海洋水文气象要素分析解析共23页

第十节船舶海洋水文气象观测(7分)
一、概述 1、观测项目
气象项目：海面有效能见度、云、天气现象、风、气压、 空气温度和湿度等。 水文项目：海浪、表层海水温度、表层海水盐度、海发光和铅直海 水温度等。
2、观测时次
常规观测：主要项目每天在世界时00、06、12、18时观测，测表层 海水盐度的水样每天06时采集一次，铅直海水温度每天 00、12世界时观测，海发光在每天天黑后进行。 加密观测：出现恶劣天气时，气压、风、海浪等项目每小时测一次。
§8.5船舶海洋水文气象观测与编报
5
N， 0°
4m/s
真风来向
45 ° W，270°船风 315 ° 视风 真风去向 结论：真风90 °，真风速11.2m/s。 S，180°
§8.5船舶海洋水文气象观测与编报 6
视风 E， 90°
船风
五、云的观测
• 1、注意事项： 应尽量选择在能看见全部天空和水天线的位置上进行观测；如阳光 较强，需戴黑色眼镜；夜间观测应避开较强灯光进行。 • 2、云状和云量的观测和记录方法 • 3、最低云底高度的观测和记录方法 • 4、夜间云的观测 夜间观测应避开较强灯光进行，根据星光的有无和模糊程度来判断。例 如高云一般都可见星光，卷层云使星光模糊而均匀，卷云使星光有的地方明 亮有的地方模糊。 • 特殊情况的记录： 雾――全天无法辩明，总云量、低云量记10，低云栏记“三”； 部分天空可辨，总云量、低云量记10，低云栏记“三” 加可见云状。 霾――全天无法辩明，总云量、低云量记－，低云栏记“∞”； 部分天空可辨，总云量、低云量记－，低云栏记“∞ ” 加可见云状。 夜间无月光时，若不能判断云状，估计天空被遮蔽而看不到星光的那部分作 为总云量，云状、低云量栏记“－”。
2、影响海面能见度的因子 ――雾是影响海面能见度最主要的因子。 ――沙尘暴、烟、雨、雪、低云等 。 3、能见度等级术语

代号说明代号说明A: 分析图：C: 气候图：AS 地面分析CO 海洋气候（海温）AU 高空分析CS 地面气候AW 海浪分析CU 高空图AN 云层分析S: 地面资料F: 预报图：SO 海洋气象资料（表层海流）FS 地面预报ST 海冰情报FU 高空预报W 警报图：FW 波浪预报WT 热带气旋警报图FO 海流预报WH 飓风警报图FI 海冰预报VS(VIS) 可见光云图FE 中期预报IRWEATHER INFORMATION:WEATHER BULLETIN FOR SHIPPINGPART ONE NO STORMS STOPPART TWO GENERAL SITUATION WEAK SOUTHWEST MONSOON STOPPART THREE FORECAST VALID 12 HRS FROM 100100Z STOP PUKET WINDS SOUTHWESTERLY 15 KTS WEATHER ISOLATED SHOWERS AND THUNDERSTORMS SEA SLIGHT TO MODERATE STOP MALACCA AND TIOMAN WINDS SOUTHEASTERLY 5 TO 10 KTS WEATER ISOLATED SHOWERS AND THUNDERSTORMS SEA SLIGHT STOP CONDORE WINDS SOUTHWESTERLY 10 TO 15 KTS WEATHER SCATTERED SHOWERS AND THUNDERSTORMS SEA SLIGHT TO MOSERATE STOP REEF WINDS SOUTHWESTEERLY 5 TO 10 KTS WEATHER ISOLATED SHOWERS SEA SLIGHT STOP BUNGURAN WINDS SOUTHEASTERLY 5 TO 10 KTS WEATHER ISOLATED SHOWERS AND译文：航海气象公告。

