海洋調(diào)查的方法 (轉(zhuǎn) 載)(共7頁(yè))

1、緒論(xln)海洋(hiyng)調(diào)查是用各種儀器設(shè)備直接或間接對(duì)海洋(hiyng)的物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地貌學(xué)、氣象學(xué)及其他海洋狀況進(jìn)行調(diào)查研究的手段。海洋調(diào)查方法是指在海洋調(diào)查實(shí)施過(guò)程中儀器的使用、站位設(shè)置、資料整理與信息分析的方法和原則。海洋調(diào)查簡(jiǎn)史：?jiǎn)未{(diào)查時(shí)期、多船聯(lián)合調(diào)查時(shí)期、無(wú)人浮標(biāo)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(diào)查時(shí)期：英國(guó)“挑戰(zhàn)者”號(hào): 首先采用顛倒溫度計(jì)測(cè)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(xué)、海洋化學(xué)和海洋地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)。英國(guó)“挑戰(zhàn)者II”號(hào)：用英國(guó)當(dāng)時(shí)最新的儀器設(shè)備檢驗(yàn)第一次“挑戰(zhàn)者”號(hào)的調(diào)查結(jié)果。無(wú)人浮標(biāo)

2、站：固定式、自由漂浮式、水下自動(dòng)升降式、深潛器。各個(gè)名稱對(duì)應(yīng)的縮寫：（了解）熱帶海洋與全球大氣計(jì)劃（TOGA）；世界大洋環(huán)流實(shí)驗(yàn)（WOCE）；全球海洋通量聯(lián)合研究（JGOFS）；全球能量和水循環(huán)實(shí)驗(yàn)（GEWEX）；世界氣候資料計(jì)劃（WCDP）。7、把海洋調(diào)查工作考慮為一個(gè)完整的系統(tǒng)，則該系統(tǒng)至少應(yīng)包含如下五個(gè)主要方面：被測(cè)對(duì)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(tái)；施測(cè)方法；數(shù)據(jù)信息處理。海上觀測(cè)：大面觀測(cè)和斷面觀測(cè)。深度測(cè)量水深測(cè)量的目的和意義：研究海洋形態(tài)；確定其它海洋要素觀測(cè)層次。水深分類：現(xiàn)場(chǎng)水深（也叫瞬時(shí)水深，海表至海底）；海圖水深（深度基準(zhǔn)面至海底）。 二者

3、關(guān)系：現(xiàn)場(chǎng)水深大于海圖水深理論深度基準(zhǔn)面如何確定：選理論上最低的海平面作基準(zhǔn)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(cè)量的要求：連續(xù)站：每隔1小時(shí)觀測(cè)一次。 大面（斷面）站：到站即測(cè)，測(cè)完即走。100米以淺：記錄一位小數(shù)； 超過(guò)100米：記錄整數(shù)。水深測(cè)量通常采用回聲測(cè)深儀和鋼絲繩測(cè)深兩種方法。鋼絲繩測(cè)深：測(cè)深設(shè)備：繩索計(jì)數(shù)器，鋼絲繩，重錘，絞車，傾角器。測(cè)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(jì)數(shù)器清零或計(jì)數(shù)繼續(xù)放出鋼絲繩，剛觸底而松弛時(shí)，停車，緩慢收緊鋼絲繩，使之剛好觸底時(shí)讀取計(jì)數(shù)器記錄值，兩次值的差即為實(shí)際水深。鋼絲繩傾斜時(shí)，

4、以傾角器測(cè)量?jī)A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(nèi)。收回鋼絲繩。鋼絲繩的傾斜校正：余弦校正（更接近真實(shí)值），海洋常用表校正?；芈暅y(cè)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(lái)的特性制造的。影響(yngxing)因素：a.當(dāng)溫度(wnd)變化1度時(shí)，聲速的變化(binhu)是原來(lái)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(shí)，聲速約增加1.75m/s； d.海水深度變化245m時(shí)，其聲速變化值相當(dāng)于溫度變化1度或鹽度變化4。第三章 水溫觀測(cè)1、溫度觀測(cè)一般原則： 大洋：一級(jí)，0.02，

