海洋調研計劃清單書-中國海洋大學

1、海洋調查計劃書（簡版）2011級海洋科學海洋調查5組相廷夢煒兆欽雷歐廖顯春（不分先后）中尺度渦是發(fā)生在海洋中的尺度從數十公里到數百公里的渦旋運動，分布廣但是不均 勻，西北太平洋地區(qū)最為明顯。中尺度渦蘊藏著非常巨大的能量，它包含有可與平均海流所擁有能量相比擬的動能，在大尺度海洋環(huán)流中，它的動能可達總能量的80%,甚至于90%以上，因此它對世界大洋總環(huán)流起著重要的作用。那么，這個具有普遍性和巨大能量的渦旋運動，它的活動和演變到底會給海洋中的各水文要素帶來什么樣的影響呢？于是，我們組根據衛(wèi)星高度數據選定一個中尺度渦，觀測其對海流、溫鹽特性等各水文要素的影響，并由此設計了本次海洋調查任務。調查目的：觀

2、測中尺度渦對海流、溫鹽特性等水文要素的影響調查海區(qū)：西太平洋東經137度，北緯25度周邊海域調查容:(1)中尺度渦旋運動對鹽度，溫度分布尤其是溫、鹽躍層的影響;(2)渦旋運動對海流速度的影響；(3)渦旋運動對水色和透明度的影響;站位布設：1 1號站 1%* 42* Et 25* 15" N調查日期：(根據衛(wèi)星時時資料確定渦的位置，然后安排時間，以下為預計 )2014年2月5日早從出發(fā)，9日到達站點。預計到10日晚進行完1-10號站位的走航觀 測，隨后在11號站進行為期兩天的定點連續(xù)觀測，13日定點觀測結束后繼續(xù)進行12-20號站位的走月觀測，14日中午結束觀測返航，19日到港。觀測方

3、法：船只到達后，沿著圖示站位路線進行走航觀測，每個站位進行三小時的觀測，走航途中在1、4、10、14、20站點布設潛標。1-10號站位觀測結束后，在 11號站位錨定進行為期兩天的定點連續(xù)觀測。觀測結束后，繼續(xù)進行12-20號站位的走航觀測，布防潛標，取得中尺度渦較長時間的連續(xù)觀測數據。最后把測到的數據進行整理加工，以表格及圖像的形式呈現結果，最終以論文形式發(fā)表。項目經費：1、船只及人員補助等費用：以“紅”2號為例，12萬X 15天=180萬。2、儀器費用：（設備利用實驗室現有器材）主要使用儀器儀器名稱使用數量儀器用途簡介絞車2用卷筒纏繞鋼絲繩或鏈條提升或牽引重物的輕 小型起重設備。多波束回聲測

4、深儀1發(fā)射波束信號，根據探測面積上的回波信號能夠 精確測量水深。顛倒采水器1顛倒米水器，一種米集預定深度水樣和固定顛倒 溫度表的器具。顛倒溫度計2一直是海洋調查中最好的一種測溫儀器，其優(yōu)點準確可靠并能用以測量很深的深層水溫。溫鹽深儀 （XR-620CTD）100一種用于探測海水溫度，鹽度，深度等信息的探 測儀器水色計1用于測量溶解狀態(tài)的物質所產生的顏色，可用作 水色測量時的對比。DVS100一種小型的側流裝置，可以測其周圍35米的流速。透明度盤2漆成白色的直徑為 30cm的圓盤，它在海水中的 最大可見深度定義為海水透明度。聲學多普勒流速剖面儀（ADCF3）6二十世紀80年代初發(fā)展起來的一種新型

5、測流設 備，反應快、滯后小、精度局。潛標系統(tǒng)5錨定在指定位置，用以在其下部懸掛一些傳感器 以便于數據的收集。、實驗室使用簡介實驗室使用面積（m2）安置位置ADCP 室9平臺甲板公用作業(yè)室108船樓甲板通用實驗室20上甲板中心計算站19上甲板航海實習室24艇甲板氣象室12駕駛甲板重力儀室16上甲板遙感室11駕駛甲板三、觀測順序、測量項目、要求、使用儀器、測量方法（注意事項）、誤差訂正在走航觀測期間，船只到達每個站點后，按如下步驟依次對水深、水溫、鹽度、水色及 透明度、海流等進行兩次測量， 間隔兩小時。并且在預設的站點布放潛標系統(tǒng)。測量完成后,駛向下一站點繼續(xù)測量。在定點觀測期間，依舊按下述順序進

