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| 編輯推薦： |
★海洋，孕育和供养了人类，如今，更是国际竞争的重要战略空间，了解海洋在地球乃至宇宙的重要位置，有助于培养孩子的环保意识和地理思维，学会用更宏观更全面的视野解决复杂问题。
★本书主编为海洋物理学教授，从海洋基础知识着手，逐一介绍海洋自然地理、海洋与天气和气候、海洋生物、海洋探索与污染等内容，是全面认识海洋不可不读的科普书！
★本书以大众耳熟能详的知名人物为线索，增加阅读趣味。内有海洋领域知名人物的传记和重要贡献，了解科学家的奇闻轶事，让阅读更有趣，让记忆更深刻。
★本书体例新颖，层次清晰，让阅读更轻松。每个主题，都分为3秒击破概念，30秒探简明解析，3分钟认知拓展，可充分利用碎片化时间一览概念，也可沉浸式阅读深入研究探索。
★图书为全彩印刷，图文结合，文字简略凝练，信息量大，图片炫酷、有创意，激发孩子好奇心和求知欲，让孩子主动思考，培养孩子的科学思维！
在这个节奏越来越快的世界里，科学家是最受瞩目的明星，期待遇见热爱科学的你！
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| 內容簡介： |
海洋覆盖了地球表面的2/3面积，将寒流、暖流输送至世界的各个角落，是天气系统的内在驱动力。理解太阳辐射、洋流和海平面上升是理解和应对全球变暖的重要起点，这本书以简短易懂的语言介绍了这些概念以及其他核心概念。
本书全彩印刷，图文并茂地解释了该领域的50个发人深省的主题，每个主题，无论多复杂，作者都会用一幅图、两页纸、三四百字，在30秒内向读者进行讲解，体例结果清晰，语言通俗易懂。其中，每个主题都包括一个3秒的关键概念冲浪，一个30秒的信息海洋，和一个3分钟的探索来扩展读者的理解范畴。本书旨在从海洋基础开始，解释基本的海洋特征和众所周知的海洋现象。阅读本书，跟随科学家一同踏上世界海洋之旅，认识途中遇到的海浪、大陆架、冰山、水下森林、季风和珊瑚礁，学习世界各大洋的不同特征，了解在不同深度的海域生活的各种奇异海洋生物，理解潮汐如何运作，觉察环境污染对海洋造成的影响。现在，是时候探究海洋奥秘了。
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| 關於作者： |
友恩-杰恩·莱恩（Yueng-Djern Lenn），现为英国班戈大学海洋科学学院海洋物理学助理教授。其研究重点为影响极地海洋气候的海洋翻转的整体物理过程。她在海洋学专业期刊上发表了多篇论文。作为学院联络员参与院系外联工作，与多家STEM（科学、技术、工程和数学）教育机构合作。
马蒂亚斯·格林（Mattias Green），现为英国班戈大学海洋科学学院海洋物理学教授。研究领域为潮汐如何与地球系统的其他组成部分相互作用，以及潮汐如何改变和影响气候。他著述颇丰，论文散见于地球物理学和海洋科学研究期刊。
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| 目錄：
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006 引言
010 海洋基础知识
012 术语
014 为什么海水是咸的
016 将阳光存储为热量
018 海洋就像千层蛋糕
020 瓦恩·瓦尔弗里德·埃克曼
022 海平面上升
024 海浪
026 海滩与裂流
028 潮汐
030 死水现象
032 海洋自然地理
034 术语
036 河口
038 反向河口：以地中海为例
040 陆架边缘海
042 大西洋
044 颠倒的海洋：北极
046 弗里乔夫·南森
048 南大洋
050 被冰冻的海洋：冰川和冰架
052 漂浮着的海冰：冰山
054 海洋、天气与气候
056 术语
058 全球海洋输送带
060 太平洋与厄尔尼诺
062 沃尔特·芒克
064 印度洋与季风
066 飓风和台风
068 二氧化碳吸收与海洋酸化
070 冰川作用
072 活力海洋