5、遙感等可放松要求；淺海：0.1。2、觀測(cè)時(shí)次：沿岸臺(tái)站（只觀測(cè)表層水溫，每日的2，8，14，20時(shí)）；海上觀測(cè)：大面或斷面（到站即測(cè)）；連續(xù)站（每2小時(shí)一次）。3、液體溫度計(jì)：液體體積越大，靈敏度越高。4、溫度計(jì)的靈敏度：溫度每變化1度，液體長(zhǎng)度的改變量。5、表層：海表面以下1米以內(nèi)。6、電子溫度計(jì)：熱電式：100米以內(nèi)，準(zhǔn)確度0.5電阻式：500米以內(nèi)，準(zhǔn)確度0.1電子式：深度不限，準(zhǔn)確度0.02，航速16節(jié)時(shí)準(zhǔn)確度0.1晶體振蕩式：準(zhǔn)確度0.001，分辨率0.0001 ，定點(diǎn)或校正儀器，不能用于走航。7、玻璃液體溫度計(jì)的誤差：（感溫時(shí)間長(zhǎng)，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(cè)液不純）、玻璃收縮。 2）無(wú)法用配器差計(jì)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(jì)要同時(shí)用。 活門自動(dòng)關(guān)閉、采水的裝置：使錘。9、顛倒溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)和原理：種類：閉端（防壓）和開端（受壓）功能：測(cè)量水溫、確定沉放深度閉端和開端溫度計(jì)內(nèi)部各有2支溫度計(jì)，主溫和輔溫，主溫測(cè)量水溫，輔溫測(cè)量玻璃套管內(nèi)的溫度以進(jìn)行還原訂正，兩者相互倒置。原理：受壓型的顛倒溫度計(jì)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(xì)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(shí)貯蓄泡向下，盲枝的交叉點(diǎn)（斷點(diǎn)）以上的水銀柱高度取決于現(xiàn)場(chǎng)溫度。將溫度表顛倒時(shí)，水銀柱便在斷點(diǎn)處斷開，從而保留了現(xiàn)場(chǎng)的溫度讀數(shù)。將溫度表提出水面后，即可讀出所測(cè)量的水層的溫度。輔溫表為普通的水銀溫度表，可用其測(cè)量環(huán)境的溫度，計(jì)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(jì)獲得實(shí)測(cè)水溫。顛倒溫度計(jì)測(cè)溫記錄(jl)的整理器差校正(jiozhng)經(jīng)過(guò)器差訂正(dngzhng)后，尚需還原訂正閉端顛倒溫度計(jì)的主溫讀數(shù)經(jīng)器差和還原訂正后，即得實(shí)測(cè)水溫。10、1）閉端溫度計(jì)的還原訂正根據(jù)

8、器差訂正后的閉端溫度計(jì)的主溫和輔溫進(jìn)行，經(jīng)過(guò)器差訂正和還原訂正后的溫度為實(shí)測(cè)水溫 2）開端溫度計(jì)的還原訂正根據(jù)器差訂正后的開端溫度計(jì)主溫和輔溫和閉端溫度計(jì)的實(shí)測(cè)水溫進(jìn)行11、保存或使用顛倒溫度計(jì)的注意事項(xiàng)顛倒溫度計(jì)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(gè)水銀體長(zhǎng)期相隔會(huì)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(jì)的正確性。：開端溫度計(jì)壓力系數(shù) g：調(diào)查海區(qū)的重力加速度 ：上層水平均比容 T：開端溫度計(jì)的準(zhǔn)確示值 TW：閉端溫度計(jì)的準(zhǔn)確示值 12、CDT投放最重要的三點(diǎn)規(guī)則務(wù)必使儀器探頭碰到船舷或觸底，釋放儀器要在迎風(fēng)弦，避免儀器壓入艙底。若船只搖擺劇烈，應(yīng)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(cè)溫現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量確定：不能多點(diǎn)同步進(jìn)行遙感的局限性：薄層溫差的存在，遙感測(cè)量的為皮溫。第四章 鹽度測(cè)量1、鹽度與沿岸徑流量、降水及海面蒸發(fā)密切相關(guān)。實(shí)用鹽度標(biāo)準(zhǔn)的建立，標(biāo)志著鹽度正式脫離氯度，成為表示海水性質(zhì)的獨(dú)立參數(shù)。2、鹽度的測(cè)量方法：化學(xué)方法：莫爾-克努森法、法揚(yáng)司法 物理化學(xué)方法：電位滴定法、離子選擇電極法 物理方法：電導(dǎo)法、折射率測(cè)定法、直接比重測(cè)定法3、電極式鹽度計(jì)：采用恒溫控制設(shè)備，免除電路自動(dòng)補(bǔ)償?shù)柠}度計(jì)。感應(yīng)式溫度計(jì)比電極式鹽度計(jì)準(zhǔn)確度低。4、利用現(xiàn)場(chǎng)溫深儀測(cè)量鹽度原理：從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的CTD儀獲取的相對(duì)電導(dǎo)率R、溫度、壓力數(shù)據(jù)，必須經(jīng)