6、行為期兩天的海洋要素觀測，每隔兩小時觀測一次。（一）測深1、測量項目水深2、要求（i）水深測量的時間為，連續(xù)站每小時測一次；大面（或斷面），在船到站后即測量。（ii）深度測量的準確度為土 2%。100m以淺，記錄取一位小數；超過 100m,記錄取整數。3、測量方式回聲測深使用儀器：多波束回聲測深儀測量方法：（ i ）安裝多波束聲納系統(tǒng)（出發(fā)前船側安裝）（ii）到站測量。注意事項：（ i ）安裝時注意自身噪音、背景噪音的控制，選擇遠離船主機、副機、螺旋槳等的船側。（ii）航行過程中時刻考慮不要將儀器撞壞或者觸底。（二） 、潛標的安裝布放1、潛標的結構（結構如下附圖）主浮體、錨鏈、配重、 ADCR

7、若干輔助浮體和 CTQ dvs組成。（ i ）主浮體、輔助浮體1 、主浮體的作用是保證潛標系統(tǒng)處于豎直狀態(tài)。2、輔助浮體，為了便于收回儀器，而且進一步保證潛標系統(tǒng)處于豎直狀態(tài)。（ii）錨鏈其長度設置根據具體站點的水深進行相應的調整，大致長度控制在大于水深幾百米左右。根據中尺度渦影響深度，儀器在錨鏈上的布放位置應集中于表層至1000 米左右的標準層次上。（iii） iii） CTD采用CTD進行相應水層溫度鹽度深度的測量。具體深度參照標準層次，依次為：表層、10m、20m、30m、50m、75m、100m、125m、150m、200m、250m、300m、400m、500m、600m、 700m

8、、800m、1000m,共19個。（示意圖如下）（iv） ADCP聲學多普勒流速剖面儀。使用該儀器可以獲得所調查中尺度渦垂向大致的流速剖面結構，并且可以配合潛標上各水層所掛的dvs進行流速的相互校正比對。計劃在設計潛標結構時將ADCP放置于主浮體的下側。（v） DVS一種小型的側流裝置，可以測其周圍35米的流速。表層、10m、20m、30m、50m、75m、100m、125m、150m、200m、250m、300m、400m、 500m、600m、700m、800m、1000m,共 19 個。說明：用DVS數據對ADCP數據進行逐層校準，確保了數據的可靠性。（vi）配重配重重量要保證浮體潛標系

9、統(tǒng)不會被風浪或者海流被帶走。而且配重和錨鏈之間裝上聲學釋放設備，以便其可以順利釋放潛標系統(tǒng)。Subsurface Buoy 潛標結構I . .1'. JIKOKWIK附浮體（玻瑞浮球）3ADCP（方向向下）Cl D * D S（參照溫度標準房次l2、潛標的投放為了在走航觀測完成之后，進一步獲得該區(qū)域長期的中尺度渦觀測資料，本次調查決定使用浮標進行后期觀測。浮標的布放點設置在1、 4、 10、 14、 20 站點的相應位置。水深測量完畢之后即投放一組潛標。1 、投放潛標前，完成1 號站點的水深測量以及相關底質的勘察。2 、潛標下水前，要仔細檢查系統(tǒng)各部件連接是否牢固。浮體是否滲漏，油漆是

10、否剝落等，鐵板銹蝕部分要除銹并涂好防銹漆，錨鏈部分要涂好瀝青漆。3、注意應選擇海面平靜的天氣，并在平潮時拋放，安設后立即測量潛標處水深，檢查潛標布放是否符合預定計劃。（三）采水、用表面溫度計測量海表面溫度用繩索、水桶進行采水。表面溫度計：直接測量：（風浪?。┑谝淮胃袦兀m應海水溫度第二次感溫：01m深度處感溫5min后取上讀數。并力求迅速，要求從溫度計離開水面到讀數完畢的時間不得超過到 0.120s。根據精度要求，讀數要精確水桶取水測量：(風浪大)應將取上的一桶海水放于陰影處，把表面溫度計放入桶攪動，感溫 12min后，將海水倒掉，重新取水(此時必須注意，在把溫度計放入桶之前，應將溫度計桶的海

11、水倒盡)。感溫 3min 后，讀數。讀數時溫度計不可離開水面。第一次讀數后，過1min 后再讀數一次，當氣溫高于水溫時取偏低的一次，反之，取偏高的一次(四)沉放CTD 儀，測溫度鹽度深度1 、測量項目：溫度、深度、鹽度2、使用儀器：CTD顛倒采水器、顛倒溫度計、絞車3、測量方法：dCTD( i )對CTD 編號，提前設置好CTD 的采樣間隔和采樣頻率等參數。(ii)操縱絞車讓 CTD先進行感溫。(iii)以1m/s的速度向下釋放 CTD到800米進行測量。(iv)收回絞車的過程也測量一次。注意事項：(i)要保證儀器安全，務必不要使儀器探頭碰到船舷或觸底，注意儀器探頭溫度與水溫之差不能過大，探頭

