海洋調查與監(jiān)測2課件

海洋調查與監(jiān)測SUQiangGraduateUniversityofChineseAcademyofSciences

CollegeofEarthScienceMarineInvestigationandObservation

Tel:+86010-88256447;E-mail:Sqiang@2022/12/191海洋調查與監(jiān)測SUQiangMarineInvestig第一章緒論海洋調查簡史全球海洋觀測系統(tǒng)簡述海洋調查的分類及內容海洋調查的必要性2022/12/192第一章緒論海洋調查簡史2022/12/182被測對象海洋調查中的被測對象是指各種海洋學過程以及決定于它們的各種特征量。所有的被測對象可以分為五類：基本穩(wěn)定的；緩慢變化的；變化的；迅變的；瞬變的。2022/12/193被測對象海洋調查中的被測對象是指各種海洋學過程以及決定于它們傳感器這里所指的是廣義的傳感器，即能獲取備海洋數(shù)據(jù)信息的儀器和裝置。按提供資料的特點，可以分為三種：點式的；線式的；面式的。2022/12/194傳感器這里所指的是廣義的傳感器，即能獲取備海洋數(shù)據(jù)信息的儀器南森采水器采集預定深度的水樣和固定顛倒溫度表的器具，又稱顛倒采水器、南森瓶?！安伤魃隙嗣撻_繩子倒轉180°，這時采水器的重力使兩端的活門同時關閉”。2022/12/195南森采水器采集預定深度的水樣和固定顛倒溫度表的器具，又稱顛倒平臺平臺是觀測儀器的載體和支撐，也是海洋調查工作的基礎，在海洋調查系統(tǒng)中平臺是一個重要的環(huán)節(jié)。平臺一般分為兩類：固定式；活動式(主動式和被動式)。2022/12/196平臺平臺是觀測儀器的載體和支撐，也是海洋調查工作的基礎，在海施測方法對于一定的被測對象，以所掌握的傳感器和平臺，來選定合理的施測方式是海洋調查工作關鍵的一步，施測方法一般有四種：隨機方法；定點方法；走航方法；軌道掃描方法。2022/12/197施測方法對于一定的被測對象，以所掌握的傳感器和平臺，來選定合數(shù)據(jù)信息處理隨著海洋技術的發(fā)展，海洋數(shù)據(jù)和信息的數(shù)量、種類的猛增，如何科學地處理這些數(shù)據(jù)和信息已成為一個重要課題。數(shù)據(jù)信息處理技術大致可分為四種：初級數(shù)據(jù)處理；進一步的數(shù)據(jù)處理；初級信息的處理；進一步的信息處理。2022/12/198數(shù)據(jù)信息處理隨著海洋技術的發(fā)展，海洋數(shù)據(jù)和信息的數(shù)量、種類的海洋水文觀測的分類及內容在海濱的固定點所進行的水文觀測叫做海濱觀測；進行海濱觀測的觀測站叫海濱水文站；各種海濱水文站組成的總體叫做海洋水文站網或簡稱海洋站網。海洋站網的主要任務是進行水文氣象各要素的定時觀測及給有關單位提供危險性的水文氣象預報的資料信息。海洋臺站又可分成三種形式，即臨時觀測站、單要素觀測站和綜合觀測站。2022/12/199海洋水文觀測的分類及內容在海濱的固定點所進行的水文觀測叫做海海上觀測是指以空間位置固定和活動的方式進行的水文觀測，由于是在海上作業(yè)，所以稱之海上觀測；根據(jù)海上觀察準確度的要求所布設的測點，叫做海上觀測點(站)。常用的海上觀測方式有以下四種：大面觀測和斷面觀測；連續(xù)觀測；同步觀測；輔助觀測。2022/12/1910海上觀測是指以空間位置固定和活動的方式進行的水文觀測，由于是大面觀測站的站點布設位置一般按直線分布，直線所構成的斷面叫做水文斷面。水文斷面的位置一般應垂直于陸岸或主要海流方向。關于它的密集程度和站距，通常的原則是在近海岸線區(qū)域需密一些，外海深水區(qū)域可稍疏一些。