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海洋科學發展史. 劉金源 國立中山大學海洋科學學院 院長 海下科技暨應用海洋物理研究所 教授 通識教育中心 合聘教授 南臺灣大學校院通識教育策略聯盟 理事長. 大 綱. 地球科學 海洋科學發展史. 海洋科學屬地球科學. 海洋是地球系統的重要組成部分 海洋科學屬於地球科學體系. 地球科學體系. 地理學 地質學 地球物理學 大氣科學 海洋科學 水文科學 相關學科：環境科學、測繪學等. 有關海洋科學研究. 研究對象： 海洋本身及與之密切相關的大氣圈、岩石圈、生物圈所聯合構成的海洋自然系統。包含海洋生態、海洋物理等子系統，各子系統間互有相關極為複雜。
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海洋科學發展史 劉金源 國立中山大學海洋科學學院 院長 海下科技暨應用海洋物理研究所 教授 通識教育中心 合聘教授 南臺灣大學校院通識教育策略聯盟 理事長
大 綱 • 地球科學 • 海洋科學發展史
海洋科學屬地球科學 • 海洋是地球系統的重要組成部分 • 海洋科學屬於地球科學體系
地球科學體系 • 地理學 • 地質學 • 地球物理學 • 大氣科學 • 海洋科學 • 水文科學 • 相關學科：環境科學、測繪學等
有關海洋科學研究 • 研究對象：海洋本身及與之密切相關的大氣圈、岩石圈、生物圈所聯合構成的海洋自然系統。包含海洋生態、海洋物理等子系統，各子系統間互有相關極為複雜。 • 主要研究方法：直接觀測及先進的研究船、測試儀器和技術設施推動了海洋科學發展。 • 輔助研究方法：資訊論、控制論、系統論等方法提供更全面的海洋資料分析。
海洋科學的分支 • 基礎性科學：物理海洋學、化學海洋學、生物海洋學、海洋地質學、環境海洋學、海氣相互作用及區域海洋學等。 • 應用與技術性研究學門：衛星海洋學、漁場海洋學、軍事海洋學、航海海洋學、海洋聲學、光學與遙感探測技術、海洋生物技術、海洋環境預報及工程環境海洋學等。 • 管理與開發之研究學門：海洋資源、海洋環境功能區劃、海洋法學、海洋監測與環境評價、海洋污染治理、海域管理等。
海洋科學發展史 • 18 世紀以前：海洋知識的累積與早期觀測研究 • 19~20世紀中葉：海洋科學的奠基與形成 • 20 世紀中葉至今：現代海洋科學時期
海洋知識的累積與早期觀測研究 • 公元前，古希臘時期：泰勒斯認為大地浮在海上；亞里斯多德作《動物誌》，描述和記載愛琴海的170餘種動物。 • 15~16世紀，地理大發現時代：義大利人哥倫布4度橫渡大西洋到達南美洲；葡萄牙人伽馬從大西洋繞過好望角經印度洋到達印度；葡萄牙人麥哲倫完成人類首次環球旅行。 • 1768~1779，英國庫克船長3次海洋探險：首先完成環南極航行，並最早進行科學考察，取得第一批關於大洋深度，表層水溫、海流及珊瑚礁等資料。
哥倫布橫渡大西洋到達南美洲；伽馬從大西洋繞過好望角經印度洋到達印度路線圖哥倫布橫渡大西洋到達南美洲；伽馬從大西洋繞過好望角經印度洋到達印度路線圖
海洋科學的奠基與形成 • 19~20 世紀中葉為海洋科學起步的重要階段。 • 對海洋的研究由海洋探險轉向為更加深入的海洋綜合考察。 • 許多理論體系在這段時期完成。
重要海洋科學考察 • 1831~36，達爾文參與小獵犬號（HMS Beagle）的五年航行，而後出版《小獵犬號航行之旅》。 • 1872~76，英國挑戰者號（HMS Challenger）進行環球科學考察，在三大洋和南極海域共127,584公里的航程中，進行了492次深海探測、133次海底挖掘、151次開闊水面拖網以及263次連續的水溫測定，並發現了約4717種海洋新物種，被視為現代海洋學研究的真正開始，使海洋學由地理學領域分化出而逐漸形成獨立的學科。 • 1925~27，德國流星號的南大西洋調查，由於成果豐碩而引發挪威、荷蘭、英國、美國及蘇聯等投入大規模的海洋調查，因而獲得了大量資料並觀測到許多新的海洋現象。
英國挑戰者號（HMS Challenger， 1872~76）的航行路線圖