074 术语
076 海洋微生物
078 海洋生物碳泵
080 潮间带
082 珊瑚礁
084 海鸟
086 蓝碳
088 水下海带森林
090 卡琳·洛赫特
092 上层海洋生态系统
094 深海生态系统
096 海冰的形成
098 死区
100 海洋探索、观察和预测
102 术语
104 海洋取样
106 查尔斯·威维尔·汤姆森
108 机器人的崛起
110 外太空视角下的海洋
112 预测：过去、现在和未来的海洋
114 海洋污染
116 术语
118 从农场、工厂到海洋
120 海洋塑料之旅
122 捡起我们的塑料垃圾
124 橡皮鸭与航运垃圾
126 雅克-伊夫·库斯托
128 夜间人工照明
130 喧闹的海洋
132 地球演化与地外海洋
134 术语
136 板块构造
138 阿尔弗雷德·魏格纳
140 迁移的沙洲
142 热液喷口
144 海底滑坡与海啸
146 潮汐与地球生命的进化
148 海洋往事
150 寻找地外生命：太阳系中的海洋
152 附录
154 参考资源
156 编者简介
159 致谢
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| 內容試閱：
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引言
友恩-杰恩·莱恩、马蒂亚斯·格林
海洋。辽阔而蔚蓝的海洋（平均深度约为4000米）为不计其数的生命提供了赖以生存的家园。它能调节气候，为人类提供一种交通方式，也是人类的食物来源和娱乐场所。海洋是一种极其重要的资源，对地球系统而言如此，对我们而言也是如此。短至几秒钟，长到数十亿年，海洋随时间不停变化着，是一种为我们所利用也被我们滥用的资源。在这本书中，我们将介绍海洋这一对于塑造地球和地球生命至关重要的系统。我们的地球是独一无二的：它是太阳系中唯一一颗表面有液态水的行星（尽管火星和金星上都出现过海洋）。海洋之所以能存在于地球上，是因为地球与太阳的距离足够远、地球公转的速度足够快，海水不会结冰或沸腾。海水的特殊性质让地球能够同时拥有两极地区的海冰和靠近热带地区可供游泳的温暖海水。地球上的海水，总体积13.5亿立方千米，最有可能来自太空，经由富含水冰的小型物体（类似于目前在地球和火星之间围绕太阳公转并撞击地球的小行星）来到地球。地球上各种大小和形状的海洋至少存在了38亿年。
地球上生命的出现和进化最有可能发生在35亿年前的海洋中。但如果海洋没有存储太阳热量和盐分的能力，如果没有洋流在洋盆中流动以远距离输送并重新分配热量、盐分以及其他物质，生命就不可能出现。海洋通过与大气的相互作用来调节气候，使远离陆地、没有生命的地区成为充满生机的港湾。大型海洋环流系统受洋盆的形状影响，而洋盆又受大规模地质作用的控制。其他地质过程则塑造了海滩和海岸线，而水下隆起、丘陵和山脉承载着丰富的生态系统，其中生存着各种大小、形状和形式的生命，从微小的单细胞浮游生物到巨大的蓝鲸，不一而足。在这样一个相互联系的系统中，要想理解某一种海洋过程，就必须理解其他的海洋过程。如果海洋真是地球生命的起源，或许我们在其他地方寻找生命时应该把重点放在那些有海洋的行星上。
与此同时，我们运用一系列手段来探索海洋——从在码头或坐着小艇用简单的瓶子收集水样，到由大型专用研究船部署的极度灵敏的仪器。系泊设备、潜水器、游泳机器人和最新地球轨道卫星的探索周期从数周到数年不等，它们每秒不间断地对海洋进行探测，收集到了许多有价值的数据。在计算机模型（与用于天气预报的计算机模型类似）以及数学和物理理论的帮助下，我们可以窥见海洋的运行方式和海洋的未来。
目前看来，未来并不像我们希望的那样光明。一方面，人类活动引起的气候变化正威胁着海洋，导致海水迅速变暖；另一方面，为了阻止地球气候变化加速，海洋吸收大气中多余的二氧化碳并将其埋藏在最深处。随着时间的推移，海冰融化、海平面上升、海洋酸化、塑料污染、生态系统变化及其对许多物种的威胁、水域的改变及其后果都变得越来越明显。然而，在过去，在气候发生变化的每个时代，总存在着“赢家”和“输家”。当今这个时代也不例外：北极熊为了捕食努力寻找海冰，暖水物种正在往纬度更高的地区寻找新的家园，生活在北极的体型较小的浮游植物开始与体型较大的单细胞生物竞争。