2022/12/1911大面觀測站的站點布設位置一般按直線分布，直線所構成的斷面叫做當初步摸清該海區(qū)的水團與海流系統(tǒng)之后，為了進一步探索該海區(qū)各種海洋水文要素的長期變化規(guī)律，可在大面觀測中選擇一些具有代表性的斷面進行長期重復觀測，這種調查方式叫做斷面觀測。具有代表性的斷面稱為標準斷面。斷面觀測的觀測項目、觀測時間、設站疏密程度及連續(xù)性要求均視具體情況而定。2022/12/1912當初步摸清該海區(qū)的水團與海流系統(tǒng)之后，為了進一步探索該海區(qū)各海洋調查是海洋科學發(fā)展的必由之路2022/12/1913海洋調查是海洋科學發(fā)展的必由之路2022/12/1813第二章深度測量水深測量的意義和目的水深測量的要求深度測量的方法及資料訂正深海調查深度訂正方法比較2022/12/1914第二章深度測量水深測量的意義和目的2022/12/1814水深測量的意義和目的水深是指固定地點從海平面至海底的垂直距離，分為現(xiàn)場水深(即瞬時水深)和海圖水深。現(xiàn)場水深是指現(xiàn)場測得的自海面至海底的鉛直距離；海圖水深是從深度基準面起算到海底的水深。我國采用的是“理論深度基準面”來作為海圖起算面的。2022/12/1915水深測量的意義和目的水深是指固定地點從海平面至海底的垂直距離水深測量的要求水深測量時間，連續(xù)站每小時測一次；大面(或斷面)調查，在船到站后即測量。傳統(tǒng)的深度測量準確度為±2％；100m以淺，記錄取一位小數(shù)；超過100m，取整數(shù)。水深測量通常采用回聲測深儀和鋼絲繩測深兩種方法。2022/12/1916水深測量的要求水深測量時間，連續(xù)站每小時測一次；大面(或斷面深度測量的方法及資料訂正鋼絲繩測深：用水文絞車上系有重錘(鉛錘)的鋼絲繩測量水深稱為鋼絲繩測深。根據(jù)海流的強弱，在水文絞車的鋼絲繩前端掛一個(不同規(guī)格)重錘，當重錘觸底而使鋼絲繩松弛時，立即停車，然后將鋼絲慢慢收緊。2022/12/1917深度測量的方法及資料訂正鋼絲繩測深：用水文絞車上系有重錘(鉛熟悉開車、停車、快慢車和正倒車的操作。檢查鋼絲繩有無細刺、折斷的鋼絲和扔折痕跡，嚴重時應更換，作過程中應盡量避免鋼絲繩擠傷或折傷；如排繩器發(fā)生故障，應協(xié)助絞車排繩。絞車卷軸應保持順利轉動，軸承和齒輪應經常保持足夠的潤滑油，但禁止在剎車帶里涂油。調查結束后，應將絞車、鋼絲繩和計數(shù)器擦拭干凈2022/12/1918熟悉開車、停車、快慢車和正倒車的操作。2022/12/181計數(shù)器器差校正校正方法，將鋼絲繩通過計數(shù)器，自絞車上放出來，當鋼絲繩的起端通過計數(shù)器時，將指針拔到“0”處，到放出一定長度后(100-200m)，用卷尺量取經過計數(shù)器的鋼絲絹實際長度。校正系數(shù)以A表示，即：A＝L/l式中：L為所放出鋼絲繩的實際長度；l為計數(shù)器的示數(shù)。2022/12/1919計數(shù)器器差校正校正方法，將鋼絲繩通過計數(shù)器，自絞車上放出來，計數(shù)器的校正值a按下式計算：a＝l(A-1)a的正負值由A決定，A大于1是正號，A小于1是負號。根據(jù)上面的公式，可以預先計算出對應于該計數(shù)器各種示數(shù)的校正值。在進行測量時，將計數(shù)器所指示的鋼絲繩長度加上校正值后，即實際鋼絲繩長度。2022/12/1920計數(shù)器的校正值a按下式計算：2022/12/1820鋼絲繩的傾斜校正用傾角器測出傾角之后，儀器沉放的實際深度可按下式計算：Z＝Lcosa-h式中：L是經計算器差校正后的鋼絲繩放的實際長度；a是傾角；h是計數(shù)器滑輪到海面的高度。