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0707海洋科学
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一
学科概况
海洋科学是研究海洋的自然现象、性质及其变化规律，以及与开发利用海洋有关的知识体系，是地球科学的重要组成部分。
海洋科学的发展史可分为早期研究与积累、奠基与形成、现代海洋科学三个阶段。
18世纪以前为海洋知识的积累与早期的观测、研究阶段。自15世纪的一系列中外航海探险活动加深了人类对全球海陆分布和海洋自然地理的了解。
19至20世纪中叶为海洋科学的奠基与形成时期。在此时期，海洋探险逐渐转向海洋综合考察，对海洋的研究得到深化，取得了众多的研究成果，逐步形成了理论体系。这些大规模的海洋调查，不仅积累了大量的资料，而且也观测到许多新的海洋现象，还为观测方法本身的革新准备了条件。19世纪四五十年代出版的第一幅海产生物分布图和《欧洲海的自然史》，1855年出版的《海洋自然地理学》，1859年出版的《物种起源》，分别被誉为海洋生态学、近代海洋学和进化论的经典著作。1872年至1876年英国皇家学会组织了“挑战者”号在大西洋、太平洋和印度洋历时3年5个月的环球海洋考察，这是世界上第一次有系统、有目标的近代海洋科学考察。调查获得的全部资料和样品，经76位科学家长达23年的整理分析和悉心研究，最后写出了50卷计2.95万页的调查报告。研究成果极大地丰富了人们对海洋的认识，从而为海洋物理学、海洋化学、海洋生物学和海洋地质学的建立和发展奠定了基础。从19世纪到20世纪中期，海洋科学各基础分支学科的研究也取得显著进展，发现和证实了一些海洋自然规律，研究成果由Sverdrup,Johnson, Fleming 三人在1942年出版的The Oceans: Their Physics,Chemistry, and Ceneral Biology一书中得到全面、系统而深入的总结，被誉为海洋科学建立的标志。专职研究人员增多和专门研究机构的建立，也是海洋科学独立形成的重要标志。
20世纪中叶至今为现代海洋科学时期，其已经发展成为一个相当庞大的体系。一方面是学科分化越来越细；另一方面是学科的综合化趋势又越来越明显，海洋科学各分支学科之间，海洋科学同其他科学门类之间相互渗透、相互影响，往往萌发一些新的边缘学科。海洋研究的国际合作也大大加强。这个时期海洋科学的发展有如下几个基本特征：第一，对于具体的海洋自然现象或特定海区的研究，普遍地从传统的静态定性描述和简单的因果分析向着动态定量分析发展。海洋科学的各个分支学科，都力图将其研究对象作为具有动态变化的统一体系来考察，从而揭示新现象，发展新概念、新方法和新理论；第二，海洋科学各分支学科之间、海洋科学和相邻基础科学之间相互结合、相互渗透，并逐步形成了一系列跨学科的有高度综合性的研究课题；第三，深海钻探和海洋地球物理探测技术的发展，使海洋科学(特别是海洋地质学)以及地球科学的研究方法和理论出现新的突破；第四，海洋调查方法现代化和海洋科学国际合作取得巨大进展。1960 年以来海洋科学中所有的重大进展都同新的观测仪器、研究手段和方法的研制成功，以及广泛而密切的国际合作有关。例如，高性能的、专门设计的海洋调查船，载有CTD (Conductance, Temperature, Depth)、 ADCP ( Acoustic Doppler Current Profilers)、 地层剖面仪、侧扫声呐、多波束等先进仪器，连同锚系浮标、潜标、Argo浮标、卫星遥感观测、潜水器、水下机器人、海底钻探等构成对海洋的立体观测系统。此一时期，海洋国际合作调查研究更大规模地展开，如国际地球物理年、国际印度洋考察、黑潮及邻近水域的合作研究、国际海洋考察10年、全球大气研究计划，深海钻探计划、世界大洋环流实验、大洋钻探计划、热带大洋与全球大气研究计划、国际海洋生物普查计划、全球海洋通量联合研究计划、海洋生物地球化学与生态系统的整合研究等。
