海流观测

海洋工程中的海流测量技术研究海洋工程是指利用海洋资源进行工程化开发的一门学科，涉及到众多领域，其中海流的测量和理解是非常重要的一部分。

海流是指海洋中水的流动，在海洋工程中，了解和准确测量海流对于设计和建造海洋结构，以及海洋资源开发都具有重要意义。

海洋工程中的海流测量技术是指通过各种手段和设备来测量海洋中所发生的水流现象。

而为了准确测量海流并获取相关数据，科学家们不断开展研究，优化已有的测量技术，同时也推动了新型海流测量设备的研发。

近年来，海流测量技术在海洋工程领域中有了显著的发展，下面将介绍几种常见的海流测量技术。

首先，常见的海流测量技术之一是利用浮标进行测量。

这种技术采用航行浮标或者漂流浮标搭配全球定位系统（GPS）进行测量，通过测量浮标在海洋中的运动轨迹和速度，可以推算出海流的流速和流向。

这种技术相对简单且成本较低，广泛应用于海流测量领域。

其次，利用声波进行海流测量也是一种常见的技术。

这种技术是通过发射声波信号，然后由接收器接收反射回来的声波信号，通过对反射信号的分析和处理，可以得到海流的速度和流向。

这种技术可以在大范围内进行测量，并且对于测量深海中的海流具有较好的效果。

再次，卫星遥感技术也被广泛应用于海流测量领域。

通过利用卫星搭载的遥感仪器，可以获取到海洋表面的温度和颜色等信息。

海洋表面的色彩变化与海流的流速和流向之间存在着一定的关系，通过对卫星遥感数据的分析和处理，可以推算出海流的相关参数。

这种技术非常适用于对大范围海域的海流进行监测和研究。

此外，激光多普勒测流仪也是一种常用的海流测量技术。

激光多普勒测流仪利用激光束对流体中的颗粒进行激光多普勒频移测量，进而推算出流体的流速。

这种技术可以在浅海和河流等特定环境下测量海流，并且具有较高的精度和分辨率。

除了上述几种常见的海流测量技术，还有其他一些新兴的技术也在不断发展和应用中。

例如，利用微型机器人或水下滑翔机进行海流测量，可以实现对深海和复杂环境中的海流进行准确测量。

海洋测绘的基本概念和特点1. 概念定义海洋测绘是指利用各种测量技术和仪器对海洋进行系统观测、测量和记录，以获取海洋地理信息、海底地形、水深、水质、潮汐、海流等数据的科学和技术活动。