重要海洋研究成果 • 英國福布斯：於1840~50年代出版了海產生物分佈圖和歐洲海的自然史 • 美國莫里：於1855年出版海洋自然地理學 • 英國達爾文：1859年出版物種緣起 • 海洋化學： 1884年，迪特瑪證實海海水主要溶解成分的恆比關係 • 海流研究：1903年，桑德斯特朗和海蘭-漢森提出深海海流的動力計算方法；1905年，埃克曼提出漂流理論 • 海洋地質學：1891年，莫里出版深海沈積一書 • 海洋（The oceans）：由斯韋爾德普魯、約翰遜和福萊明合著之統合性書籍，被譽為海洋科學建立的標誌
海洋專門研究機構建立 • 1925年，美國成立史奎普斯海洋研究院（Scripps Institution of Oceanography, University of California at San Diego；SIO/UCSD） • 1930年，美國成立伍茲霍海洋研究院（Woods Hole Oceanographic Institute；WHOI） • 1946年，蘇聯科學院海洋研究所成立 • 1949年，英國成立國立海洋研究所
Scripps Institution of Oceanography (左) (右) Woods Hole Oceanographic Institute
現代海洋科學時期 • 二次大戰對海洋科學發展的影響。 • 各國政府對海洋研究的投資增加。 • 更先進的研究船與設備，如鹽溫深儀（CTD）、都普勒流速剖面儀（ADCP）、錨泊海洋浮標、氣象衛星、海洋衛星、底層剖面儀（SBP）、側掃聲納（SSS）、潛水器、水下實驗室、水下機器人、海底深鑽和立體取樣的立體觀測系統等。 • 國際海洋科學組織紛紛成立。 • 海洋國際合作調查研究大規模展開。 • 重要發現與突破屢現，數十年的成果超出歷史的總和。
國際海洋科學組織 • 第一個國際海洋科學組織：國際海洋考察理事會（ICES）成立於1902年。 • 政府間組織：以1951年建立的「世界氣象組織」（WMO）、1960年成立的「政府間海洋學委員會」（簡稱海委會IOC，隸屬於聯合國教科文組織UNESCO）為代表。 • 民間組織：國際物理海洋學協會（IAPO）於1967年改為國際海洋物理科學協會（IAPSO）；1957年成立海洋研究科學委員會（SCOR）；1966年建立國際生物海洋協會（IABO）；國際地質科學聯合會（IUGS）也下設海洋地質學委員會（CMG）。
海洋國際合作 (1/2) • 國際地球物理年（IGY,1957-1958） • 國際印度洋考察（IIOE,1957-1965） • 國際海洋考察10年（IDOE,1971-1980，包括6個分計畫31項活動） • 熱帶大西洋國際合作調查（ICITA,1963-1964） • 黑潮及鄰近水域合作研究（CSK,1965-1977） • 全球大氣研究計畫（GARP,1977-1979，第一次全球試驗FGGE及4個副計畫） • 世紀氣候研究計畫（WCRP,1980-1983，包括4個子計畫） • 深海鑽探計畫（DSDP,1968-1983） • 熱帶海洋與全球大氣（TOGA,1985-1994）
海洋國際合作 (2/2) • 世界大洋環流實驗（WOCE,1999-2000） • 氣候變異及其可預測性（CLIVAR,1995-2010） • 大洋鑽探計畫（ODP,1985-2003） • 洋中脊計畫（Inter Ridge） • 國際海洋全球變化研究（IMAGES） • 全球海洋通量聯合研究（JGOFS,1990-2002） • 海岸帶陸海相互作用研究（LOICZ,1995-2005） • 全球海洋生態動力學研究（GLOBEC,1995-2005） • 全球有害赤潮的生態學和海洋學（GEOHAB） • 1994年11月正式生效的《聯合國海洋法公約》，則涉及全球海洋的所有方面和問題
海洋研究里程碑 • 板塊構造學說，被譽為地質學的革命。 • 海底熱泉的發現，使海洋生物學和海洋地球化學獲得新的啟示。 • 海洋中尺度渦漩和熱鹽細微結構的發現與研究，促進物理海洋學的新發展。 • 大洋環流理論、海浪譜理論、海洋生態系、熱帶大洋和全球大氣變化等領域都有突出的進展與成果。 • 代表性的科研論著：海爾主編的海洋（The Sea），莫寧主編的海洋學。
海洋科學的未來 • 三大問題：人口、資源、環境 • 21世紀為海洋科學的新世紀 • 國際行動：施行聯合國海洋法公約，成立國際海底管理局，建立國際海洋法庭，召開海洋和海岸帶永續利用大會，保護海洋環境會議和世界海洋和平大會，並把1998年訂為國際海洋年 • 國家措施：台灣、澳洲、美國、日本及歐盟等相繼公布了海洋白皮書，以因應海洋發展戰略 • 海洋科學：聯繫海洋與三大問題的橋樑