實際工作中常把上式變成改正式：△Z＝L-(Z+h)＝L(1-cosa)2022/12/1921鋼絲繩的傾斜校正用傾角器測出傾角之后，儀器沉放的實際深度可按回聲測深儀測深2022/12/1922回聲測深儀測深2022/12/1822深海調查深度訂正方法的比較用余弦方法計算的深度，平均為用開、閉端表溫差計算的深度的1.125倍，即計算誤差平均為12.5%；用表計算的深度，平均為用開、閉端表溫差計算的深度的1.312倍，即計算誤差平均為31.2%。綜上所述，用余弦法進行深度訂正較為合適。2022/12/1923深海調查深度訂正方法的比較用余弦方法計算的深度，平均為用開、第三章水溫觀測溫度觀測的基本要求各式測溫計簡述溫深系統(tǒng)測溫遙感測溫2022/12/1924第三章水溫觀測溫度觀測的基本要求2022/12/18242022/12/19252022/12/1825溫度觀測的基本要求大洋溫度的測量，特別是深層水溫的觀測，準確度要求很高：下層水溫的準確度必須在0.05℃以下；在研究溫度變化很小的深層大洋時，要求達到0.01℃；對于大陸架和近岸淺水域，其溫度的變化相對較大，用于測定表層水溫的溫度計，準確度要求不高。2022/12/1926溫度觀測的基本要求大洋溫度的測量，特別是深層水溫的觀測，準確對于大洋，因其溫度分布均勻，變化緩慢，觀測準確度要求較高，即±0.02℃；對于一般水文要素分布變化劇烈的海區(qū)，水溫觀測準確度為±0.1℃。對于那些有特殊要求，如水團界面和躍層的微細結構調查，以及海洋與大氣小尺度能量交換的研究等，應根據(jù)各自的要求確定水溫觀測準確度，二級為±0.05℃，三級為±0.2℃。2022/12/1927對于大洋，因其溫度分布均勻，變化緩慢，觀測準確度要求較高，即觀測層次2022/12/1928觀測層次2022/12/18282022/12/19292022/12/1829觀測時次沿岸臺站觀測表面水溫的時間一般在每日的2、8、14、20時進行。海上觀測分表層和表層以下各層的水溫觀測，觀測時間要求為：大面或斷面站，船到站就觀測一次；連續(xù)站每兩小時觀測一次。2022/12/1930觀測時次沿岸臺站觀測表面水溫的時間一般在每日的2、8、14、2022/12/19312022/12/1831一、對長江口及其鄰近海域無機營養(yǎng)鹽，各形態(tài)溶解有機碳、氮及溶解有機磷進行了測定。二、通過對赤潮海水進行的的營養(yǎng)鹽加富培養(yǎng)實驗，考察了在藻類生長消亡過程中各無機營養(yǎng)鹽、各形態(tài)溶解有機碳、氮等營養(yǎng)物質。三、通過對中國對蝦培養(yǎng)系統(tǒng)進行了現(xiàn)場晝夜連續(xù)觀測，測定了無機營養(yǎng)鹽、各形態(tài)溶解有機碳、氮、磷等營養(yǎng)物質。2022/12/1932一、對長江口及其鄰近海域無機營養(yǎng)鹽，各形態(tài)溶解有機碳、氮及溶2022/12/19332022/12/18332022/12/19342022/12/18342022/12/19352022/12/18352022/12/19362022/12/18362022/12/19372022/12/1837海洋調查與監(jiān)測SUQiangGraduateUniversityofChineseAcademyofSciences

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Tel:+86010-88256447;E-mail:Sqiang@2022/12/1938海洋調查與監(jiān)測SUQiangMarineInvestig第一章緒論海洋調查簡史全球海洋觀測系統(tǒng)簡述海洋調查的分類及內容海洋調查的必要性2022/12/1939第一章緒論海洋調查簡史2022/12/182被測對象海洋調查中的被測對象是指各種海洋學過程以及決定于它們的各種特征量。所有的被測對象可以分為五類：基本穩(wěn)定的；緩慢變化的；變化的；迅變的；瞬變的。