1、2022-8-141海洋调查与监测海洋调查与监测Graduate University of Chinese Academy of SciencesCollege of Earth ScienceMarine Investigation and Observation Tel:+86 010-88256447;E-mail:S2022-8-142第一章第一章 绪论绪论海洋调查简史海洋调查简史全球海洋观测系统简述全球海洋观测系统简述海洋调查的分类及内容海洋调查的分类及内容海洋调查的必要性海洋调查的必要性2022-8-143被测对象被测对象海洋调查中的海洋调查中的被测对象被测对象是指各种是指各种海
2、洋学过海洋学过程程以及决定于它们的以及决定于它们的各种特征量各种特征量。所有的被测对象可以分为所有的被测对象可以分为五类五类：基本稳定的基本稳定的；缓慢变化的缓慢变化的；变化的变化的；迅变迅变的的；瞬变的瞬变的。2022-8-144传感器传感器这里所指的是这里所指的是广义的传感器广义的传感器，即能，即能获取获取备海洋数据信息备海洋数据信息的仪器和装置。的仪器和装置。按按提供资料的特点提供资料的特点，可以分为，可以分为三种三种：点式的点式的；线式的线式的；面式的面式的。2022-8-145南森采水器南森采水器采集预定深度的水采集预定深度的水样样和和固定颠倒温度表固定颠倒温度表的器具，又称的器具，
3、又称颠倒采颠倒采水器水器、南森瓶南森瓶。“采水器上端脱开采水器上端脱开绳子绳子倒转倒转180，这，这时采水器的时采水器的重力使两重力使两端的活门同时关闭端的活门同时关闭”。2022-8-146平台平台平台平台是观测仪器的是观测仪器的载体和支撑载体和支撑，也是海，也是海洋调查工作的基础，在海洋调查系统中平台洋调查工作的基础，在海洋调查系统中平台是一个重要的环节。是一个重要的环节。平台一般分为平台一般分为两类两类：固定式固定式；活动式活动式(主动式和被动式主动式和被动式)。2022-8-147施测方法施测方法对于对于一定的被测对象一定的被测对象，以所，以所掌握的传感掌握的传感器和平台器和平台，来，
4、来选定合理的施测方式选定合理的施测方式是海洋调是海洋调查工作关键的一步，施测方法一般有查工作关键的一步，施测方法一般有四种四种：随机方法随机方法；定点方法定点方法；走航方法走航方法；轨道轨道扫描方法扫描方法。2022-8-148数据信息处理数据信息处理随着海洋技术的发展，随着海洋技术的发展，海洋数据海洋数据和和信息信息的数量的数量、种类的猛增种类的猛增，如何科学地处理这些，如何科学地处理这些数据和信息已成为一个重要课题。数据和信息已成为一个重要课题。数据信息处理技术数据信息处理技术大致可分为大致可分为四种四种：初级数据处理初级数据处理；进一步的数据处理进一步的数据处理；初初级信息的处理级信息的
5、处理；进一步的信息处理进一步的信息处理。2022-8-149海洋水文观测的分类及内容海洋水文观测的分类及内容在海滨的固定点所进行的水文观测叫做在海滨的固定点所进行的水文观测叫做海滨观测海滨观测；进；进行海滨观测的观测站叫行海滨观测的观测站叫海滨水文站海滨水文站；各种海滨水文站组成；各种海滨水文站组成的总体叫做的总体叫做海洋水文站网海洋水文站网或简称或简称海洋站网海洋站网。海洋站网的主要任务是进行水文气象各要素的定时观海洋站网的主要任务是进行水文气象各要素的定时观测及给有关单位提供危险性的水文气象预报的资料信息。测及给有关单位提供危险性的水文气象预报的资料信息。海洋台站又可分成三种形式，即海洋台
6、站又可分成三种形式，即临时观测站临时观测站、单要素单要素观测站观测站和和综合观测站综合观测站。2022-8-1410海上观测海上观测是指以空间位置是指以空间位置固定固定和和活动活动的方的方式进行的水文观测，由于是在海上作业，所式进行的水文观测，由于是在海上作业，所以称之以称之海上观测海上观测；根据海上；根据海上观察准确度的要观察准确度的要求求所布设的测点，叫做所布设的测点，叫做海上观测点海上观测点(站站)。常用的海上观测方式有以下常用的海上观测方式有以下四种四种：大面观测和断面观测大面观测和断面观测；连续观测连续观测；同步观同步观测测；辅助观测辅助观测。2022-8-1411大面观测站的站点布