10、過(guò)處理后才得到鹽度資料，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定的相對(duì)電導(dǎo)率R可分成三部分。 從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的CTD儀獲取的相對(duì)電導(dǎo)率R與溫度、鹽度和壓力有關(guān)。5、SYC2-2型實(shí)驗(yàn)室海水鹽度計(jì)利用電極電導(dǎo)池測(cè)定海水的相對(duì)電導(dǎo)率。6、根據(jù)鹽度計(jì)在恒溫15度下測(cè)出的電導(dǎo)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(cè)1、海水中光線的強(qiáng)弱和海水的清濁以及懸浮物質(zhì)的多少有關(guān)：在渾濁的近岸海水中 在表層2-3m以內(nèi)就有85%的光 在渾濁的近岸海水中，在表層2 3m以內(nèi)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(cè)(gun

11、c)只在白天進(jìn)行，觀測(cè)(gunc)時(shí)間為:連續(xù)觀測(cè)站：每二小時(shí)(xiosh)觀測(cè)一次，大面觀測(cè)站：到站即測(cè)，測(cè)完即走。觀測(cè)地點(diǎn)應(yīng)選擇在背陽(yáng)光的地方，觀測(cè)時(shí)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(zhǎng)不同，吸收率也不同。一般來(lái)說(shuō)，波長(zhǎng)長(zhǎng)度與吸收率呈正比例的關(guān)系。4、散射能量與波長(zhǎng)有關(guān)，還與懸浮物顆粒粒徑有關(guān)，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(jì)是由藍(lán)色、黃色、褐色三種溶液按一定比例配制的21種不同色級(jí)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(cè)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(cè)的要素：浮冰觀測(cè)、固定冰觀測(cè)和冰山觀測(cè)。海冰的輔助觀測(cè)項(xiàng)目有海面能見度、氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向及天氣現(xiàn)象。3、海水冰點(diǎn)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(shí)的海水鹽度值為24.695，鹽度大于該值時(shí)Tf大于Tmax。4、冰期是指冰維持的時(shí)間，自出現(xiàn)冰起至冰消失的這一時(shí)段。初冰日（11月下旬至1月中旬，提前觀測(cè)），終冰日（2月下旬至3月上旬，延長(zhǎng)觀測(cè)）。5、 冰量為能見海域內(nèi)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(guān)，還與能見海面的大小有關(guān)。6、冰清年度為入冬的頭年年度為準(zhǔn)。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(gè)物理量。定義：浮冰群中所有冰塊總面積占整個(gè)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(fēng)和流的共同作用。10、乘船在進(jìn)行浮冰方向和速度觀測(cè)時(shí)應(yīng)在船只拋錨后進(jìn)行，且要先環(huán)視冰區(qū)邊緣，選擇不少于三個(gè)特征點(diǎn)。然后用測(cè)距儀和羅經(jīng)或雷達(dá)測(cè)出各點(diǎn)相對(duì)于測(cè)點(diǎn)的方向和距離 并記入表中，冰區(qū)邊緣線觀測(cè)不到時(shí)，應(yīng)在備注欄內(nèi)說(shuō)明11、浮冰速度為單位時(shí)間內(nèi)浮冰移動(dòng)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(cè)，在海濱觀測(cè)用測(cè)波儀進(jìn)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(cè)：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(cè)前，首先確定基線，基線應(yīng)選擇在測(cè)冰點(diǎn)附近，以所測(cè)得的固定冰寬度代表測(cè)區(qū)的一般情況為原則，基線方向應(yīng)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(yīng)在圖的右下方設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)可填圖例的專欄。第七章 海流觀測(cè)1、海流觀測(cè)主要是指海水運(yùn)動(dòng)空間尺度較大、