为了帮助读者了解海洋，同时为介绍海洋研究领域的重要引路人，我们一共汇集了来自海洋学界的50篇短文，每篇短文自成一个主题，每个主题包含“3秒钟冲浪”（关键概念）、“30秒探索神秘的海洋”（海洋信息）以及“3分钟探索”（认知拓展）。这些主题被分为不同的章节，海洋基础知识是全书的开篇，解释了海洋的基本特征以及众所周知的海洋现象是如何产生的。从陆架边缘海到深海再到极地，海洋自然地理将带你游览构成全球海洋的不同类型的水体。接下来，海洋、天气与气候将深入探讨海洋对气候变化的反应，以及海洋如何决定天气和气候。从最小的微生物到地球上现存最大的哺乳动物，活力海洋将介绍各种海洋栖息地和以海洋为家的生物。海洋探索、观察与预测将详细介绍过去和现在我们探索海洋的情况，以及这些探测如何帮助我们使用最先进的技术更好地预测未来的海洋和气候。从塑料到人工照明，海洋污染将讨论人类对海洋的影响。最后，地球演化与地外海洋将从更长远的地质时间视角来观察海洋地质和其他行星上的潜在生命。
通过了解如何更好地管理我们的海洋，以及它们如何在减缓气候变化方面发挥作用，我们希望能够获得胜利，不仅是为我们自己，也是为了我们的地球。
为什么海水是咸的
数千年来，海洋中的盐不断累积。当矿物质溶解在雨水中时，盐最终被带入海里。这些矿物质是由雨水从岩石中淋滤得到的，雨水由于溶解了大气中的二氧化碳而呈弱酸性。一些矿物质被海洋生物消耗殆尽，但海水中钠和氯化物的含量远远超过海洋生物的需要，这些元素共同构成了氯化钠。所以，海盐本质上是海水经过过滤和蒸发后的产物。目前，来自河流和雨水的淡水流入海洋，平衡了溶于海水的盐。因此，平均而言，海洋中盐的浓度（盐度）保持在约35‰。在河口和其他淡水来源附近，如降水量高或冰川消融的地区，海面盐度可能远远低于35‰。在热带和亚热带，海洋中的淡水蒸发后流失到大气中，导致海面的盐度高于全球海洋平均水平。与自身体积相比，浅海或浅水湖泊的蒸发量较大，这让它们在世界上最咸的水体中占有一席之地。其中最著名的是死海，盐度约为342‰。
将阳光存储为热量
当太阳照射海面时，太阳光线会进入水柱。任何一个水肺潜水员都会告诉你，随着你潜入海洋深处，海水会很快变暗。太阳光线之所以随海洋深度加大而变暗，是因为它们穿过水体时，水分子会被激活，从而使水变暖。从本质上讲，海洋就像一块巨大的太阳能电池板，将阳光转化为热能。太阳光，也称为太阳辐射，波长较短（紫外线和蓝光的波长比红光短），可以穿透大气层而不使大气层的温度上升太多，然后被海洋吸收并转化为热能。再者，温暖的海面向大气发射波长较长的红外辐射，这些辐射被温室气体吸收，导致大气变暖。海洋将短波太阳辐射转化为大气中的热能，因此在全球气候系统中起着关键作用。据估计，大气中90%以上的热能来自海洋。如此一来，地球上大多数主要的天气系统都从海洋中获取能量也就不足为奇了。
海洋就像千层蛋糕
在观赏海洋时，人们会认为从海面到海底的风光都是一样的，这无可厚非。然而，当你探索海洋深处时，你会意识到情况并非如此。1751年，亨利·埃利斯船长测量了北大西洋热带海域不同深度的水温。令他惊讶的是，他发现在水深1000～2000米处的水温为11.℃，比海面温度低（空气温度为30.℃）。此后的观察发现，深海的水温极低，即使在赤道，最高水温也仅为4.℃。这是因为海洋是由不同温度和盐度的垂直水层组成的。底部的海水最重（密度最高，水温低、盐度大），上面的海水密度较低（较温暖、盐度较小）。加热和冷却会改变海面的温度，蒸发和结冰会增加海水盐度，而雨雪、河流和冰雪融水会增加流入海洋的淡水，从而降低海水盐度。在地球的不同位置，起主导作用的海洋过程不尽相同，并且所产生的不同盐度和温度的水体将向海洋内部扩散，从纵向上看，海洋就好比千层蛋糕。
海平面上升
