金M) 波浪、海流与满汐共同作用 波浪与稳定海流共同作用 波诚作用 B 5 100 I0-5 D 波峰高度（心） 图1，？。钻探平台上的倾覆力矩或旋转力随被高的平方而增加。 精确的被候资料意味着可以采用平直的结构。图上的三条 曲线是根据(a)仅考虑波浪的作用，(b)加上稳定流场 的作用，（℃）加上潮流振荡的变化面获得的计算结果。 图上垒标轴标明的为国际单位制，建议把它除以本单位的 大数以得到一个作为描述坐标的无量纲数。 切
也差，然而，随着研究的深入，要求上述资料的精度也随之 提高。图1,1表示水深125m时钻探平台倾覆力矩的大小是 随波峰高度的增加而增大。如果设计波高改变1m(即设计 的结构能抵御的最大波高)，该平台就会变得更大，更坚固， 也更昂贵。由于结构力矩是由它的长度和所经受的力的乘积 而定，因此，在深水中的结构物将更长，并经受更大的倾覆 力作用。 被归入档案的那些艰苦收集到的海洋学和水文原始资 料是海洋学早期学科的一种最好说明。大家公认，获取气象 资料是一种纳税人和国家级的气象局共同资助的有价值的杜 会工作。可是地球上大部分的海洋资料却为不同组织机构所 有。某些国家，将验潮记录集中储存，另一些国家所收集的 资料则仍然是分散保管。一般来说，月前的海洋监控与其说 是为服务机构，不如说是为研究机构而设立的。而且那些开 发公司经常是自已收集资料，或者请别人鞘助获得资脚。虽 然，研究机构一殷都把它们的资料贮存到国家海洋资料中 心，可是，那些发展公司居子明显的理由保留自己资料的秘 密。 供选择的技术 除了开发不可更新的能量资源外，在海洋中，还有丰富 的可更新的能量资源，它们是可供开发的潜在能量。~例如， 提供和使用出海水中电解出来的氢气一它已超出了本书的 研究范围。那些可供选择的技术是以物理学的原理为基， 它分成三种形式：(1)海洋热能变换装置；(2)波能提取装 置，(3)潮汐发电站。 海洋潮能的利用对多数科学家具有一种特殊的魅力，目 级
前已经提出了各种各样的方案与设计，使上升和下降的潮 水位能用于驱动涡轮机发电或用于其它装置。但是，这种想 法在多数情况下备受牵制，因为它们必须有巨额的资本才能 实现，世界上第一座最主要的潮汐发电站系统建造于法国兰 斯河，价值10美元，并以功率65MW的供电能力输入国 家电网。计划在英国的塞文河河口湾建造的潮汐发电站，以 及封闭加拿大的芬地湾建立潮汐发电站的设计也已有多年。 但是由于各种各样的原因，通常是或治方面的原因，往往妨 碍这种潜在的新能源的发展。 实际上，潮汐发电只是一种形式，-还有一种可以从海洋 中获取小部分能量的形式。生活在海边的人们对波浪的成力 都有充分的了解，并目睹风暴之后所产生的后果。目前世界 上已有数量众多的，形式不同的波浪能量提取装置的专利， 其中，一些是浮动的转换器，而另一些则固定在海底。世界 上第一座实体波能涡轮发电机，1978年8月在日本海上的一 个流动发电站进行了运转试验。这种在日本称为Masuda的 浮体，利用其内部气体经过波动运转压缩而驱动涡轮机产生 电源。日本建成共有三组涡轮机的电站，成本费用超过十亿 日元，每台额定功率为125kW。把上述器具串连以产生巨大 电能的可能性是且前研究的重点问题。· 海洋中还包含有巨大的热能，它能够使地球大面积变 暖。当前利用的状况如何？海洋热能转换(OTEC)的观点是 1881年阿塞尼·阿索瓦首先提出来的，海祥热能转换的目的 在于利用太阳所加热的表层海水与下层冷水之间的温差来驱 动涡轮发电机。就如提取波动能量的装置一样，人们可以利 用各式各样的不同机理以达到这一一目的。一种新型的方法是 利用深层水和表层水将丙烷交睿冷却与加热，以驱动涡轮发 1母
电机，这是一种丙烷容器在水下的浮动装置。 凡是被推荐的技术均要求每个发电机具有10到400MW 的功率，而且在海洋热能交换区域（热带），可以通过水 下电筑把它输送到海岸和岛屿地区，用船把它的副产品一一 氨或氢运送到世界各地。法国计划在1985年建成一座功率 10MW的水下工作系统，成本费大约5亿美元。 不必多加怀疑，随着石油价格步步上升、煤的开采成本 费以及核能费用的上升，一些国家在选择能源（包括开发海 洋能源)时将给予认真的考虑。然而，这一计划的实现和戒 功，必然要求具备海洋自然环境的精确资料，兼有熟练的工 艺和工程技术。 第五节 单位和量纲 在整理海祥学的定量资料时，必须区分其中的数量，它 们的符号，它们的数值，它们的单位，它们的量纲。举例 说，加速度，因为重力一般用符号g表示，当它的单位是s- 时，其量值约为9.8。你们当中也许有人发现用32英尺·秒 表1.1。 基本单位 简 写 量 纲 米 递 A 长度，或[L了 千克 kg 质量，或[M] 秒 时间，或[T了 绝对温度 K 温度，或[K] 安培 A 电流，或[A] 20
表示更普遍些。事实上，单位系统可以任意取定。在本书 中，绝大部分都采用了国际单位系统（缩写为ST)。那是一 种即将普遍使用的单位。这个系统确认下列的基本单位（表 1,1),因此，现在我们可以写成 8=9.8ms-2或g=9,8m/s2 不要写成m/s/s 然面在多数情况下，这些单位要么太大，要么太小。因 此，S红系统同样可以用公认的前缀表示复合的基本单位。一 厘米是百分之一米，或者是一米的10~2。园际单位系统(SI) 的前缀是： 表1.2. 侪数 前 级 符号 倍数 前 敬 符号 1018 exa E 10-1 deci d 1016 peta P 10-2 centi g 101a tera T 10-3 m.lli m 1U9 g'ga G 10-6 micro H 106 mega M 10-9 nano n 109 kiio k 10-13 pico P 102 hecto h 20-5 femto f 101 deca da 10-18 atto a 因而，我们又可以把加速度写成 8-980cms2 也是正确的，不过，使用基本单位可能更好一些。另一方 面，某些特定的常用量可能有自已独有的单位。力是用牛顿 作单位表示，简写成N。能量单位是焦耳(3)，功率单位是 瓦特(W),压力单位是帕斯卡(Pa)。在附录1中，我们 给出了这类单位的完整的表。，可借，海洋学象其它许多领城 丸