海洋调查方法期中复习题

《海洋调查方法》期中考试复习 1.海洋调查的发展有几个基本阶段？ （1）单船走航 ：主要成果：海水主要成分、相对含量； 生物分类，生物与环境间的关系；海底地貌、沉积物分布； 潮汐、海浪、海流研究，绘制出世界大洋的海流图轮廓，提出风生漂流理论。 （2）多船联合调查：优势：大大缩短了对一个海域进行调查所需的时间，大大地增加了调查资料的数量，提高了调查资料的质量。 船舶海上调查的问题： ◆船行速度慢，只能得出一条线上的资料，只能提供离散的， 非同步的，有限的海洋数据。 ◆不适应对中小尺度过程的研究。中小尺度系统过程变化快。 ◆船只观测费用高，还受到恶劣天气的限制。 （3）无人浮标站：无人浮标站可终年在海上获取连续资料 无人浮标站有不同种类：固定式，自由飘浮式，:水下自动升降式等 主要成就是： 认识到大洋中存在着大量的中尺度涡旋。 在平均流速只有1cm/s 的弱流海域，有速度达10cm/s 相关尺度约为100km,时间尺度为几个月的中尺度涡旋。 这标志着海洋水文物理学以由研究平均水文情况的“气候学时代”向研究水文情况逐日变化规律的“天气学时代”转变迈进了一大步。 （4）海洋遥感：仪器放在被观测目标之外的某一位置，又称非入侵式（non-invasion）。远距离接受研究对象的各种信息。遥感仪器必须依赖于辐射（光、热）或微波等把研究区域的有用信息传递到观测仪器。（获得大面积同步资料，开创了空间海洋学时代）

2.说明海洋调查的主要任务 海洋调查的任务主要是：观测海洋要素及与之有关的气象要素，编制观测报表，整理分析观测资料，绘制各类海洋要素图，查清所观测的海域中各种要素的分布状况和变化规律。

3.解释海洋调查传感器的分类

定义：能获取各种海洋数据信息的仪器和装置。大致可分为三种： （a）点式：感应空间某一点被测的对象，如温度、盐度、压力、流速、浮游生物量、化学要素的浓度等。提供的是离散的观测数据。 （b）线式：连续地感应被测量的对象，当传感器沿某一方向运动时，可以获得某种海洋特征变量沿这一方向的分布。 如温度随深度变化的分布，温度、盐度沿航行方向上的分布。当传感器固定在某一测点时，还可提供该点海洋特征随时间变化的过程曲线 （c ）面式：传感器可提供两维空间上海洋特征变量的分布信息。即直接提供某海洋特征变量的二维场。（如红外照相可以显示等温线的平面分布。）传感器的准确度根据需要确定，在需要和可能之间折中。 4.对比大面观测和断面观测 大面观测：为了了解某海区的水文等要素分布情况和变化规律，在该海区布设若干个测站。在一定的时间内对各站观测一次，这种调查方式称为大面观测。观测时间应尽可能的短，以保证调查资料具有良好的同步性。

断面观测：在大面观测中选择一些具有代表性的断面进行长期重复观测，这种调查方式叫做断面观测。具有代表性的断面称为标准断面。 特点：位置一般应垂直于陆岸或主要海流方向； 站距在近岸区域密一些，外海深水区域疏一些。 5.说明水深测量的主要目的 水深测量是为了解海底地形、地貌的分布状况。 6.什么是平均海平面？什么是理论深度基准面和海图水深？ 水位高度等于观测结果平均值的平静的理想海面是平均海平面。

深度基准面又称海图基准面，海图水深的起算面。 海图水深：是从海图深度基准面向下算到海底的水深。 7.给出水深测量各不同方法名称，并介绍钢丝绳测深和声波测深的工作流程 ※ 钢丝绳测深： （1）测出水面以上绳长 （2）测出重锤到海底时的总绳长 （3）两长度相减，得海水深度。 重锤选择：根据海流大小，钢丝绳倾角大于30度应加大重锤。 具体步骤：用计数器记录水面以上绳长；重锤触海底并拉直钢丝绳；记录此时绳长；收回钢丝绳。 校正和订正：钢丝绳倾角大于10度时，应实行倾斜订正 计数器有机械误差和磨损误差，应在使用前作标定 ※ 回声测深仪测深： 原理： 声波在海水中以一定的速度--平均声速 1500m/s-直线传播，并能由海底反射回来。 根据声波往返时间（T），及其所在测区水域中的传播速度（V），求得发射器至反射目标的直线距离，即测得水深（H） 已知速度，记录时间，就可算出距离 发射器发射以V=1500米/秒传播的超声波，并接受从海底反射到船底的回波，记下所用的时间 △t。再根据公式计算： h：船的吃水深度，H: 真实水深。

※ 激光声海水深度遥感探测 ※ 其它方法：吊放声纳、磁探技术、蓝绿光探测 8.海温观测的意义和基本要求 海温观测的意义  海水温度是海洋物理性质中的最基本要素之一 海洋水团的划分 海水不同层次的锋面结构

TVS*hSHtS2/)*1500( 海流性质判别等  水温与其他水文气象要素存在紧密联系 海水密度 海水运动（水平／垂直方向） 海雾 大气（气温、大气环流、台风、ENSO等）  对生物的生长与活动状况、敷设海底电缆、温差发电、海气交换、舰船冷却系统、工业海水用水、排水等都非常重要。 基本要求：1.准确度要求；2、标准层次；3、观测时次。