海洋密度的变化（温度和盐度的变化导致海洋体积的膨胀或收缩）和海洋与存储在陆地或大气中的淡水（例如冰或地下水）之间质量交换的变化会引起海平面高度的变化。19世纪末以来，海平面一直以每年约1.5毫米的速度上升；20世纪60年代以来，海平面上升的速度不断加快，达到了至少3000年来前所未见的水平。据观测，在整个20世纪，海平面上升的主要原因是冰川融化（约占45%）和海洋变暖（约占35%），但在过去的30年里，格陵兰冰盖和南极冰盖都以更快的速度融化。因此，它们正在成为当代海平面上升的主要源头。这个问题为什么很重要？冰盖是海平面上升的“大油轮”。尽管冰盖对气候变化的反应相对缓慢，可反应一经做出，在未来几十年到几百年内将很可能无法阻挡。目前，全球大部分永久性冰层存储在冰盖中，一旦它们完全融化，全球海平面将上升约65米。
海浪
海浪的形成要么是由于海面受到推动，要么是由于海面在平衡或静止状态下受到扰动，这赋予了海面一些初始能量。随后，恢复力（通常为重力或浮力）让海面回到平衡位置。然而，随着海面的波动，其能量从存储状态的势能（波峰和波谷处最大）转化为运动状态的动能（当垂直移动的速度达到最大时，中部位置的动能最大）。因此，海浪会超出其初始位置并持续波动，直至能量再次回到存储状态。随着该过程的持续，海浪便由此诞生，并沿着海面传播。海浪具有各种各样的规模，包括靠风力驱动的毛细波（波长单位为毫米，周期以毫秒为单位）、风浪和涌浪（波长单位从厘米到米，周期从秒到分不等），以及潮汐波（波长单位为米，周期以小时为单位）。重力是海浪的主要恢复力，具有削减波峰和填充波谷的作用。不过除重力外，表面张力对于毛细波也很重要，而地球自转对于潮汐波也很重要。海浪具有极大的破坏性，但它也是潜在的可再生能源。
海滩与裂流
海洋和陆地在海拔较低的沿海地区接触。当海浪拍打海岸宣告旅程结束时，其输送的能量将随之消散。要使这种能量不消失，必须将它转化为另一种形式或转移到另一个过程中——在海滩上，这种能量经常被转移到裂流中。在浅水区，碎浪携带着动能沿着海滩的斜坡爬升上岸，但海水升高会产生一个相反的力，将海水推回海洋。正因如此，海滩的形状或形态变得非常重要——因为要将海岸和海上的流水集中到不同的区域。沙洲，即海滩的极浅部分，会加剧海浪的破碎，迫使更多的海水流向海滩。而在靠近沙洲的较深的凹槽中，海浪不会破碎，流向海岸的水流汇聚，形成快速（流速>1米/秒）流动的狭长裂流，穿透碎浪。虽然裂流通常对游泳者有害，但它们可以将来自海岸的营养物质输送到海洋更深处，因此具有积极意义。
潮汐
海潮造成的海平面升降是最容易预测的。潮汐是月球引潮力、太阳引潮力与地球自转偏向力共同作用于地球水体的结果。甚至在一些大型湖泊中也可以看到潮汐。最高的潮汐（大潮）发生在满月或新月期间，而较低的潮汐（小潮）在上弦月或下弦月期间出现。在世界上许多地方，高潮每天有两次，在另一些地方每天只有一次，还有一些沿海地区没有高潮。潮汐的时间取决于其特定位置，而潮汐的规模则深受水深的影响。公海中的潮汐高度可达1米，当接近海岸时，由于海水变浅，潮汐会变得更大。海岸线对海水的“漏斗效应”可能会使海峡和河口处的潮汐规模变大。世界上最大的潮汐出现在加拿大芬迪湾，那里的潮差（高潮位和低潮位之间的差值）可超过16米。潮流是由高潮（涨潮）和低潮（退潮）之间的水流引起的。在浅水区、海峡或岬角周围，潮流可能特别迅急。
死水现象
有时，当一艘船驶入邻近海面的淡水峡湾时，它会突然减速，甚至停滞不前，尽管发动机仍在运转。这种现象被称为“死水现象”，是海洋中不同密度的水体垂直分层的结果。如果海面淡水层的深度接近船舶吃水深度，船舶移动时水层交界处将形成内波。内波形成后会从船舶运动中吸收能量，使船舶减速。然后这些内波从它们的形成地向外传播，带走能量，就像产生于船尾的海洋表面波一样。当变化的水流（如潮汐）在海底的隆起和斜坡上将分层水体上下移动时，也会产生内波。随着海浪向外传播，海浪中蕴含的能量会在长达数千千米的远距离传播中慢慢消失。重新分配后的能量促进了海洋中不同水体及其热量、淡水和营养物质的混合，使得内波对于维持海洋的初级生产力和气候过程十分重要。
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