7、设位置大面观测站的站点布设位置一般按一般按直线直线分布分布，直线所构成的断面叫做，直线所构成的断面叫做水文断面水文断面。水文断面的位置一般应水文断面的位置一般应垂直于陆岸垂直于陆岸或或主主要海流方向要海流方向。关于它的密集程度和站距，通常的原则关于它的密集程度和站距，通常的原则是在是在近海岸线区域需密一些近海岸线区域需密一些，外海深水区域外海深水区域可稍疏一些可稍疏一些。2022-8-1412当当初步摸清初步摸清该海区的该海区的水团与海流系统水团与海流系统之后，为之后，为了进一步探索该海区各种了进一步探索该海区各种海洋水文要素的长期变海洋水文要素的长期变化规律化规律，可在大面观测中选择一些具有
8、，可在大面观测中选择一些具有代表性的代表性的断面断面进行长期进行长期重复观测重复观测，这种调查方式叫做，这种调查方式叫做断面断面观测观测。具有代表性的断面称为。具有代表性的断面称为标准断面标准断面。断面观测的断面观测的观测项目观测项目、观测时间观测时间、设站疏密程设站疏密程度度及及连续性要求连续性要求均视具体情况而定。均视具体情况而定。2022-8-1413海洋调查是海洋科学发展的必由之路海洋调查是海洋科学发展的必由之路2022-8-1414第二章第二章 深度测量深度测量水深测量的意义和目的水深测量的意义和目的水深测量的要求水深测量的要求深度测量的方法及资料订正深度测量的方法及资料订正深海调查
9、深度订正方法比较深海调查深度订正方法比较2022-8-1415水深测量的意义和目的水深测量的意义和目的水深水深是指是指固定地点固定地点从海平面至海底的从海平面至海底的垂直距垂直距离离，分为，分为现场水深现场水深(即即瞬时水深瞬时水深)和和海图水深海图水深。现场水深现场水深是指现场测得的自海面至海底的是指现场测得的自海面至海底的铅铅直距离直距离；海图水深海图水深是从是从深度基准面深度基准面起算到海底的起算到海底的水深。我国采用的是水深。我国采用的是“理论深度基准面理论深度基准面”来作为来作为海图起算面的。海图起算面的。2022-8-1416水深测量的要求水深测量的要求水深测量时间水深测量时间，连
10、续站每小时测一次连续站每小时测一次；大大面面(或断面或断面)调查调查，在船，在船到站后即测量到站后即测量。传统的深度测量传统的深度测量准确度为准确度为2；100m以以浅浅，记录取，记录取一位小数一位小数；超过超过100m，取整数取整数。水深测量通常采用水深测量通常采用回声测深仪回声测深仪和和钢丝绳测钢丝绳测深深两种方法。两种方法。2022-8-1417深度测量的方法及资料订正深度测量的方法及资料订正钢丝绳测深钢丝绳测深：用水文绞车：用水文绞车上系有上系有重锤重锤(铅锤铅锤)的钢丝绳测的钢丝绳测量水深称为钢丝绳测深。量水深称为钢丝绳测深。根据根据海流的强弱海流的强弱，在水文，在水文绞车的钢丝绳前
11、端挂一个绞车的钢丝绳前端挂一个(不不同规格同规格)重锤重锤，当重锤触底而，当重锤触底而使使钢丝绳松弛钢丝绳松弛时，时，立即停车立即停车，然后将钢丝然后将钢丝慢慢收紧慢慢收紧。2022-8-1418熟悉开车熟悉开车、停车停车、快慢车快慢车和和正倒车正倒车的操作。的操作。检查检查钢丝绳有无细刺钢丝绳有无细刺、折断的钢丝折断的钢丝和和扔折扔折痕迹，严痕迹，严重时应重时应更换更换，作过程中应尽量，作过程中应尽量避免钢丝绳挤伤避免钢丝绳挤伤或或折伤折伤；如排绳器发生故障，应如排绳器发生故障，应协助绞车排绳协助绞车排绳。绞车卷轴应保持顺利转动，绞车卷轴应保持顺利转动，轴承轴承和和齿轮齿轮应经常保持应经常保
12、持足够的足够的润滑油润滑油，但，但禁止在刹车带里涂油禁止在刹车带里涂油。调查结束后，应将调查结束后，应将绞车绞车、钢丝绳和、钢丝绳和计数器擦拭干净计数器擦拭干净2022-8-1419计数器器差校正计数器器差校正校正方法校正方法，将钢丝绳通过计数器，自绞车上放，将钢丝绳通过计数器，自绞车上放出来，当出来，当钢丝绳的起端通过计数器钢丝绳的起端通过计数器时，将时，将指针拔指针拔到到“0”处，处，到放出到放出一定长度一定长度后后(100-200m)，用，用卷尺量取经过计数器的钢丝绢卷尺量取经过计数器的钢丝绢实际长度实际长度。校正系。校正系数以数以A表示，即：表示，即：AL/l式中：式中：L为所放出钢丝