2022/12/1940被測對象海洋調查中的被測對象是指各種海洋學過程以及決定于它們傳感器這里所指的是廣義的傳感器，即能獲取備海洋數(shù)據(jù)信息的儀器和裝置。按提供資料的特點，可以分為三種：點式的；線式的；面式的。2022/12/1941傳感器這里所指的是廣義的傳感器，即能獲取備海洋數(shù)據(jù)信息的儀器南森采水器采集預定深度的水樣和固定顛倒溫度表的器具，又稱顛倒采水器、南森瓶?！安伤魃隙嗣撻_繩子倒轉180°，這時采水器的重力使兩端的活門同時關閉”。2022/12/1942南森采水器采集預定深度的水樣和固定顛倒溫度表的器具，又稱顛倒平臺平臺是觀測儀器的載體和支撐，也是海洋調查工作的基礎，在海洋調查系統(tǒng)中平臺是一個重要的環(huán)節(jié)。平臺一般分為兩類：固定式；活動式(主動式和被動式)。2022/12/1943平臺平臺是觀測儀器的載體和支撐，也是海洋調查工作的基礎，在海施測方法對于一定的被測對象，以所掌握的傳感器和平臺，來選定合理的施測方式是海洋調查工作關鍵的一步，施測方法一般有四種：隨機方法；定點方法；走航方法；軌道掃描方法。2022/12/1944施測方法對于一定的被測對象，以所掌握的傳感器和平臺，來選定合數(shù)據(jù)信息處理隨著海洋技術的發(fā)展，海洋數(shù)據(jù)和信息的數(shù)量、種類的猛增，如何科學地處理這些數(shù)據(jù)和信息已成為一個重要課題。數(shù)據(jù)信息處理技術大致可分為四種：初級數(shù)據(jù)處理；進一步的數(shù)據(jù)處理；初級信息的處理；進一步的信息處理。2022/12/1945數(shù)據(jù)信息處理隨著海洋技術的發(fā)展，海洋數(shù)據(jù)和信息的數(shù)量、種類的海洋水文觀測的分類及內容在海濱的固定點所進行的水文觀測叫做海濱觀測；進行海濱觀測的觀測站叫海濱水文站；各種海濱水文站組成的總體叫做海洋水文站網或簡稱海洋站網。海洋站網的主要任務是進行水文氣象各要素的定時觀測及給有關單位提供危險性的水文氣象預報的資料信息。海洋臺站又可分成三種形式，即臨時觀測站、單要素觀測站和綜合觀測站。2022/12/1946海洋水文觀測的分類及內容在海濱的固定點所進行的水文觀測叫做海海上觀測是指以空間位置固定和活動的方式進行的水文觀測，由于是在海上作業(yè)，所以稱之海上觀測；根據(jù)海上觀察準確度的要求所布設的測點，叫做海上觀測點(站)。常用的海上觀測方式有以下四種：大面觀測和斷面觀測；連續(xù)觀測；同步觀測；輔助觀測。2022/12/1947海上觀測是指以空間位置固定和活動的方式進行的水文觀測，由于是大面觀測站的站點布設位置一般按直線分布，直線所構成的斷面叫做水文斷面。水文斷面的位置一般應垂直于陸岸或主要海流方向。關于它的密集程度和站距，通常的原則是在近海岸線區(qū)域需密一些，外海深水區(qū)域可稍疏一些。2022/12/1948大面觀測站的站點布設位置一般按直線分布，直線所構成的斷面叫做當初步摸清該海區(qū)的水團與海流系統(tǒng)之后，為了進一步探索該海區(qū)各種海洋水文要素的長期變化規(guī)律，可在大面觀測中選擇一些具有代表性的斷面進行長期重復觀測，這種調查方式叫做斷面觀測。具有代表性的斷面稱為標準斷面。斷面觀測的觀測項目、觀測時間、設站疏密程度及連續(xù)性要求均視具體情況而定。2022/12/1949當初步摸清該海區(qū)的水團與海流系統(tǒng)之后，為了進一步探索該海區(qū)各海洋調查是海洋科學發(fā)展的必由之路2022/12/1950海洋調查是海洋科學發(fā)展的必由之路2022/12/1813第二章深度測量水深測量的意義和目的水深測量的要求深度測量的方法及資料訂正深海調查深度訂正方法比較2022/12/1951第二章深度測量水深測量的意義和目的2022/12/1814水深測量的意義和目的水深是指固定地點從海平面至海底的垂直距離，分為現(xiàn)場水深(即瞬時水深)和海圖水深。