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§3-3 海浪及其测量
2、海浪观测
⑤ 重力测波仪是用随波运动的浮体内的加速度计测量海水质点沿 重力方向的加速度，经二次积分后求得海面高低变化。
视距测波仪和测标杆尽管准确度较低，且受主观因素影响较 大，但结构简单、使用方便，仍是目前岸站测波的主要仪器。压 力测波仪和声学测波仪安装在水下或海底，可避免海面大风浪的 破坏，但前者受海水滤波作用的影响，不能准确地测量短周期波 ；后者又受浪花和气泡的干扰，测量破碎波的准确度受到影响。 重力测波仪能较真实地测出表面波参数，是远洋深海测波的主要 手段。
为90度。
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§3-3 海浪及其测量
海浪是发生在海洋中的一种波动现象，海浪包括风浪和涌浪。 风浪，指的是在风的直接作用下产生的水面波动。涌浪，指的是风 停后存在下来的波浪和传出风区的波浪。风浪和涌浪可以单独存在 ，也可以同时存在。
研究海浪的一个重要应用，就是通过对海浪的观测和计算处
海洋测绘海洋水文要素测量详 解演示文稿
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优选海洋测绘海洋水文要素测 量
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4.1 海水盐度测定方法
• 光学测定盐度法 利用不同盐度、不同温度的海水折射率不一样测定海水盐 度。 S 35 5.3302 103 n 2.274 105 n2 3.9 106 n3
海面涨落运动，古人常把白天的涨落称为潮，夜间的涨落称为汐，合 称潮汐。 3、高潮和低潮：
高潮:海水面上升到最高时 低潮:海水面降低到最低时
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§3-4 潮汐及其测量
4、潮高：从某一基准面（大地水准面）至海面的高度。 5、潮差：相邻高潮和低潮之差。
在朔（农历初一）望（农历十五）后二三日出现潮差大的潮 汐为大潮,每月有两次大潮。在上弦（农历初八左右）下弦（农历 二十二、三）后二三日出现潮差小的潮汐为小潮,每月有两次小潮

要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
海洋水文气象要素.4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭

海洋水文气象216.海洋形态的固有特性是什么？（1）广漠而有垠：占地球表面积70.8%，被陆地分隔。

（2）深又浅：两层含义。

其一指海洋平均深度为3800米，最深为11034m（陆地海拔最高为8848米)，但地球半径为6371千米，因此海洋只是地球上一薄层；其二指海洋垂直尺度与水平尺度比为10-3的量级，因此海洋中海水的运动以水平运动为主。

（3）连通又阻隔：各大洋水域连成一体，可以充分进行物质和能量的交换。

北半球陆地几乎连成一体，阻挡了北冰洋与其他大洋的水交换，使北冰洋底层水无法流出进入其他大洋。

其他大洋底层水均来自于南极大陆附近的边缘海。

217.地球自转对地球上运动的物体有哪些影响？由于地球自转，在地球上运动的物体会受到地球自转偏向力——科氏力的作用，该力不改变运动物体的速度，只改变物体运动的方向（在北半球总使运动物体右偏，在南半球则向左偏）。