目前人类社会发展面临着资源枯竭和环境恶化的严重问题，海洋在人类社会可持续发展中的作用越来越突出。海洋科学的主要发展趋势是为解决这些问题提供科学和技术支撑，将主要围绕着海洋在气候系统中的作用、海洋的储碳能力、海洋酸化、海洋生态系统与生物多样性的变化、海底资源开发、海洋灾害预测、海洋能开发利用、海洋长期观测与预测等方面开展研究。
二
学科内涵
1.研究对象 海洋科学的研究对象为占地球表面71%的海洋，包括海水、溶解和悬浮于海水中的物质、生活于海洋中的生物、海底沉积和海底岩石圈，以及海面上的大气边界层和河口海岸带。海水是一种含有多种溶解盐类的水溶液，其中水占96.5%左右，其他主要是各种溶解盐类和矿物，还有氧、二氧化碳和氮等溶解气体。海洋中发生着各种不同类型和不同尺度的海水运动和过程，对于海洋中的生物、化学和地质过程有着显著的影响。海洋中的生物从海面到海底均有分布，垂向范围可达1万米，有近20万种动物、1万多种植物，还有种类繁多、数量极大、无处不在的微型生物，包括细菌、古菌以及单细胞真核生物和无细胞结构的病毒等，组成了一个特殊的海洋食物网。再加上与之有关的非生命环境，形成了一个有机界与无机界相互作用与联系的复杂系统——海洋生态系统。大洋地壳作为全球地壳的一个结构单元，具有不同于大陆地壳的一系列特点。陆壳较轻、较厚，比较古老；洋壳较重、较薄（缺失花岗岩层)，相对年轻。地球之所以存在着如此深广的海洋，是与洋壳的物质组成有关的。海洋科学的研究领域既包括对于海洋中的物理、化学、生物和地质过程的基础研究，也包括面向海洋资源开发利用以及海上军事活动等的应用研究。由于海洋本身的整体性、海洋中各种自然过程相互作用的复杂性和主要研究方法、手段的共同性而统一起来，使海洋科学成为一门综合性很强的科学。
2. 理论 作为一门综合性很强的地球科学学科，海洋科学的理论体系既涉及支撑其分支学科的基础学科，如力学、物理学、化学、生物学、地质学等，也涉及相关地球科学学科，如大气科学、水文科学等，加之人们越来越关注人类活动对海洋环境的影响，海洋科学的理论体系还涉及环境科学、管理科学和法学等。根据海洋科学多个研究领域的现有研究进展，结合人们对海洋关注的焦点问题，海洋科学的主要理论包括：大洋环流理论，海洋—大气相互作用理论，海洋生物地球化学循环理论，海洋生态系统动力学理论，海底构造与成矿作用理论，海洋探测原理，海洋环境保护与管理理论等。
3. 知识基础 海洋科学的基础知识体系可归纳成3个层面：一是属于基础性科学的分立学科体系，包括物理海洋学、化学海洋学、生物海洋学、海洋地质学、环境海洋学、海气相互作用以及区域海洋学等，二是涉及应用与技术研究层面的基础知识，包括海洋地球物理学、卫星海洋学、渔场海洋学、军事海洋学、航海海洋学、海洋声学、海洋光学、海洋遥感探测技术、海洋生物技术、海洋环境预报以及工程环境海洋学等；三是与海洋资源管理与开发有关的基础知识，包括海洋资源、海洋环境功能区划、海洋法学、海洋监测与环境评价、海详污染治理、海域管理等。
4.研究方法 海洋科学的任务是借助现场观测、实验室实验和理论与数值模型手段，通过分析、综合、归纳、演绎及科学抽象等方法，认识海洋的性质，揭示海洋的变化规律。海洋科学作为一门以观测为主的学科，由于综合性的特点，以及海洋作为研究对象所具有的复杂性和整体性及多层次耦合的特点，使得海洋科学在相应基础学科常规研究方法基础上具有自身特点的研究方法，主要可归纳为以下3个方面：
(1)连续、系统、多层次、有代表性的现场观测。在自然条件下对海洋中各种现象进行直接观测是海洋科学的基本研究方法。这些观测应是周密计划的、连续的、系统而多层次的、有代表性的。直接观测获得的信息既可为实验和理论与数值模型研究提供可靠的借鉴，也可对其结果予以检验。
(2)已获观测信息的模型拓展。由于海洋科学的现场观测极大地受制于自然条件，且有些海洋现象和过程的时间尺度很长，加之海洋观测信息所固有的可变性和不确定性，因此自然条件下的现场观测只能获得关于海洋状况一些片断的、局部的、具有不确定性的信息。仅据已获观测信息不足以研究海洋现象和过程的时空演变，需借助理论或数值模型进行延拓，例如从信息论、控制论和系统论的观点研究海洋现象和过程的时空变化，根据观测数据结合数值模式采用数据同化方法形成海洋再分析数据等。