它是一门综合性学科，涉及到测量学、地理学、地图学、地球物理学、遥感技术等多个领域。

2. 重要性2.1 对航海安全的重要性海洋测绘提供了准确的水深和地形数据，这对于航行安全至关重要。

通过海洋测绘可以制作出详尽的航海图，帮助船只规避障碍物，避免搁浅或碰撞事故。

此外，还可以预测潮汐和海流等信息，为船只规划最佳航线。

2.2 对资源开发利用的重要性海洋是人类重要的资源库之一，包括石油、天然气、矿产资源以及渔业资源等。

通过海洋测绘可以获取到准确的地质和地形数据，帮助人们找寻和开发海洋资源。

同时，海洋测绘还可以提供渔业资源的分布情况，为渔业生产提供科学依据。

2.3 对环境保护的重要性海洋测绘可以获取到水质、海底地形等信息，为环境保护提供重要数据支持。

通过监测水质变化和海底地形的变化，可以及时发现和预警环境污染和自然灾害等问题，采取相应的措施进行保护。

2.4 对科学研究的重要性海洋是地球上最大的生态系统之一，研究海洋对于了解地球系统、气候变化、生物多样性等具有重要意义。

海洋测绘提供了丰富的数据资源，为科学家进行海洋研究提供了基础数据。

3. 关键概念3.1 海底地形测量海底地形测量是海洋测绘中的一个重要内容。

通过使用声纳、多波束浴缸、卫星雷达高度计等技术手段，可以获取到准确的水深和地形数据。

这些数据对于制作航海图、进行资源勘探和环境保护等方面具有重要意义。

3.2 水质监测水质监测是海洋测绘中的另一个关键概念。

通过测量水体中的溶解氧、盐度、温度、pH值等指标，可以了解海洋生态系统的健康状况，判断是否存在污染物质。

水质监测为环境保护和生态恢复提供了科学依据。

3.3 海流观测海流观测是指对海洋中的水流进行观测和记录。

通过使用漂流器、声纳等技术手段，可以获取到海流的速度、方向等信息。

海洋观测技术溪流之海洋人生这是一个提供海洋与测绘专业和产业人士学习与交流的平台，我们以宣传海洋与测绘文化、进行专业推广交流为己任，力求文章发布的唯一性。

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海洋观测是研究海洋、开发海洋、利用海洋的基础，作为海洋科学和技术的重要组成部分，在维护海洋权益、开发海洋资源、预警海洋灾害、保护海洋环境、加强国防建设、谋求新的发展空间等方面起着十分重要的作用，也是展示一个国家综合国力的重要标志。

早在上世纪80年代中期，海洋发达国家就相继出台海洋科技与开发战略，进入21世纪后，国际政治、经济、军事围绕着海洋活动发生了深刻的变化，在新的海洋战略及其军事需求牵引下，各国相继调整战略，进一步加大了对海洋观测领域的投入。

海洋技术的演进海洋技术的发展最早起源于船舶技术发展的需求，由于罗盘技术广泛地应用于航海，加上前人积累的牵星术、地文、潮流、季风等航海知识，以及造船技术的发展，促进了海洋技术的发展。

正如海洋测绘技术起步于船舶安全航行需求，故被称之为海道测量。

1872年12月7日至1876年5月26日，英国2300吨排水量的“挑战者”号海洋科考船三年半时间的海上考察活动，开启了近代海洋科学研究历史。

这一次行程由英国爱丁堡大学的C.W.汤姆逊领导，船上配备了当时世界上最先进的海洋科学仪器和技术设备，对除北冰洋以外的世界各大洋开展了水文调查、深度测量、深水拖网、温度测定等等技术工作，得到了海洋深层水温分布数据，发现了4400多种海洋生物，绘制了等深线图，首次采集到锰结核，并发现了深海软泥和红土，等等。

在那个年代，回声原理已经被发现，像温度和压力传感器也逐渐被应用于水下作业，拖网、海水采样器、沉积物采样设备等这些机械式仪器设备，也被大量发明并得到应用。

这些海洋技术装备与海洋科学考察成果，为现代海洋地质、海洋化学、海洋生物等研究，奠定了坚实的基础。

第一章绪论1、海洋调查是用各种仪器设备直接或间接对海洋的物理学、化学、生物学、地质学、地貌学、气象学及其他海洋状况进行调查研究的手段。

2、海洋调查方法是指在海洋调查实施过程中仪器的使用、站位设置、资料整理与信息分析的方法和原则。

3、海洋调查简史：单船调查时期、多船联合调查时期、无人浮标站的使用取得全天候的连续资料、海洋遥感获得大面积同步资料。

4、单船调查时期：a、英国“挑战者”号:首先采用颠倒温度计测温；发现世界大洋中盐类组成具有恒定性的规律；奠定了现代海洋物理学、海洋化学和海洋地质学的基础。

b、英国“挑战者II”号：用英国当时最新的仪器设备检验第一次“挑战者”号的调查结果。

5、无人浮标站：固定式、自由漂浮式、水下自动升降式、深潜器。

6、各个名称对应的缩写：（了解）热带海洋与全球大气计划（TOGA）；世界大洋环流实验（WOCE）；全球海洋通量联合研究（JGOFS）；全球能量和水循环实验（GEWEX）；世界气候资料计划（WCDP）。

7、把海洋调查工作考虑为一个完整的系统，则该系统至少应包含如下五个主要方面：被测对象：基本稳定的、缓慢变化的、变化的、迅变的、瞬变的；传感器；平台；施测方法；数据信息处理。