15、時(shí)間尺度較長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)，海流觀測(cè)包括：潮流、常流。常流：海水沿一定路徑、方向基本朝向一個(gè)方向的大規(guī)模的運(yùn)動(dòng)。潮流：水平方向周期性的流動(dòng)，其剩余部分稱為常流、余流或通稱海流。2、進(jìn)行海流觀測(cè)時(shí)，所得到的結(jié)果是常流和潮流的合成。 3、海流的觀測(cè)包括流向和流速兩項(xiàng)。單位時(shí)間內(nèi)海水流動(dòng)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(nèi)的水層。 觀測(cè)海流的方式：隨流觀測(cè)的拉格朗日法和定點(diǎn)的歐拉法 。海流觀測(cè)方法：浮標(biāo)漂移測(cè)流法，定點(diǎn)觀測(cè)海流，走航測(cè)流4、浮標(biāo)漂移測(cè)流方法是根據(jù)自由漂移物隨海水流動(dòng)的情況來(lái)確定海水的流速、流向，主要適用于表層流的觀測(cè)。 5、中性浮子

16、測(cè)流用于深海海流的觀測(cè)。 原理：實(shí)測(cè)中，首先根據(jù)溫鹽觀測(cè)值，確定出待測(cè)海流層的海水密度，按此等效密度調(diào)節(jié)中性浮子，施放的中性浮子在預(yù)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(gè)預(yù)定水層上隨海水一同漂流 ，觀測(cè)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(duì)運(yùn)動(dòng)，即可測(cè)出相應(yīng)水層的流動(dòng)速度和方向。6、漂流浮標(biāo)法觀測(cè)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(cè)：聲納跟蹤中性浮子；聲學(xué)多普勒海流計(jì) ：可測(cè)弱流原理：實(shí)測(cè)中，首先根據(jù)溫鹽觀測(cè)值，確定出待測(cè)海流層的海水密度，按此等效密度調(diào)節(jié)中性浮子，施放的中性浮子在預(yù)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(gè)

17、預(yù)定水層上隨海水一同漂流，觀測(cè)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(duì)運(yùn)動(dòng)，即可測(cè)出相應(yīng)水層的流動(dòng)速度和方向。 8、在深海測(cè)流時(shí)，如船只拋錨困難且深層流速確實(shí)很小，可用“雙機(jī)法”觀測(cè)：即在漂移船只上，將一臺(tái)海流計(jì)置于預(yù)定觀測(cè)水層，而將另一臺(tái)海流計(jì)沉放至“無(wú)流層”。兩層海流計(jì)觀測(cè)結(jié)果的矢量差，便是預(yù)定水層的海流觀測(cè)值。 9、電磁海流計(jì)應(yīng)用法拉弟電磁感應(yīng)定理，通過(guò)測(cè)量海水流過(guò)磁場(chǎng)時(shí)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)測(cè)定海流。根據(jù)磁場(chǎng)的來(lái)源不同，分為地磁場(chǎng)電磁海流計(jì)和人造磁場(chǎng)電磁海流計(jì)。 優(yōu)點(diǎn)：用于定點(diǎn)觀測(cè)。10、地磁場(chǎng)電磁海流計(jì) 優(yōu)點(diǎn)：可以走航自記。 缺點(diǎn)：由于它與地球垂直磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)，不能在赤

18、道附近使用。 赤道附近用電磁海流計(jì)進(jìn)行海流觀測(cè)時(shí)應(yīng)使用人工磁場(chǎng)電磁海流計(jì)測(cè)流。11、機(jī)械旋漿式海流計(jì)不用于走航，只能定點(diǎn)觀測(cè)。12、海流調(diào)查中最廣泛應(yīng)用的：安德拉海流計(jì)和直讀式海流計(jì)13、湍流和波動(dòng)對(duì)海流觀測(cè)來(lái)說(shuō)相當(dāng)于“噪聲(zoshng)”，為了將其過(guò)濾掉，可以通過(guò)選擇合適的持續(xù)時(shí)間選擇(xunz)。14、聲學(xué)多普勒海流(hili)剖面儀（ADCP）是目前觀測(cè)多層海流剖面的最有效的方法。原理：是測(cè)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(yùn)動(dòng)速度。第八章 海浪觀測(cè) 1、海浪觀測(cè)主要對(duì)象是風(fēng)浪和涌浪風(fēng)浪：由當(dāng)?shù)仫L(fēng)引起且直到觀測(cè)時(shí)仍處于風(fēng)力作用下的海面波浪。風(fēng)區(qū)：指速度、方向基本恒定的風(fēng)，在一定時(shí)間內(nèi)所 經(jīng)歷的的