12、應放在陰涼處，切忌曝曬。(ii)注意感溫。(iii)探頭下放時獲取的數據為準，探頭上升時獲取的數據作為參考值。顛倒溫度計：準備工作：挑選兩個器差相近的顛倒溫度計，打開采水器的溫度計架壓板，將顛倒溫度計放入套筒固定，按采水器編號順序，自左向右將采水器安置。檢查采水器，絞車，鋼絲繩。根據水深確定觀測層次，設置各層的采水器。( i )將各層的采水器編號、顛倒溫度計器號計入測溫記錄。(ii)懸掛采水器。(iii)感溫7分鐘進行讀數。記下鋼絲繩傾角和打錘時間。待各采水器全部顛倒后，按原擺放位置放回采水器，立即讀取讀數。(iv)如需取水樣，待取完水樣后，第二次讀取溫度計的主、輔溫值，并記入觀測記錄表的第二

13、次讀數欄，第二次讀數應換人復核，若同一支溫度計的主溫讀數相差超過0.02 ， 應重新復核，以確認讀數無誤。(v)若某預定水層的采水器未顛倒或某層水溫讀數可疑，應立即補測；若某水層的測量值經計算整理后，兩支溫度計之間的水溫差值多次出現超過0.06，應考慮更換其中可疑的溫度計。注意事項：( i )顛倒溫度計必須經常垂直地保持正置狀態(tài)(ii)顛倒溫度計必須保存在特制的箱，使顛倒溫度計在搬運時能保持正置狀態(tài)，并使溫度計免受劇烈振動。(五)水色、透明度1 、測量項目：水色、透明度2、使用儀器：透明度盤、水色計 3、測量方法：G透明度：在主甲板的背處，將透明度盤放入水中，沉到剛好看不見的深度，再緩慢提升到

14、隱約可見，讀取繩索在水面的標記數值（有波浪時讀取繩索在波峰和波谷處的標記數值）。精確到一位小數，重復3 次，取平均值。水色：觀測透明度后，將透明度盤提升到透明度值一半的位置，根據透明度盤上所呈現的海水顏色，在水色計中找出與之最相似的色級。注意觀測只在白天進行。每兩小時進行一次。（六）測量流速和流向1 、測量項目：流速、流向2、使用儀器：ADCP， XBT3、測量方法：0ADCP此儀器可連續(xù)記錄水體流速大小和方向，反應快滯后小精度高。對于中尺度渦的流速剖面測量可以起到很好的效果。同時也可用于船只到達指定站點過程中的走航觀測。海流表層度觀測水層深度應在0 到 3 米。 其他層次參照溫度層次設定。在

15、所有船只到達制定站點之后同時進行觀測，確保數據的同步性。安裝時應注意儀器距離船體距離要根據船只吃水深度進行相應調整。C2XBT可以接裝在各種船只上，在不同航速和海洋條件下根據需要進行的投擲。（七）其他相關觀測在西北太平洋中尺度渦定點觀測期間，共 1 條船參加觀測工作。船上配備常規(guī)海洋儀器如CTD, ADCP和相關機械如鋼索絞車以外，為了額外獲得盡可能多的數據，還配備了船裝載多普勒測雨和天氣雷達，屆時可布設于觀測海域邊緣。如此一來，不但可以獲得海上短期準確及時的天氣變化情況，測量風速和風向。還可以對觀測區(qū)域海上的船只安全提供一定的保障。也可以適當配備軍用望遠鏡來進行海發(fā)光的觀測。（八）觀測資料的

16、整理方式、方法首先，對于船只走行觀測到的數據，各站點深度數據，溫度、鹽度剖面數據，以及水色透明度的資料進行規(guī)類。對于布放潛標的數據，我們選擇了五處潛標的布放位置，分別位于渦的四周以及中央，這樣一來，經過一年左右的數據采集，我們既獲得了渦的數據也獲得了渦外的數據。通過這些數據我們可以做出各層的溫鹽深的時間連續(xù)性剖面，通過模式將數據盡可能的模擬出當時溫鹽深的真實分布，再結合衛(wèi)星給出的表面水溫，鹽度的數據，我們就能夠獲得具有中尺度渦特色的分布模型，從而很好地分析出來渦的移動路徑以及移動速度，當然還有對溫鹽的影響。（九）人員與分工三班制測深： 4 人測溫、采水：3-4 人測水色及透明度：4-5 人（共兩組）測流：2-3 人潛標：4 人一