海洋測繪海洋水文要素測量

4.1海水鹽度測定方法光學測定鹽度法 利用不同鹽度、不同溫度的海水折射率不一樣測定海水鹽度。當前1頁，總共29頁。4.1海水鹽度測定方法聲學測定鹽度法 利用聲速與海水鹽度、溫度和深度的關(guān)系測定海水鹽度。當前2頁，總共29頁。4.2海水溫度測定方法表層溫度測定利用裝在特制桶內(nèi)的水銀溫度計，與普通水銀溫度計不同，溫度計在提出水面時仍浸在水中，不與外界空氣接觸。利用水桶提水，再測溫度。溫度剖面測定4.3海水密度測定方法

利用海水密度和海水鹽度、溫度和深度關(guān)系計算得到。當前3頁，總共29頁。

受各種作用力的驅(qū)動，海水在不停的運動，海水運動最顯著的現(xiàn)象是海流、海浪和潮汐。當前4頁，總共29頁。海流也稱洋流，是海水以巨大的規(guī)模緩慢地沿著一定方向不斷流動。海流用流速和流向表示。流速：海流的速度，用以表示海流的強弱。流向：海流流去的方向，有水平方向也有垂直方向。1、海流的分類1）因引起海流的原因不同，海流可分為風生流、密度流、傾斜流和補償流風生流由穩(wěn)定的風長期吹刮在海面上，通過風對海面的摩擦力和施加在海浪迎風面上的壓力而形成的海流?！?-2海流及其測量當前5頁，總共29頁。密度流是由于各地海水的溫度鹽度不同，引起海水密度的差異，使水面高度不同，從而導致海水流動形成的海流。傾斜流亦稱坡度流，在密度均勻的海水中，由于風力作用和氣壓變化、江河水的流入、大量降水和融冰等原因，造成海水不均勻的堆積，海面傾斜導致海水的流動。補償流是指某一海區(qū)的海水流出后，鄰近海區(qū)的海水隨即流進補充，從而產(chǎn)生的海水流動?！?-2海流及其測量當前6頁，總共29頁。2）海流有暖流和寒流之分海流的水溫高于所流經(jīng)海域的水溫，稱為暖流，一般低緯度向高緯度流動，著名的有日本海的黑潮和美洲的墨西哥灣流等；海流的水溫低于所流經(jīng)海域的水溫，稱為寒流，一般高緯度向低緯度流動，如格陵蘭海流等。暖流、寒流對鄰近陸地氣候會產(chǎn)生影響，同時直接影響海洋漁業(yè)資源的分布。§3-2海流及其測量當前7頁，總共29頁。2、世界各大洋洋流分布J西風漂流h東澳暖流g南赤道流c北太平洋海流b阿拉斯加暖流a千島寒流h厄加勒斯暖流i西澳寒流d日本暖流f北赤道流e加那利寒流a拉布拉多寒流b、c北大西洋暖流d墨西哥暖流f北赤道暖流g南赤道流i本格拉寒流h巴西暖流e加利福尼亞寒流g南赤道逆流i秘魯寒流J西風海流J西風海流§3-2海流及其測量當前8頁，總共29頁。3、ADCP及流速、流向測量ADCP（聲學多普勒流速剖面儀）向水體中發(fā)射聲波，聲波碰到各層水體中懸浮的、隨水體運動的微粒后，產(chǎn)生反射，其中的部分信號被反射到ADCP，ADCP測量出信號的多普勒頻移，進而計算出水流相對ADCP的速度和方向。將該速度和方向加上測量船的速度和方向，即可得到水流相對于大地的絕對速度和流向?！?-2海流及其測量當前9頁，總共29頁。測量航速度：多普勒效應(yīng)：測量頻率變化：海水面H1海水剖面v當前10頁，總共29頁。3、ADCP及流速、流向測量通常測量船上配置四個ADCP換能器，每個換能器波束與水平面的夾角為60度，相鄰兩個換能器波束的水平投影的夾角為90度。§3-2海流及其測量當前11頁，總共29頁。

海浪是發(fā)生在海洋中的一種波動現(xiàn)象，海浪包括風浪和涌浪。風浪，指的是在風的直接作用下產(chǎn)生的水面波動。涌浪，指的是風停后存在下來的波浪和傳出風區(qū)的波浪。風浪和涌浪可以單獨存在，也可以同時存在。研究海浪的一個重要應(yīng)用，就是通過對海浪的觀測和計算處理，進行海浪預報，并對海洋水深測量進行必要改正?！?-3海浪及其測量當前12頁，總共29頁。

海浪要素：表征海浪狀況的量。波峰：波浪剖面最高點稱為波峰。波谷：波浪剖面最低點稱為波谷。波峰線：垂直波浪傳播方向上各波峰的連線。波向線：與波峰線正交的線，即波浪傳播方向。1、海浪要素§3-3海浪及其測量當前13頁，總共29頁。

波高：相鄰波峰和波谷之間的垂直距離，單位以米計。波長：兩相鄰波峰(或波谷)之間的水平距離，單位以米計。海浪的波長可達上百米。周期：相鄰兩波峰頂通過空間固定點所經(jīng)歷的時間間隔，單位以秒計。在我國沿海波浪周期一般為4～8s，曾記錄到周期為20s的長浪。波速：波形移動的速度，它等于波長除以周期，單位以米／秒計。

§3-3海浪及其測量當前14頁，總共29頁。海浪觀測要素：波型、波高、波向和周期。海浪觀測儀器：測波儀，觀測波浪時空分布特性的儀器。按照工作原理可分為視距測波儀、測波桿、壓力測波儀、聲學測波儀、重力測波儀等幾種類型。

