1.1.1　海洋科学研究对象

地球科学就是以人类之家——地球为研究对象的科学体系，从不同角度对地球内外不同圈层和范围进行研究而形成的各个学科，则是地球科学体系的分支和组成部分。由于地球科学系统本身的复杂性，有的分支学科会不断深入发展，有的则会逐渐分化而成为相对独立的学科。与此同时，基于地球各部分之间存在的客观联系，特别是不同学科或方法的互相借鉴、交叉与渗透，会不断形成一些新的交叉或边缘学科，地球科学便形成了众多的分支及相关学科，组成了一个复杂的科学体系。目前观点认为，地球科学主要包括地理学、地质学、大气科学、海洋科学、水文科学、固体地球物理学，而环境科学和测绘学也与地球科学有着极为密切的关系。

其中，海洋科学是研究地球上海洋的自然现象、性质及其变化规律，以及与开发和利用海洋有关的知识体系。海洋科学的研究对象，既有占地球表面近71%的海洋（其中包括海洋中的水及溶解或悬浮于海水中的物质和生存于海洋中的生物），也有海洋的底边界（包括海洋沉积和海底岩石圈）和海洋的侧边界（包括河口、海岸带），还有海洋的上边界（海面上的大气边界层）等。它的研究内容既包括海水的运动规律和海洋中的物理、化学、生物过程及其相互作用的基础理论，也包括海洋资源开发、利用及有关海洋军事活动所迫切需要的应用研究。这些研究与力学、物理学、化学、生物学、地质学、大气科学及水文科学等均有密切关系，而海洋环境保护和污染监测与治理还涉及环境科学、管理科学和法学等。世界大洋虽然广漠但又互相连通，从而具有统一性与整体性。海洋中各种自然过程相互作用具有的复杂性、人为影响日趋多样性、主要研究方法和手段的相互借鉴相辅相成等，这些共同促使海洋科学发展成为一个综合性很强的科学体系。

海洋科学研究对象具有以下主要特点：

（1）特殊性与复杂性。在太阳系中，除地球之外，尚未发现其他星球上有海洋。全球海洋的总面积约为3.6×108 km2，豹是陆地面积的2.5倍。在总体积13.7×108 km3的海水中，水占96.5%。水与其他液态物质相比，具有许多独特的物理性质，如极大的比热容、介电常数和溶解能力，极小的黏滞性和压缩性等。海水由于溶解了多种物质，性质更特殊，这不仅影响着海水自身的理化性质，还导致了海洋生物与陆地生物的诸多差异。陆地生物几乎集中栖息于地表上下数十米的范围内，海洋生物的分布则从海面到海底，范围可达1万m。海洋中有近20万种动物、1万多种植物，还有细菌和真菌等，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。

（2）作为一个物理系统，海洋中水—气—冰三态的转化无时无刻不在进行，这也是在其他星球上所未发现的。海洋每年蒸发约44×108 t淡水，可使大气水分10～15天完成一次更新，这势必影响海水密度等诸多物理性质的变化，进而制约海水的运动及海洋水团的形成与消长。从固结于旋转地球坐标系中来观察，海水的运动还受制于海面风应力、天体引力、重力和地球自转偏向力等，各种因素的共同作用必然导致海洋中的各种物理过程更趋复杂，即不仅有力学、热学等物理过程，也有大、中、小各种空间或时间特征尺度的过程，导致海水无时无刻不在运动变化。

（3）海洋作为一个自然系统，具有多层次耦合的特点。地球海洋充满了各种各样的“矛盾”，如海陆分布不均匀、海洋的连通与阻隔等。海洋水平尺度之大远逾数万千米，而铅直向尺度之小，平均水深只有3 795 m，两者差别很大。其他“矛盾”，如蒸发与降水、结冰与融冰、海水的增温与降温、下沉与上升、物质的溶解与析出、沉降与悬浮、淤积与冲刷、海侵与海退、潮位的涨与落、波浪的生与消、大陆的裂离与聚合、大洋地壳的扩张与潜没、海洋生态系平衡的维系与破坏等，它们相辅相成，共同组成了这个复杂的统一体。当然，这个统一体可以分成许多子系统，而许多子系统之间，如海洋与大气，海水与海岸、海底，海洋生物与化学过程等，大多有相互耦合关系，并且与全球构造运动及某些天文因素等密切相关。这些自然过程通过各种形式的能量或物质循环，相互影响和制约，从而结合在一起构成了一个全球规模的、多层次的、复杂的海洋自然系统。