频散关系式，并讨论内波波动解存在的条件。

l  综合题：

说明内波与表面波的区别。

3、参考书目:

l  物理海洋学导论，科学出版社，董昌明 主编，2019年

l  物理海洋学，山东教育出版社，侍茂崇 主编，2004 1版

l  物理海洋学，青岛海洋大学出版社，叶安乐等编著，1992年

l  Introduction to Physical Oceanography, Robert H. Stewart，2004；

4、其他规定：考试方式为闭卷笔试，总分150分，考试时间为180分钟。