①視距測波儀，又稱光學測波儀。觀測者在固定觀測點通過專用望遠鏡觀測隨波浮動的浮標。既可用望遠鏡中的網(wǎng)格估測海面高低變化，也可以通過傳動裝置把望遠鏡對浮標的跟蹤運動傳輸給記錄器，記錄海面的高低變化。視距測波儀是一種岸用測波儀，望遠鏡與浮標的最大距離為1500米。2、海浪觀測§3-3海浪及其測量當前15頁，總共29頁。②測波桿是垂直固定于海中的測波標桿，可用目測或自記的方法跟蹤波面在標尺上的高低變化。③壓力測波儀通過安放在水下或海底的壓力傳感器測量海水壓力的變化，再換算成海面高低變化。④聲學測波儀是一種倒置的回聲測深儀，利用置于海底的聲學換能器垂直地向海面發(fā)射聲脈沖，通過接收回波信號，測出換能器至海面垂直距離的變化。2、海浪觀測§3-3海浪及其測量當前16頁，總共29頁。⑤重力測波儀是用隨波運動的浮體內(nèi)的加速度計測量海水質(zhì)點沿重力方向的加速度，經(jīng)二次積分后求得海面高低變化。

視距測波儀和測標桿盡管準確度較低，且受主觀因素影響較大，但結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，仍是目前岸站測波的主要儀器。壓力測波儀和聲學測波儀安裝在水下或海底，可避免海面大風浪的破壞，但前者受海水濾波作用的影響，不能準確地測量短周期波；后者又受浪花和氣泡的干擾，測量破碎波的準確度受到影響。重力測波儀能較真實地測出表面波參數(shù)，是遠洋深海測波的主要手段。

2、海浪觀測§3-3海浪及其測量當前17頁，總共29頁。⑥測波傳感器陣列是利用由若干傳感器構(gòu)成的測波陣列同時測得各點的波面記錄，然后利用陣列中每一對記錄可得到交交叉譜，通過交叉普獲得海浪方向。2、海浪觀測§3-3海浪及其測量當前18頁，總共29頁。海水受日、月引潮力作用而產(chǎn)生的周期性上升和下降運動。它在垂直方向上表現(xiàn)為潮位升降現(xiàn)象，在水平方向上表現(xiàn)為潮流的進退現(xiàn)象。1、引潮力：天體對地球表面的引力與地球轉(zhuǎn)動離心力的和力。月球在其軌道上每天大約移動13.3°，因此月球引潮力場因月球的運動一天中變化不大，正是由于地球的自轉(zhuǎn)，在任一固定點上觀察者才發(fā)現(xiàn)月球引潮力的變化比較快，大約一天中有兩個周期。對于太陽的引潮力場，若地球不自轉(zhuǎn)而只有公轉(zhuǎn)，那它在一天內(nèi)的改變還不到1度；也正是因為地球既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)，才使得太陽引潮力場在地球上某點一天內(nèi)出現(xiàn)兩個變化周期。 此外，由于地、月、日相對運動，還將導致引潮力場發(fā)生半月、一月、半年、一年和多年的變化?！?-4潮汐及其測量當前19頁，總共29頁。太陰潮示意圖

當前20頁，總共29頁。2、在多數(shù)情況下，潮汐運動的平均周期為半天左右，一晝夜內(nèi)有兩次海面漲落運動，古人常把白天的漲落稱為潮，夜間的漲落稱為汐，合稱潮汐。3、高潮和低潮：高潮:海水面上升到最高時低潮:海水面降低到最低時§3-4潮汐及其測量當前21頁，總共29頁。4、潮高：從某一基準面（大地水準面）至海面的高度。5、潮差：相鄰高潮和低潮之差。在朔（農(nóng)歷初一）望（農(nóng)歷十五）后二三日出現(xiàn)潮差大的潮汐為大潮,每月有兩次大潮。在上弦（農(nóng)歷初八左右）下弦（農(nóng)歷二十二、三）后二三日出現(xiàn)潮差小的潮汐為小潮,每月有兩次小潮.6、日潮不等現(xiàn)象：同一天中，兩次高潮（或低潮）的高度不相等的現(xiàn)象。

§3-4潮汐及其測量當前22頁，總共29頁。當前23頁，總共29頁。7、潮汐觀測潮汐觀測通常稱為水位觀測，又稱驗潮。驗潮的目的是為了了解當?shù)氐某毕再|(zhì)，應(yīng)用獲得的潮汐觀測資料，來計算該地區(qū)的平均海平面、深度基準面等。觀測手段：水尺驗潮、井式自記驗潮儀驗潮、超聲波潮汐計驗潮、壓力式驗潮儀驗潮和GPS驗潮。§3-4潮汐及其測量當前24頁，總共29頁。1）水尺驗潮 原理:一種類似于用水準尺量測水位的方式。將水尺固定在碼頭壁、巖壁或海灘上，通過人工讀取水位。 特點:工作簡單、機動性強、易操作、技術(shù)含量低、造價低，常用于臨時驗潮。該方法的觀測精度受涌浪等多種因素的影響，一般約為10-15cm?！?-4潮汐及其測量當前25頁，總共29頁。2）井式自記驗潮儀驗潮原理：通過在水面上隨井內(nèi)水面起伏的浮筒帶動上面的記錄儀，來記錄水面的變化情況。特點：堅固耐用，濾波性能好，但連通導管易阻塞，成本高，機動性差。當前26頁，總共29頁。3）超聲波潮汐儀驗潮原理：通過固定在水位計頂端的聲波發(fā)射器向下發(fā)射聲信號，信號遇到水面產(chǎn)生回波，記錄回波的往返傳播時間，進而求得