8、海上观测：大面观测和断面观测。

第二章深度测量1、水深测量的目的和意义：研究海洋形态；确定其它海洋要素观测层次。

2、水深分类：现场水深（也叫瞬时水深，海表至海底）；海图水深（深度基准面至海底）。

二者关系：现场水深大于海图水深3、理论深度基准面如何确定：选理论上最低的海平面作基准面，以95%确定。

海图水深起算面（理论最低水深）——低潮位置取。

4、水深测量的要求：连续站：每隔1小时观测一次。

大面（断面）站：到站即测，测完即走。

100米以浅：记录一位小数；超过100米：记录整数。

5、水深测量通常采用回声测深仪和钢丝绳测深两种方法。

6、钢丝绳测深：A、测深设备：绳索计数器，钢丝绳，重锤，绞车，倾角器。

B、测深方法：钢丝绳前悬挂重锤，操纵绞车，放松钢丝绳，重锤底部恰好降到水平面，计数器清零或计数继续放出钢丝绳，刚触底而松弛时，停车，缓慢收紧钢丝绳，使之刚好触底时读取计数器记录值，两次值的差即为实际水深。

海洋调查方法1.海洋调查方法的定义在海洋调查实施过程中仪器的使用、站位设置、资料整理与信息分析的方法和原则在海洋调查实施过程中仪器的使用、站位设置、资料整理与信息分析的方法和原则2.海洋调查的方式有哪几种？随机方法、定点方法——台站观测、大面观测、断面观测、连续观测、辅助观测、自动遥测浮标站、轨道扫描方法——海洋卫星遥感、海洋立体化观测扫描方法——海洋卫星遥感、海洋立体化观测3.海洋调查方法有哪几种？航空观测、卫星观测、船舶观测、水下观测、自动浮标站（锚定或飘移）航空观测、卫星观测、船舶观测、水下观测、自动浮标站（锚定或飘移）4.海洋观测的对象分为哪几类？1）基本稳定的：被测对象随时间变化极为缓慢（岸线、海底地形、底质分布））基本稳定的：被测对象随时间变化极为缓慢（岸线、海底地形、底质分布）2）缓慢变化的：被测对象一般对应海洋中的大尺度过程，空间尺度几千千米，时间上可有季节性变化（湾流、黑潮）流、黑潮）3）显著变化的：被测对象对应海洋中的中尺度过程，空间尺度可达几百千米，寿命约几个月（大洋中尺度涡，近海区域性水团）涡，近海区域性水团）4）迅变的：被测对象对应海洋中的小尺度过程，空间尺度十几到几十千米，时间周期几天到十几天）迅变的：被测对象对应海洋中的小尺度过程，空间尺度十几到几十千米，时间周期几天到十几天5）瞬变的：被测对象对应海洋中的微细过程，空间尺度在米量级以下，时间尺度在几天到几小时甚至分、秒的范围（海洋中团块的湍流运动和对流过程）秒的范围（海洋中团块的湍流运动和对流过程）5.了解大面观测、断面观测含义及区别？1）大面观测：为了解一定海区环境特征的分布和变化情况以及彼此间联系，在该海区设置若干观测点，隔观测站点称为“大面观测站”一定时间做一次巡回观测.观测应在最短时间内完成.观测站点称为“大面观测站”2）断面观测：在调查海区设置由若干具代表性的测点（“断面观测站”）组成的断面线，沿此线由表到底进基本了解某海区水文特征和海流系统后，为进一步探索该区各海洋要素的逐年变化规律行观测.基本了解某海区水文特征和海流系统后，为进一步探索该区各海洋要素的逐年变化规律6.水深定义、水深测量的意义？1）水深定义：）水深定义：水深：固定地点从海平面至海底的垂直距离水深：固定地点从海平面至海底的垂直距离：现场测得的自海面至海底的铅直距离现场水深（瞬时水深）：现场测得的自海面至海底的铅直距离海图水深：从深度基准面起算到海底的水深，我国采用“理论深度基准面”作为海图起算面海图水深：从深度基准面起算到海底的水深，我国采用“理论深度基准面”作为海图起算面2）意义：认识海洋，全面了解海洋，首先应从它的形态着手研究，然后再研究其内在规律，水深测量是研究海洋形态的一种手段；海洋表面是“平面”，海底则是高低不平的隆起或凹地，要了解复杂多端的海底地貌的分布状况，就必须进行水深测量。