(3) 综合性分析与整体化研究。近20年来对海洋现象和过程的深入研究发现，各分支学科之间是彼此依存、相互交叉、相互渗透的，而每一门分支学科只有在整个海洋科学体系的相互联系中才能得到重大发展。现代海洋科学研究要求从整体出发，从部分与整体、整体与外部环境的联系中，揭示海洋现象和过程的性质与规律。例如，研究海洋沉积物必须了解海洋物理、生物和化学等因素对其影响；研究海洋生态系必须了解海洋中有关的物理、化学和地质过程。
三
学科范围
海洋科学的主要学科方向有：物理海洋学、海洋化学、海洋生物学与生物海洋学、海洋地质学和海洋技术。
1.物理海洋学 是研究海水的各种运动形式， 以及海洋的动力和热力过程导致的海洋中各种物理场的形成、分布和变化规律及机制的学科，是一门以观测为基础的自然科学。该学科是海洋科学中最基础性的学科。由于海洋在气候系统中所起的重要作用，以研究海水运动为宗旨的物理海洋学近几十年来在全球变化研究中得到极大关注。
2.海洋化学 是利用化学的理论和方法来研究海洋各部分的化学组成、分布、性质和过程，以及研究海洋化学资源在开发利用中的化学问题的科学。包括海洋中化学成分的含量、存在形式、分布特征、迁移和变化现律及其影响因素，以及海水和化学资源开发和利用技术等内容，是与生物地球化学循环、全球变化、资源开发、环境保护等密切相关的科学。
3.海洋生物学与生物海洋学 海洋生物学主要研究海洋里生命的起源和演化，生物的分类和分布、发育和生长、生理、生化和遗传，以及海洋生态的科学。生物海洋学是研究海洋中的生物是如何随着海洋环境的改变而变化，海洋中生命活动又是如何对海洋环境产生影响的学科，包括海洋生物多样性、种群结构、群体分布、生物迁移和变化、物种演化的规律及其影响因素等内容。海洋生物学和生物海洋学之间既有交叉，又有区别。前者主要是海洋生物个体水平上的研究，重点强调的是生物学的问题；后者强调的是将海洋与生命作为一个系统来进行研究。后者涵盖了前者大部分内容，研究范围更广泛。
4. 海洋地质学 主要是以地质学和海洋学基本理论和方法为基础，依托海底探测和信息处理技术，研究海底固态圈层的结构持征、物质组成和演化规律，揭示海底固态圈层与水圈和生物圈相互作用和耦合机理，以及由此产生的资源和环境效应的科学。海洋地质学是联系地球内部圈层和外部圈层、沟通地球现在和过去历史的重要纽带，因而也是地球系统科学研究的重要组成部分，对全球气候变化、海洋环境演变以及海洋资源开发等都具有重要意义。
5. 海洋技术 是以物理学、电子学、海洋科学、信息科学的基本理论为基础，以海洋探测高新技术和信息处理技术为依托，开展海洋探测技术、海洋信息技术、海洋化工技术研究，为海洋科学研究、海洋资源开发、海洋权益维护和海洋环境保护服务。
四
培养目标
1. 硕士学位 应具有坚实的地球科学、 海洋学的基础。掌握系统的有关海洋科学基本理论、基本知识和基本技能，了解学科现状、发展方向和国际前沿。具有从事科学研究或独立担负专门技术工作的能力，通过与其他学科交叉，能运用海洋科学知识解决多种研究及应用课题。有严谨求实的科学态度与作风。较为熟练地掌握一门外国语。可在科研院所、业务单位以及高等院校从事本专业或相邻专业的科研、教学和业务工作。
2.博士学位 应具有坚实宽广的地球科学、海洋学的基础，深入系统地掌握有关海洋科学基本理论、基本知识和基本技能，了解和熟悉本学科的现状、发展方向和国际前沿。至少熟练掌握一门外国语。具有独立从事科学研究的能力，能在海洋科学领域从事创新性研究，善于通过与其他学科的交叉，熟练地解决海洋科学的各种具体问题。具备学术带头人或项目负责人的素质，能承担重要科研任务。有严谨求实的科学态度与作风。能胜任高等院校、科研院所及各行各业的海洋科学教学、科研或管理工作。
五
相关学科
物理学、力学、大气科学、化学、生物学、生态学、地质学、地球物理学、环境科学与工程、地理学、电子科学与技术、计算机科学与技术。
六
编写成员
于志刚、潘德炉、孙松、李广雪、陈戈、杨桂朋、张玮、张全启、焦念志、傅刚、管长龙、翦知湣。
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编辑 / 孙浩南 审核 / 孙浩南 游志龙
指导：万剑华教授(微信号wjh18266613129)