218.海水的热容具有什么特性？为什么说海洋是大气的空调器？热容是海水温度升高1°C所吸收的热量。

海水的热容量较大，是空气的４倍，因此海洋水温的变化较气温缓慢且滞后，从而影响沿海气温的变化幅度，俗称海洋是大气的空调器。

219.在海水中的含量最高和最低的元素分别是什么？分别为氯元素和氡元素。

220.大洋海水的pH值一般是多少？对于大洋海水来说，pH值一般在8左右。

221.海水的热膨胀具有什么特征？不遵循热胀冷缩规律。

高温时热膨胀系数值为正，低温、低盐时为负值。

热膨胀系数由正转负时对应的密度最大。

222.海洋中海水结冰过程与湖泊中淡水结冰有何异同？首先，二者都是表层温度开始降低。

因此，湖泊中淡水：表层开始结冰，下层可能仍保持不冻结。

海水结冰：盐度低于24.695的海水，结冰过程与淡水相同，表层海水达到冰点即开始结冰。

盐度大于24.695的海水，温度接近冰点时，密度会加大，从而下沉，下层温度较高的水则上涌，发生对流混合，直到混合层都达冰点温度时整层水体才会一起结冰。

阵性雨夹雪――“ ” ；冰雹――“ ” ； 雷雨――“ ”
八、海浪的观测
1、观测项目：风浪高、涌浪向和涌浪波高。 2、观测方法：风浪、涌浪分别观测，各挑选较远处3～5个显著大波，求 这些波高的平均值，分别作为风浪、涌浪的波高值。 观测涌浪向时，用罗经上的方位仪。一般连续观测10个较 大波浪的周期，然后求平均值作为所测结果。 3、注意事项：观测点应选择在视野开阔处，当船体发生倾斜时，波高要 进行倾角订正。 如海面上同时存在几个不同方向的涌浪,按规定只对其中 波高最大的那列涌浪的波高和涌浪向进行观测
§8.5船舶海洋水文气象观测与编报
13ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、观测项目有哪些？观测时次和程序有哪些规定？ 2、观测气温和湿度使用何种仪器？仪器安装、使用有哪些要求？观测 步骤和注意事项有哪些？用该种仪器测湿度时，其基本原理是什么？ 3、海上观测气压用哪种仪器？仪器安装、使用有哪些要求？观测步骤和 数据记录有哪些规定？经过哪几步订正才能得到海平面气压？ 4、测风仪器有哪些？数据记录有哪些规定？所测风向风速为几分钟平均？ 如何求算真风？ 某轮航向SW，航速20kn，测得视风向正南，风速为14m/s，用作图法求 其真风。 5、什么是海面能见度？影响能见度的气象因素有哪些？常用的能见度用语 有哪些什么？在开阔海面根据什么来判断有效能见度？夜间观测应注意 些什么？ 6、云量、云状、云底高度怎么记录？出现雾、霾以及夜间观测时，云量、 云状怎么记录？ 7、什么是现在天气现象、过去天气现象？主要天气现象在天气图上的填写 符号各是什么？ 8、海浪的观测有哪些项目？这些项目怎么测？数据记录有什么要求？ 9、什么是表层海水温度？用什么仪器观测？观测步骤、注意事项有哪些？ 10、用来测表层盐度的海水样品的采集和保存有何规定？海发光分为哪几 个等级？

大气的垂直分层
根据气温、水汽的垂直分布、大气扰动和电离现象等要 素的变化规律，可以将大气分为五个层次。（P5）
1. 对流层（Troposphere）：下界为地面，上界随纬度和 季节变化，平均厚度10-12公里。通常在高纬为6-8Km， 中纬度10-12Km，低纬度17-18Km。夏季对流层的厚度比 冬季高。对流层集中了大气质量的80％和全部水汽，与 人类关系最为密切，大气中几乎所有的物理和化学过程 都发生在该层。对流层具有三个主要特征。第一Fra bibliotek 海洋水文气象要素
§1 大气和海洋概况 §2 气温和海温 §3 大气压 §4 风和浪 §5 大气湿度和海水盐度 §6 云和降水 §7 海面能见度和海水透明度 §8 船舶海洋水文气象观测
几个重要的专业术语
大气（Atmosphere）：包围地球表面的整个大 气层。
气象要素（Meteorology elements) ：反映 大气状态的物理量或物理现象，主要有：气温、 气压、风、湿度、云、能见度和天气现象。
2. 臭氧（ozone）：主要存在于20-40公里 气层中，又称臭氧层（Ozonsphere）。 臭氧是吸收太阳紫外线的唯一大气成分， 若没有臭氧层，人类和动物、 植物将受 到紫外线的伤害。
大气中的易变成分
3.水汽（vapour）：含水汽的空气叫做湿空气（wet air）。 空气中的水汽含量随纬度、时间、地点而变化。 湿空气在同一气压和温度下，只有干空气密度的62.2％。 大气中水汽含量范围在0～4％，具有固、气、液三态，是 常温下发生相变的唯一大气成分，它也是造成云、雨、雪、 雾等现象的主要物质条件。
大气成分
大气：主要由多种气体、水汽和悬浮的杂质构 成。
干空气（Dry air）:（除水汽和杂质以外的空 气 ） 主 要 成 分 为 氮 （ 78.09% ） 、 氧 (20.95% ） 、 氩（0.93%）、二氧化碳（0.03％）。

