海洋調查的方法 (轉 載)(共7頁)

1、緒論(xln)海洋(hiyng)調查是用各種儀器設備直接或間接對海洋(hiyng)的物理學、化學、生物學、地質學、地貌學、氣象學及其他海洋狀況進行調查研究的手段。海洋調查方法是指在海洋調查實施過程中儀器的使用、站位設置、資料整理與信息分析的方法和原則。海洋調查簡史：單船調查時期、多船聯(lián)合調查時期、無人浮標站的使用取得全天候的連續(xù)資料、海洋遙感獲得大面積同步資料。單船調查時期：英國“挑戰(zhàn)者”號: 首先采用顛倒溫度計測溫；發(fā)現(xiàn)世界大洋中鹽類組成具有恒定性的規(guī)律；奠定了現(xiàn)代海洋物理學、海洋化學和海洋地質學的基礎。英國“挑戰(zhàn)者II”號：用英國當時最新的儀器設備檢驗第一次“挑戰(zhàn)者”號的調查結果。無人浮標

2、站：固定式、自由漂浮式、水下自動升降式、深潛器。各個名稱對應的縮寫：（了解）熱帶海洋與全球大氣計劃（TOGA）；世界大洋環(huán)流實驗（WOCE）；全球海洋通量聯(lián)合研究（JGOFS）；全球能量和水循環(huán)實驗（GEWEX）；世界氣候資料計劃（WCDP）。7、把海洋調查工作考慮為一個完整的系統(tǒng)，則該系統(tǒng)至少應包含如下五個主要方面：被測對象：基本穩(wěn)定的、緩慢變化的、變化的、迅變的、瞬變的；傳感器；平臺；施測方法；數(shù)據(jù)信息處理。海上觀測：大面觀測和斷面觀測。深度測量水深測量的目的和意義：研究海洋形態(tài)；確定其它海洋要素觀測層次。水深分類：現(xiàn)場水深（也叫瞬時水深，海表至海底）；海圖水深（深度基準面至海底）。 二者

3、關系：現(xiàn)場水深大于海圖水深理論深度基準面如何確定：選理論上最低的海平面作基準面，以95%確定。 海圖水深起算面（理論最低水深）低潮位置取。水深測量的要求：連續(xù)站：每隔1小時觀測一次。 大面（斷面）站：到站即測，測完即走。100米以淺：記錄一位小數(shù)； 超過100米：記錄整數(shù)。水深測量通常采用回聲測深儀和鋼絲繩測深兩種方法。鋼絲繩測深：測深設備：繩索計數(shù)器，鋼絲繩，重錘，絞車，傾角器。測深方法：鋼絲繩前懸掛重錘，操縱絞車，放松鋼絲繩，重錘底部恰好降到水平面， 計數(shù)器清零或計數(shù)繼續(xù)放出鋼絲繩，剛觸底而松弛時，停車，緩慢收緊鋼絲繩，使之剛好觸底時讀取計數(shù)器記錄值，兩次值的差即為實際水深。鋼絲繩傾斜時，

4、以傾角器測量傾角，若大于10度需施行傾斜校正，大于30度，以其他措施使傾角控制在30度內。收回鋼絲繩。鋼絲繩的傾斜校正：余弦校正（更接近真實值），海洋常用表校正。回聲測深儀原理：利用聲波在海水以某速度（約1500m/s）直線傳播，并能由海底反射回來的特性制造的。影響(yngxing)因素：a.當溫度(wnd)變化1度時，聲速的變化(binhu)是原來的0.35%； b.鹽度每增加1，聲速值增加1.14m/s； c.深度增加100m時，聲速約增加1.75m/s； d.海水深度變化245m時，其聲速變化值相當于溫度變化1度或鹽度變化4。第三章 水溫觀測1、溫度觀測一般原則： 大洋：一級，0.02，