主要海流观测方法海流（ocean current）海水在大范围里相对稳定的流动。

既有水平，又有铅直的三维流动，是海水运动的普遍形式之一。

“大范围”是指海流的空间尺度大，可在几千千米甚至全球范围内流动；“相对稳定”是指海流的路径、速率和方向，在数月、一年甚至多年的较长时间里保持一致。

一般将发生在大洋里的海流称为洋流。

一、海流概况（一）海流成因及观测意义海流形成的原因很多，但归结起来主要有两种：一种是受海面风力的作用，称风生海流，所涉及的深度只有几百米；另一种是由于海面受冷热却不均，蒸发降水不均所产生的温度、盐度引起的密度分布不均匀，导致海洋中的压力场产生斜压，在水平方向上产生一种引起海水流动的力，产生海流。

如墨西哥暖流。

海流形成之后，由于海水的连续性，必然在某些海域发生海水辐聚与幅散，导致升降流的发生。

掌握海水运动的规律非常重要，它可以直接为国防、生产、海运交通、渔业、建港等服务。

海流与渔业的关系密切，在寒施和暖流交汇的地方往往形成良好的渔场。

如：北海道渔场--位于日本北海道，形成条件为日本暖流与千岛寒流交汇，是世界第一大渔场。

纽芬兰渔场--北美洲东岸，加拿大境内，纽芬兰岛附近，形成条件为墨西哥湾暖流与拉布拉多寒流交汇，“踏着水中雪鱼脊背就可以走上岸”。

北海渔场--位于欧洲西部北海，形成条件为北上的北大西洋暖流与南下的东格陵兰寒流在北海交汇。

秘鲁渔场--秘鲁沿岸在东南信风带内，东南信风从南美大陆吹向太平洋，使沿岸表层水离岸而去，底层海水上升补充，而形成上升补偿流，把海底营养盐带至表层。

（二）海流的分类根据海流的成因及受力情况等，为了讨论方便起见，可从不同角度对其分类和命名。

例如由风引起的海流称为风海流或漂流，由热盐作用引起的称为热盐环流；从海水受力情况分又有梯度流、地转流、惯性流等；从发生的区域不同又分为，表层流、深层流、底层流、沿岸流、赤道流、东西边界流等。

下面将简要地分节对地转流、风海流、惯性流、洋流的特性进行描述。

海洋观测浮标通用技术要求（试行）1范围本要求规定了海洋观测浮标的系统组成、技术要求、检验方法及标志、包装、运输和贮存的要求。

本要求适用于海洋观测网业务化应用的海洋观测浮标的采购、检验和评估。

2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

CB/T 3855 海船牺牲阳极保护阴极设计和安装GB/T 13972-2010 海洋水文仪器通用技术条件GB/T 14914 海滨观测规范HY/T 143-2011 小型海洋环境监测浮标HY/T 142-2011 大型海洋环境监测浮标3术语和定义3.1海洋观测浮标锚泊在特定海区对该海区的水文、气象等要素进行定点、自动、长期、连续观测并定时发送资料的浮标。

3.2浮标检测仪一种配备浮标专用检测软件，可对浮标进行工作参数设置及功能检测的设备。

3.3浮标接收岸站接收海洋观测浮标发送或者通过数据平台中转的测量数据的地面接收设备和设施。

4系统组成4.1基本组成海洋观测浮标由浮标体、数据采集器、安全系统、浮标检测仪、传感器、通信系统、供电系统、锚系、浮标接收岸站（以下简称岸站）九部分组成。

4.2浮标体为浮标提供浮力支撑，同时也作为仪器搭载平台，由塔架、标体、配重组成。

4.3数据采集器按照设定的工作时序，自动采集、处理、存储观测数据，并将处理后的数据通过无线通信方式实时发送到岸站。

4.4安全系统具有警示、防雷、发现浮标移位、开舱、进水的功能，由雷达反射器、避雷针、卫星定位系统、开舱、进水传感器组成。

4.5浮标检测仪对浮标进行设置、调试和检测。

4.6传感器包括风、空气温度、相对湿度、气压、水温、盐度、波浪、海流传感器等。

4.7通信系统采用短波、超短波、蜂窝移动通信或卫星等通信方式，将观测数据传输到岸站，由天线和通讯模块或一体化通讯设备组成。

4.8供电系统为浮标的长期连续工作提供电源，由太阳能电池板、免维护蓄电池和充放电控制器组成。