現(xiàn)場水深是指現(xiàn)場測得的自海面至海底的鉛直距離；海圖水深是從深度基準面起算到海底的水深。我國采用的是“理論深度基準面”來作為海圖起算面的。2022/12/1952水深測量的意義和目的水深是指固定地點從海平面至海底的垂直距離水深測量的要求水深測量時間，連續(xù)站每小時測一次；大面(或斷面)調查，在船到站后即測量。傳統(tǒng)的深度測量準確度為±2％；100m以淺，記錄取一位小數(shù)；超過100m，取整數(shù)。水深測量通常采用回聲測深儀和鋼絲繩測深兩種方法。2022/12/1953水深測量的要求水深測量時間，連續(xù)站每小時測一次；大面(或斷面深度測量的方法及資料訂正鋼絲繩測深：用水文絞車上系有重錘(鉛錘)的鋼絲繩測量水深稱為鋼絲繩測深。根據(jù)海流的強弱，在水文絞車的鋼絲繩前端掛一個(不同規(guī)格)重錘，當重錘觸底而使鋼絲繩松弛時，立即停車，然后將鋼絲慢慢收緊。2022/12/1954深度測量的方法及資料訂正鋼絲繩測深：用水文絞車上系有重錘(鉛熟悉開車、停車、快慢車和正倒車的操作。檢查鋼絲繩有無細刺、折斷的鋼絲和扔折痕跡，嚴重時應更換，作過程中應盡量避免鋼絲繩擠傷或折傷；如排繩器發(fā)生故障，應協(xié)助絞車排繩。絞車卷軸應保持順利轉動，軸承和齒輪應經常保持足夠的潤滑油，但禁止在剎車帶里涂油。調查結束后，應將絞車、鋼絲繩和計數(shù)器擦拭干凈2022/12/1955熟悉開車、停車、快慢車和正倒車的操作。2022/12/181計數(shù)器器差校正校正方法，將鋼絲繩通過計數(shù)器，自絞車上放出來，當鋼絲繩的起端通過計數(shù)器時，將指針拔到“0”處，到放出一定長度后(100-200m)，用卷尺量取經過計數(shù)器的鋼絲絹實際長度。校正系數(shù)以A表示，即：A＝L/l式中：L為所放出鋼絲繩的實際長度；l為計數(shù)器的示數(shù)。2022/12/1956計數(shù)器器差校正校正方法，將鋼絲繩通過計數(shù)器，自絞車上放出來，計數(shù)器的校正值a按下式計算：a＝l(A-1)a的正負值由A決定，A大于1是正號，A小于1是負號。根據(jù)上面的公式，可以預先計算出對應于該計數(shù)器各種示數(shù)的校正值。在進行測量時，將計數(shù)器所指示的鋼絲繩長度加上校正值后，即實際鋼絲繩長度。2022/12/1957計數(shù)器的校正值a按下式計算：2022/12/1820鋼絲繩的傾斜校正用傾角器測出傾角之后，儀器沉放的實際深度可按下式計算：Z＝Lcosa-h式中：L是經計算器差校正后的鋼絲繩放的實際長度；a是傾角；h是計數(shù)器滑輪到海面的高度。實際工作中常把上式變成改正式：△Z＝L-(Z+h)＝L(1-cosa)2022/12/1958鋼絲繩的傾斜校正用傾角器測出傾角之后，儀器沉放的實際深度可按回聲測深儀測深2022/12/1959回聲測深儀測深2022/12/1822深海調查深度訂正方法的比較用余弦方法計算的深度，平均為用開、閉端表溫差計算的深度的1.125倍，即計算誤差平均為12.5%；用表計算的深度，平均為用開、閉端表溫差計算的深度的1.312倍，即計算誤差平均為31.2%。綜上所述，用余弦法進行深度訂正較為合適。2022/12/1960深海調查深度訂正方法的比較用余弦方法計算的深度，平均為用開、第三章水溫觀測溫度觀測的基本要求各式測溫計簡述溫深系統(tǒng)測溫遙感測溫2022/12/1961第三章水溫觀測溫度觀測的基本要求2022/12/18242022/12/19622022/12/1825溫度觀測的基本要求大洋溫度的測量，特別是深層水溫的觀測，準確度要求很高：下層水溫的準確度必須在0.