5、遙感等可放松要求；淺海：0.1。2、觀測時次：沿岸臺站（只觀測表層水溫，每日的2，8，14，20時）；海上觀測：大面或斷面（到站即測）；連續(xù)站（每2小時一次）。3、液體溫度計：液體體積越大，靈敏度越高。4、溫度計的靈敏度：溫度每變化1度，液體長度的改變量。5、表層：海表面以下1米以內。6、電子溫度計：熱電式：100米以內，準確度0.5電阻式：500米以內，準確度0.1電子式：深度不限，準確度0.02，航速16節(jié)時準確度0.1晶體振蕩式：準確度0.001，分辨率0.0001 ，定點或校正儀器，不能用于走航。7、玻璃液體溫度計的誤差：（感溫時間長，靈敏度低，不能連續(xù)記溫）1）常定誤差：制作不良、非

6、線性誤差、液體分化（測液不純）、玻璃收縮。 2）無法用配器差計正值消除：非常定誤差（水溫與氣溫不一致，視線誤差）。8、顛倒采水器與顛倒溫度計要同時用。 活門自動關閉、采水的裝置：使錘。9、顛倒溫度計的結構和原理：種類：閉端（防壓）和開端（受壓）功能：測量水溫、確定沉放深度閉端和開端溫度計內部各有2支溫度計，主溫和輔溫，主溫測量水溫，輔溫測量玻璃套管內的溫度以進行還原訂正，兩者相互倒置。原理：受壓型的顛倒溫度計的套管一端封閉，防壓型的兩端完全封閉。主溫表為雙端式水銀溫度表，由貯蓄泡、接受泡、毛細管和盲枝等部分組成。貯蓄泡和玻璃套管之間充以水銀，為避免深水水壓影響主溫表中水銀柱的升降，特留有一定的

7、空間。感溫時貯蓄泡向下，盲枝的交叉點（斷點）以上的水銀柱高度取決于現(xiàn)場溫度。將溫度表顛倒時，水銀柱便在斷點處斷開，從而保留了現(xiàn)場的溫度讀數(shù)。將溫度表提出水面后，即可讀出所測量的水層的溫度。輔溫表為普通的水銀溫度表，可用其測量環(huán)境的溫度，計算出主溫表讀數(shù)的誤差而加以訂正。閉端顛倒溫度表的水銀柱高度不受水壓（或水深）的影響，故可利用閉端的和開端的顛倒溫度表的差值算出儀器沉放的深度。閉端溫度計獲得實測水溫。顛倒溫度計測溫記錄(jl)的整理器差校正(jiozhng)經(jīng)過器差訂正(dngzhng)后，尚需還原訂正閉端顛倒溫度計的主溫讀數(shù)經(jīng)器差和還原訂正后，即得實測水溫。10、1）閉端溫度計的還原訂正根據(jù)

8、器差訂正后的閉端溫度計的主溫和輔溫進行，經(jīng)過器差訂正和還原訂正后的溫度為實測水溫 2）開端溫度計的還原訂正根據(jù)器差訂正后的開端溫度計主溫和輔溫和閉端溫度計的實測水溫進行11、保存或使用顛倒溫度計的注意事項顛倒溫度計必須經(jīng)常垂直地保持正置狀態(tài)，否則，斷裂的水銀柱與整個水銀體長期相隔會在斷裂處形成氧化膜，從而發(fā)生不正常斷裂，影響顛倒溫度計的正確性。：開端溫度計壓力系數(shù) g：調查海區(qū)的重力加速度 ：上層水平均比容 T：開端溫度計的準確示值 TW：閉端溫度計的準確示值 12、CDT投放最重要的三點規(guī)則務必使儀器探頭碰到船舷或觸底，釋放儀器要在迎風弦，避免儀器壓入艙底。若船只搖擺劇烈，應選擇較大的下降速

9、度，以避免資料中出現(xiàn)較多的深度逆變現(xiàn)象13、遙感測溫現(xiàn)場測量確定：不能多點同步進行遙感的局限性：薄層溫差的存在，遙感測量的為皮溫。第四章 鹽度測量1、鹽度與沿岸徑流量、降水及海面蒸發(fā)密切相關。實用鹽度標準的建立，標志著鹽度正式脫離氯度，成為表示海水性質的獨立參數(shù)。2、鹽度的測量方法：化學方法：莫爾-克努森法、法揚司法 物理化學方法：電位滴定法、離子選擇電極法 物理方法：電導法、折射率測定法、直接比重測定法3、電極式鹽度計：采用恒溫控制設備，免除電路自動補償?shù)柠}度計。感應式溫度計比電極式鹽度計準確度低。4、利用現(xiàn)場溫深儀測量鹽度原理：從現(xiàn)場調查的CTD儀獲取的相對電導率R、溫度、壓力數(shù)據(jù)，必須經(jīng)