气泡在水面破裂时产生膜滴和射滴的示意图。海洋上，膜滴 和射滴蒸发后海盐粒子和其他物质留在空气中。
大量观测的平均对流层粒子数浓度分布，曲线红蓝黑分别代 表大陆、海洋和城市污染空气的结果（特别是小粒子）。
黑红蓝分别代表城市污染空气、大陆、海洋的气溶胶粒子表 面积分布结果（埃根、粗粒子、巨核）。
大气的光学特征
大气中的易变成分
1. 二氧化碳（carbon dioxide）:平均含量0.03%,若达 到0.2-0.6％，就对人体有害。二氧化碳能强烈地吸 收和放射长波辐射， 对地面和大气的温度分布有 重要影响，类似温室效应，直接影响气候变迁。二 氧化碳的含量，城市多于农村，夏季多于冬季，室 内多于室外。
莫纳罗亚（夏威夷）和南极地区的月平均大气二氧化碳浓度 （单位：ppmv）随时间演变图。
1979-1989年间9-10月份卫星观测的对流层臭氧含量，多布森为 单位，非洲南部出现极大值区。
1979-2000年间，卫星观测的对流层臭氧含量季节分布。
不同纬度测得的臭氧浓度平均垂直分布，总臭氧浓度随纬度 升高而增加。
2000年9月，南半球高纬地区臭氧含量随高度积分后的分布图， 图中蓝色和浅蓝色的区域为臭氧含量低区域，主要由氯氟 烃化合物的累计引起的。
湿空气在同一气压和温度下，只有干空气密度的62.2％。大 气中水汽含量范围在0～4％，具有固、气、液三态，是常 温下发生相变的唯一大气成分，它也是造成云、雨、雪、 雾等现象的主要物质条件。
❖ 水汽能强烈地吸收和放出长波辐射，并在相变过程中吸收 和放出潜热能，对地面和空气的温度影响很大。
大气在水循环中的作用
❖ 干空气（Dry air）:（除水汽和杂质以外的空气） 主 要 成 分 为 氮 （ 78.09% ） 、 氧 (20.95% ） 、 氩 （0.93%）、二氧化碳（0.03％）。

海水的组成-The Constituents of Seawater-Kilogram of seawat r-Pure water 965g-Sodium Na+10.556g-Other componentssalinity35g-The most-abundant ions-Sulfate〔s042-2.649 -ChlorideC-）18.980g-Magnesium Mg211.272g-Bicarbonate CO3-0.140g-Calcium Ca2+0.400g-Potassium K+0.380g
Seawater Constituents-95.68%Pure water-34.32 per mil alinity-Mapm-Hydroge -Sulfate-107,200ppm-2,649ppm-Sodium-Potassium-10,556p m☑-380 ppm-Major-Chloride-Calcium-lons-18,980ppm-400p m-Bicarbonate-140ppm-Bromine-8 ppm-Minor-65 ppm-Boron 4.6 ppm-Silica-3 ppm-Components-Carbon-Fluorine 1 ppm 28 ppm-N-0.5 ppm-Fe0.01-Li-Trace-0.17 ppm-Zn0.01-Elem nts-Pb-0.12 ppm-b0.01-0.07ppm-Others-0.06 ppm
海水与河水组成比较-River Water vs.Ocean Water Composition-Diss lved lon-River Water Ocean Water-Bicarbonate HCO3/CO3 48.7%-0.4%-Calcium Ca++-12.4%-1.2%-Silica〔siot+-10.8% Sulfate SO4-9.3%-7.7%-Chloride CI-6.5%-55.0%-Sodium N +-5.2%-年年通-30.6%-Magnesium Mg++-3.4%-3.7%-Potassium K -1.9%-1.1%-Nitrate NO3-Fe,Al203

