第四章 海浪观测
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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。
海洋学调查实验报告实验三海浪观测仪器的认识与使用海浪观测的主要内容是风浪和涌浪的波面时空分布及其外貌特征。
观测项目包括海面状况,波型,波向,周期和波高,并利用上述观测值计算波长,波速,1/10和1/3大波的波高和波级。
海浪观测有目测和仪测两种。
目测要求观测员具有正确估计波浪尺寸和判断海浪外貌特征的能力。
仪测目前可测波高、波向和周期,其它项目仍用目测。
波高的单位为米(m),周期的单位为秒(s),观测时取至一位小数。
仪器每次记录的时间为10至20分钟,使记录的单波个数不得少于100个),观测时间为02,05,08,11,14,17,20,23时,大面(或断面)的测站,船到站即观测。
海滨测站的自记仪观测时间与连续观测的要求相同,目测(包括仪器目测)的时间为08,11,14,17时。
观测海浪时,还应同时观测风速,风向和水深。
主要测波仪介绍海浪观测虽然很早以前就被人们注意了,但观测仪器和方法都很不完善,近几十年来由于海洋开发和利用的进展,各有关部门对海上浪浪观测资料的需要日益增加,这就大大促进波浪观测方法和观测仪器的研制工作。
到目前为止,各国已研制和采用了各式各样的测波仪器和测波方法,按其传感器安装的位置来分,可分为水面以上的测波仪,水面附近的测波仪和水面以下的测波仪;按其测量范围来分,可分为点式、多点式、面式等。
水面以上的测波仪和测波方法,是指一切可以从水面以上测量的仪器和方法,这类测波法有航空测波法,立体摄影法,雷达测波法等。
水面附近的测波仪和测波法,是把传感器按装在水面上测波以及操作这些测波仪器的方法。
这类测波仪有测波杆,光学式测波仪,重力式测波仪等。
水面以下的测波仪和测波法,是指测波的传感器安装在水面以下以及进行的测波方法。
这类测波仪器有水压式测波仪,声学式测波仪等。
单点测量最常见的波浪测量是在某一点上测量水表面的高度。
1.阻容式测波仪这种仪器通常安装在固定平台上,并用下面几种方式测量水的高度:利用改变悬挂在水中的垂直导线的电阻或电容的方法;测波杆照相法;利用透射过海面的激光束偏转;或者利用海面激光反射的方法。
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》课程教学大纲撰写人:周良明撰写时间:2013年9月12日开课院系:海洋环境学院海洋系课程编号:(由教务处统一编制)课程英文名称:method of ocean survey课程总学时:72 总学分:4含实验或实践学时:19学分:1推荐使用教材:海洋调查方法编者:侍茂崇等出版社:青岛海洋大学出版社出版时间及版次:2000年7月第1版课程教学目标与基本要求:掌握海洋深度、盐度、温度、水色、透明度、海流、潮汐、海浪等水文要素及海洋气象、海洋生物、海洋化学、海洋地质和卫星海洋遥感的调查原理、调查仪器和调查方法。
了解长波观测、南大洋和北冰洋观测及海洋观测新技术。
掌握海洋调查资料的分析和处理及海洋工程水文观测与计算。
了解海洋调查的组织工作。
考试形式:笔试、闭卷学习参考书(注明编者,出版社,出版时间及版次):《海洋调查方法导论》侍茂崇等,中国海洋大学出版社,2008年第一版;《海洋调查方法》侍茂崇等,青岛海洋大学出版社,2000年第一版;《海洋科学导论》冯士笮等,高等教育出版社,2001年7月第三次印刷;《海洋随机资料分析》方欣华等,青岛海洋大学出版社,2002年6月第一版;《物理海洋学》叶安乐等,青岛海洋大学出版社,1992年2月第一版;《海洋科学概论》陈宗镛等,青岛海洋大学出版社,1992年第一版;《随机海浪理论》徐德伦等,高等教育出版社,2001年第一版;《海洋波动动力学》蒋德才,青岛海洋大学出版社,1992年第一版;Introduction To Physical Oceanography,Robert H. Stewart。
Invitation to Oceanography,Fifth Edition by Paul R. Pinet. /oceanlink/。