10、過處理后才得到鹽度資料，現(xiàn)場測定的相對電導率R可分成三部分。 從現(xiàn)場調查的CTD儀獲取的相對電導率R與溫度、鹽度和壓力有關。5、SYC2-2型實驗室海水鹽度計利用電極電導池測定海水的相對電導率。6、根據(jù)鹽度計在恒溫15度下測出的電導率比值可以直接從表中得到鹽度。第五章 透明度、水色、海發(fā)光的觀測1、海水中光線的強弱和海水的清濁以及懸浮物質的多少有關：在渾濁的近岸海水中 在表層2-3m以內就有85%的光 在渾濁的近岸海水中，在表層2 3m以內就有85%的光線被吸收掉；而在大洋的海水中 在深度10m處被吸收光線還不到 而在大洋的海水中，在深度10m處被吸收光線還不到70%。2、透明度的觀測(gun

11、c)只在白天進行，觀測(gunc)時間為:連續(xù)觀測站：每二小時(xiosh)觀測一次，大面觀測站：到站即測，測完即走。觀測地點應選擇在背陽光的地方，觀測時必須避免船上排出的污水影響。3、各色光的投射量與吸收量的比 叫做“吸收率”，即：吸收率=各色光吸收量/各色光投射量各色光線波長不同，吸收率也不同。一般來說，波長長度與吸收率呈正比例的關系。4、散射能量與波長有關，還與懸浮物顆粒粒徑有關，粒徑越小，短波散射能量越大。5、吸收率大的光波，其散射能量小，而吸收率小的光波，其散射能量大。6、水色計是由藍色、黃色、褐色三種溶液按一定比例配制的21種不同色級7、海發(fā)光是海中的微光，它是指夜間海面生物的發(fā)光

12、現(xiàn)象。類型：火花型、彌漫型、閃光型。第六章 海冰的觀測1、海冰是海洋中一切冰的總稱，它包括咸水冰，淡水冰，冰山。2、海冰觀測的要素：浮冰觀測、固定冰觀測和冰山觀測。海冰的輔助觀測項目有海面能見度、氣溫、風速、風向及天氣現(xiàn)象。3、海水冰點Tf（-1.33）和海水最大密度Tmax隨鹽度的增加而降低，Tf和Tmax相同時的海水鹽度值為24.695，鹽度大于該值時Tf大于Tmax。4、冰期是指冰維持的時間，自出現(xiàn)冰起至冰消失的這一時段。初冰日（11月下旬至1月中旬，提前觀測），終冰日（2月下旬至3月上旬，延長觀測）。5、 冰量為能見海域內海冰覆蓋的面積占該海域面積的成數(shù)。冰量包括總冰量、浮冰量和固定冰

13、量三種。冰量的大小不僅與冰的多少有關，還與能見海面的大小有關。6、冰清年度為入冬的頭年年度為準。7、浮冰密集度是描述浮冰群里冰塊與冰塊之間緊密程度的一個物理量。定義：浮冰群中所有冰塊總面積占整個浮冰區(qū)域面積的成數(shù)。8、冰型分為浮冰型和固定冰型兩種。9、海上浮冰和冰山的漂流，主要取決于風和流的共同作用。10、乘船在進行浮冰方向和速度觀測時應在船只拋錨后進行，且要先環(huán)視冰區(qū)邊緣，選擇不少于三個特征點。然后用測距儀和羅經(jīng)或雷達測出各點相對于測點的方向和距離 并記入表中，冰區(qū)邊緣線觀測不到時，應在備注欄內說明11、浮冰速度為單位時間內浮冰移動的距離，以m/s為單位，取一位小數(shù)。12、浮冰方向和速度的觀