13、绳的实际长度为所放出钢丝绳的实际长度；l为计数为计数器的示数器的示数。2022-8-1420计数器的校正值计数器的校正值a按下式计算：按下式计算：al(A-1)a的正负值由的正负值由A决定，决定，A大于大于1是正号是正号，A小于小于1是负号是负号。根据上面的公式，可以预先计算出对应于该计根据上面的公式，可以预先计算出对应于该计数器各种示数的数器各种示数的校正值校正值。在进行测量时，将。在进行测量时，将计数计数器所指示的钢丝绳长度加上校正值器所指示的钢丝绳长度加上校正值后，即后，即实际钢实际钢丝绳长度丝绳长度。2022-8-1421钢丝绳的倾斜校正钢丝绳的倾斜校正用用倾角器测出倾角倾角器测出倾角
14、之后，仪器沉放的之后，仪器沉放的实际深度实际深度可按下式计算：可按下式计算：ZLcosa-h式中：式中：L是经是经计算器差校正计算器差校正后的钢丝绳放的后的钢丝绳放的实际实际长度长度；a是倾角是倾角；h是计数器滑轮到海面的高度是计数器滑轮到海面的高度。实际工作中常把上式变成改正式：实际工作中常把上式变成改正式：ZL-(Z+h)L(1-cosa)2022-8-1422回声测深仪测深回声测深仪测深2022-8-1423深海调查深度订正方法的比较深海调查深度订正方法的比较用用余弦方法计算的深度余弦方法计算的深度，平均为用，平均为用开、闭开、闭端表温差计算的深度端表温差计算的深度的的1.125倍，即计
15、算误倍，即计算误差平均为差平均为12.5%；用；用表计算的深度表计算的深度，平均为，平均为用用开、闭端表温差计算的深度开、闭端表温差计算的深度的的1.312倍，倍，即计算误差平均为即计算误差平均为31.2%。综上所述，。综上所述，用余用余弦法进行深度订正较为合适弦法进行深度订正较为合适。2022-8-1424第三章第三章 水温观测水温观测温度观测的基本要求温度观测的基本要求各式测温计简述各式测温计简述温深系统测温温深系统测温遥感测温遥感测温2022-8-14252022-8-1426温度观测的基本要求温度观测的基本要求大洋温度的测量大洋温度的测量，特别是，特别是深层水温深层水温的观测，的观测，
16、准确度要求很高准确度要求很高：下层水温的准确度下层水温的准确度必须在必须在0.05以下以下；在研究温度变化很小的；在研究温度变化很小的深层大深层大洋洋时，时，要求达到要求达到0.01；对于；对于大陆架大陆架和和近岸近岸浅水域浅水域，其温度的，其温度的变化相对较大变化相对较大，用于测定，用于测定表层水温的温度计，表层水温的温度计，准确度要求不高准确度要求不高。2022-8-1427对于大洋对于大洋，因其，因其温度分布均匀温度分布均匀，变化缓慢变化缓慢，观测准确度要求较高观测准确度要求较高，即，即0.02；对于一般水文要素分布对于一般水文要素分布变化剧烈的海区变化剧烈的海区，水，水温观测温观测准确
17、度为准确度为0.1。对于那些有特殊要求，如对于那些有特殊要求，如水团界面和跃层的水团界面和跃层的微细结构调查微细结构调查，以及，以及海洋与大气小尺度能量交海洋与大气小尺度能量交换的研究换的研究等，应根据各自的要求确定等，应根据各自的要求确定水温观测水温观测准确度准确度，二级为二级为0.05，三级为三级为0.2。2022-8-1428观测层次观测层次2022-8-14292022-8-1430观测时次观测时次沿岸沿岸台站观测表面水温的时间台站观测表面水温的时间一般在每日一般在每日的的2、8、14、20时进行时进行。海上观测海上观测分表层和表层以下各层的水温观分表层和表层以下各层的水温观测，测，观
18、测时间要求观测时间要求为：为：大面或断面站大面或断面站，船到站就观测，船到站就观测一次一次；连续站每两小时观测一次连续站每两小时观测一次。2022-8-14312022-8-1432一、对长江口及其邻近海域一、对长江口及其邻近海域无机营养盐无机营养盐，各形，各形态态溶解有机碳、氮溶解有机碳、氮及及溶解有机磷溶解有机磷进行了测定。进行了测定。二、通过对赤潮海水进行的的二、通过对赤潮海水进行的的营养盐加富培养营养盐加富培养实验实验，考察了在藻类生长消亡过程中，考察了在藻类生长消亡过程中各无机营养各无机营养盐盐、各形态溶解有机碳、氮等营养物质各形态溶解有机碳、氮等营养物质。三、通过对中国对虾培养系统进行了三、通过对中国对虾培养系统进行了现场昼夜现场昼夜连续观测连续观测，测定了，测定了无机营养盐无机营养盐、各形态溶解有机各形态溶解有机碳、氮、磷等营养物质碳、氮、磷等营养物质。2022-8-14332022-8-14342022-8-14352022-8-14362022-8-1437