4、在南半球，不论冬夏最低气温都 出现在南极地区，而在北球只有 夏季的最低气温出现在极地地 区。
5、近赤道地区有一最高气温带，
1月和7月的平均气温无高于 250C，这个高温带称为热赤 道。
6、赤道与极地的温差，无论南 北半球，冬季约为夏季的2 倍。
五、气温垂直递减率的概念
气温随高度递减的快慢可以 用气温垂直递减率γ表示
展使水汽和杂质保持在对流层
电离层
而不易向高处散逸
二、海洋的划分
地球上广大的连续水体成 为海洋构成了地球的水圈。 海洋占地表总面积的70.8%， 海水质量占地球质量10/00
海：大洋靠近大陆边缘部
分由岛弧或半岛所隔离或居 于两陆中间或由陆地包围的 部分称为海。占海洋面积的 11%没有独立的海流系统和
有效波高：连续观测一列波， 按波高大小依次排列，其中 前1/3较大波的平均波高
1、风浪的成因与特征
风的直接作用所引起的水面 波动，称为风浪。风浪的周 期较短，波面不规则，较凌 乱，其传播方向总是与风向 保持一致。
2、风区和风时的概念
风区：是指网速和风向近 似一致的风所吹刮的距离又 称为风程。
（干空气密度+水汽密度）
水汽密度/干空气密度=0.622
3）杂质：大气中的杂质有
利于水汽的凝结，称为 凝结核，大量的悬浮空 气的杂质聚集在一起的 时候会形成雾，烟、沙 尘的天气现象
3、对流层和平流层
自上而下将大气划分为对流 层、平流层、热层、散逸层 五个层次
1）对流层
平均高度10km 下界：地表 上界：中纬度10~12公里
2、水汽压ε
大气中由于水汽的存在所引起的那一部分压强称为水汽 压。饱和空气的水汽压称为饱和水汽压，通常用E表示。

海洋水文多要素监测系统分析发布时间：2021-09-17T02:21:40.856Z 来源：《科学与技术》2021年14期第5月作者：邹曙光[导读] 随着现代化技术以及信息化手段的飞速发展，社会已经进入到了全新的科技时代当中，这也为各类技术手段的发展起到了良好的促进作用，邹曙光国家海洋局烟台海洋环境监测中心站 264321摘要：随着现代化技术以及信息化手段的飞速发展，社会已经进入到了全新的科技时代当中，这也为各类技术手段的发展起到了良好的促进作用，而在当前的水文监测工作开展过程中，由于海洋领域的不断拓展，再加上监测内容的持续提升，这就需要建立起全新的海洋水文多要素监测系统，在其中引入微博通信技术以及物联网技术等现代化的技术手段，其不仅能够展开更加高效的海洋水文监测工作，还可以有效解决传统监测工作开展过程中存在的各类问题。

因此，文章首先对海洋水文多元素监测系统的设计展开深入分析；在此基础上，提出基于北斗卫星的海洋水文多要素监测系统。

关键词：海洋水文多要素；北斗卫星；监测系统引言：在社会经济高速发展的背景下，水生态文明也呈现出一种不断发展的状态，这也使得水文监测工作开展过程中的监测内容不断提高，从原本较为基本的水雨情监测工作，进一步拓展为水位、雨量、流量以及温度等多种要素的监测。

而在传统的水文监测工作当中，其所采取的传输方式主要就是GSM传输或是4G传输方式，而由于大部分海洋区域当中并没有实现网络信号的全面覆盖，很难开展海洋监测数据信息的传输工作，传统的水文监测平台当中，大多处理的都是较为单一的水文要素，无法适用于水文多要素的统一接收处理当中。

因此，针对这些海洋水文监测当中存在的各类问题，海洋水文多要素监测系统的建设过程中，就应当充分结合大数据技术、微波通信技术等多种技术手段，并充分融入传统的水文监测方式，根据云计算平台建立起水文数据中心，对监测数据信息展开深入分析，以此来实现对于海上水文监测的实时监控以及实时预警。