14、測，在海濱觀測用測波儀進行。13、固定冰堆積量是指沿岸冰堆積聚塊的情況。固定冰堆積高度分為一般堆積高度和最大堆積高度。14、固定冰厚度觀測：是指沿岸冰表面至冰層底的垂直距離，以cm為單位，取整數(shù)。15、在固定冰寬度觀測前，首先確定基線，基線應選擇在測冰點附近，以所測得的固定冰寬度代表測區(qū)的一般情況為原則，基線方向應與岸線垂直。16、表示冰情況(qngkung)的圖象叫冰情圖，由底圖(d t)和冰情兩部分(b fen)組成。17、底圖板面應在圖的右下方設計可填主要冰情要素、冰情概述以及站名、年、月、日、比例尺，在圖上方設計可填圖例的專欄。第七章 海流觀測1、海流觀測主要是指海水運動空間尺度較大、

15、時間尺度較長的運動，海流觀測包括：潮流、常流。常流：海水沿一定路徑、方向基本朝向一個方向的大規(guī)模的運動。潮流：水平方向周期性的流動，其剩余部分稱為常流、余流或通稱海流。2、進行海流觀測時，所得到的結果是常流和潮流的合成。 3、海流的觀測包括流向和流速兩項。單位時間內海水流動的距離稱為流速，單位cm/s 。流向指海水流去的方向，單位度()，正北為0 。表層， 03m以內的水層。 觀測海流的方式：隨流觀測的拉格朗日法和定點的歐拉法 。海流觀測方法：浮標漂移測流法，定點觀測海流，走航測流4、浮標漂移測流方法是根據(jù)自由漂移物隨海水流動的情況來確定海水的流速、流向，主要適用于表層流的觀測。 5、中性浮子

16、測流用于深海海流的觀測。 原理：實測中，首先根據(jù)溫鹽觀測值，確定出待測海流層的海水密度，按此等效密度調節(jié)中性浮子，施放的中性浮子在預定的水層上處于重力和海水浮力相平衡的狀態(tài)下，在這個預定水層上隨海水一同漂流 ，觀測船上利用聲納跟蹤中性浮子的飄移，消除掉因船體漂移產(chǎn)生的相對運動，即可測出相應水層的流動速度和方向。6、漂流浮標法觀測海洋深層海流面常采用的方法是：聲納跟蹤中性浮子。7、深海海流的觀測：聲納跟蹤中性浮子；聲學多普勒海流計 ：可測弱流原理：實測中，首先根據(jù)溫鹽觀測值，確定出待測海流層的海水密度，按此等效密度調節(jié)中性浮子，施放的中性浮子在預定的水層上處于重力和海水浮力相平衡的狀態(tài)下，在這個

17、預定水層上隨海水一同漂流，觀測船上利用聲納跟蹤中性浮子的漂移，消除掉因船體漂移產(chǎn)生的相對運動，即可測出相應水層的流動速度和方向。 8、在深海測流時，如船只拋錨困難且深層流速確實很小，可用“雙機法”觀測：即在漂移船只上，將一臺海流計置于預定觀測水層，而將另一臺海流計沉放至“無流層”。兩層海流計觀測結果的矢量差，便是預定水層的海流觀測值。 9、電磁海流計應用法拉弟電磁感應定理，通過測量海水流過磁場時所產(chǎn)生的感應電動勢測定海流。根據(jù)磁場的來源不同，分為地磁場電磁海流計和人造磁場電磁海流計。 優(yōu)點：用于定點觀測。10、地磁場電磁海流計 優(yōu)點：可以走航自記。 缺點：由于它與地球垂直磁場強度有關，不能在赤

18、道附近使用。 赤道附近用電磁海流計進行海流觀測時應使用人工磁場電磁海流計測流。11、機械旋漿式海流計不用于走航，只能定點觀測。12、海流調查中最廣泛應用的：安德拉海流計和直讀式海流計13、湍流和波動對海流觀測來說相當于“噪聲(zoshng)”，為了將其過濾掉，可以通過選擇合適的持續(xù)時間選擇(xunz)。14、聲學多普勒海流(hili)剖面儀（ADCP）是目前觀測多層海流剖面的最有效的方法。原理：是測定聲波入射到海水中微顆粒的反向散射在頻率上的多普勒頻移，從而得到不同水層水體的運動速度。第八章 海浪觀測 1、海浪觀測主要對象是風浪和涌浪風浪：由當?shù)仫L引起且直到觀測時仍處于風力作用下的海面波浪。風區(qū)：指速度、方向基本恒定的風，在一定時間內所 經(jīng)歷的的