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浅谈《物理海洋学》课程实习内容及思考
作者:陈耀登
来源:《学周刊·下旬刊》2015年第05期
摘要:作为海洋科学专业的学科主干课程,《物理海洋学》为加深学生对该课程相应基础知识的理解和掌握,加强学生动手能力,配套了相应的实习环节。本文详细介绍了该实习环节相关实习内容的设置,并对实习效果进行了总结和思考。 关键词:物理海洋学 课程设计 教学 一、概述
海洋物理学是以物理学的理论、技术和方法,研究海洋中的物理现象及其变化规律,并研究海洋水体与大气圈、岩圈和生物圈的相互作用的科学。《物理海洋学》课程旨在使学生系统地掌握物理海洋的基本理论及其发展全貌,理解目前的研究水平和今后发展的方向。通过对《物理海洋》的学习,要求学生掌握海洋动力现象(海流、海浪、潮波、内波和风暴潮)的基本概念和运动变化的基本规律,学会对海洋动力现象进行研究和分析的基本思路和方法。而《物理海洋学》的课程设计目的在于使学生理解和掌握海洋观测数据的提取方法,掌握潮汐类型判断方法,潮汐调和分析的概念、目的和方法,学会运用计算机编程语言编写基于最小二乘法的潮汐调和分析程序,加强学生对潮汐现象的理解。 二、实习内容安排
(一)海洋潮汐数据的读取和潮汐过程线绘制
潮汐现象与人类有着密切的联系,在生产实践活动中,滩涂围垦、水产养殖和捕捞、航海、港口建设、潮汐发电以及军事活动等都和潮汐现象有密切的联系。本问题的实习目的是希望学生学会利用Fortran程序编写简单海洋数据的读取程序,熟悉海洋潮汐观测数据的内容、格式,并学会和掌握利用潮汐过程线初步分析潮汐类型。实习要求是编写Fortran程序,自动读取不同格式的海洋潮汐数据,利用excell绘制潮汐过程线,并通过绘制潮汐过程线分析潮汐类型。实习程序与时间分配:介绍实习目的和实习要求(0.5学时);学生进行编写程序、绘制图形(1.5学时)。检查方法:实习图形及潮汐类型分析结果。 (二)三阶Stokes波分析
线性波动理论,使得方程得到简化,复杂波动使用线性方法进行研究,可以解释一些实际波动现象:波动的轨迹、波动的能量、波浪的折射等问题。线性波动理论假定波动振幅相对于波长无限小,而实际海洋中的波动振幅相对于波长不能视为无限小,因此具有局限性:在实际海洋中波形并非正(余)弦曲线,水质点的运动轨迹也不封闭,而且线性波动的叠加不能完全描述实际的复杂海浪现象。有限振幅波动取消了小振幅假定,认为振幅有限,其结果可以解释