详细的：水温观测的基本要求

1、 准确度要求 海洋温度单位：摄氏温标℃（Celsius Degree） （瑞典的物理学家在1742年提出，一个大气压下冰点为0℃，沸点为100℃，中间100等分）  大洋 特点：温度分布均匀，变化缓慢。 观测准确度要求较高，一般温度要精确到一级，即±0.02℃  浅海 特点：温度时空变化剧烈，梯度或变化率比大洋的要大上百倍甚至上千倍 观测准确度要求较低，一般取±0.1℃  对有特殊要求的系统，如水团界面和跃层的细微结构调查，以及海洋与大气的小尺度能量交换的研究等，要根据需求确定准确度。

准确度级别 一级 二级 三级 温度范围 ±0.02℃ ±0.05℃ ±0.2℃

2、标准层次 表层：海表以下，１米以内的水层 表层以下的标准层：层数及厚度随总厚度增加 底层：随水深增加而增加 3、观测时次  沿岸台站 只观测表面水温。 观测时间：每日的２，８，１４，２０时  海上观测 表层和表层以下各层水温 观测时间：大面或断面站，船到站就观测一次 连续站每小时观测一次。 9.海温探测仪器的几种类型及其基本原理 1、液体温度计  表面温度计（表面） • 原理 利用装在玻璃容器中的测温液体随温度改变而引起的体积变化，以液柱位置的变化来测定温度。 感应部分是一个充满液体的球，相连的是一根一端封闭、粗细均匀的毛细管。 ΔL：毛细管内液柱长度变化值，Δt：温度变化值，ΔV：测温液体的体积变化量，S：毛细管截面积，V0：0℃时液体总体积，α：测温液体的视膨胀系数（液体与玻璃的膨胀系数之差）。 • 表面温度计及颠倒温度计都属于玻璃液体温度计。

 颠倒温度计（深层） • 结构与原理 颠倒温度计由闭端（防压，测量水温）和开端（受压，测量沉放深度）两只温度计组成。 • 闭端式颠倒温度计：外套管封闭，水银柱的高度不受外界水压影响，仅与现场温度有关。 • 开端式颠倒温度计：外套管开放，一端开口，另一端有导流小孔，所以水银柱的的高度取决于现场的温度和压力。 • 开端与闭端温度表的温度差值＋开端温度表的压缩系数＝>仪器的沉放深度（精确度为99.5%）。 • 两种颠倒温度计中都有相互倒置的主温度计（测量水温）和辅温度计（测量玻璃套管内的温度，以进行还原订正）两只。 • 结构与原理 1、主温度计＝贮蓄泡＋毛细管＋接受泡 2、毛细管＝狭窄处＋盲枝＋圆环＋有刻度的直线形毛细管 狭窄处及盲枝：当温度计颠倒时，水银柱于盲枝的分支处断裂（温度计示数准确性）； 圆环：毛细管较粗大，用来容纳在温度计被颠倒时由于温度升高而从贮蓄泡膨胀出来的水银； 有刻度的直线形毛细管：正面为平面，以避免读数的视差； * 贮蓄泡与外套管之间装有水银，以消除空气的绝热。 感温时，温度表的贮蓄泡向下，盲枝的交叉点（断点）以上的水银柱高度取决于现场的温度; 当温度表颠倒时，水银柱便在盲支处断开。这样就保留了现场温度的读数，提出水面后，即可读出。(还原前的值） 颠倒温度计发明于1876年。 观察准确度高、使用方便、性能稳定。 只能在停船时使用，只能测定单层温度、不能自记 2、机械式温度计 Mechanical Bathy thermography (MBT) • 一种记录温度随深度变化的仪器，用于自动记录水深２００米（或１０００米）以内的水温分布情况。全称为深度温度计，发明于１９３７年。  另一种机械式温度计带有采水器，可同时在各指定的各标准层采取水样  观测准确度在三级。现在已不再使用 3、电子温度计 ◆ 热电式温度计：可在定点或走航时使用，但测温度一般在100米以内，测温准确度较低，约±0.5℃左右。 （热电动势） ◆ 电阻式温度计：定点、走航均可使用，测温准确度较高，约±0.1℃，测温深度可达500米，因此被广泛使用。（电桥不平衡） ◆ 电子式温度计： 定点测温准确度可达±0.02℃，当航速为16节时测温 准确度为±0.1℃。（电阻变化转为频率变化） ◆ 晶体震荡式温度计：准确度高，可达±0.001℃。但此类温度计感温时间较长，不适于走航。专供定点观测和矫正仪器用。（震荡频率随温度变化）

＊ XBT（投弃式深温计）和CTD温盐深自动记录仪属于电阻及电子式温度计。 ◆ 热电式温度计 原理： 感应元件是热电偶，热电偶测温的基本原理是热电效应。在由两种不同材料的导体 A 和 B 所组成的闭合回路中 , 当 A 和 B 的两个接点处于不同温度 T 和 To时, 在回路中就会产生热电势（温差电势和接触电势）。 导体材料确定后，热电势的大小只与热电偶两端的温度有关。如果使 EAB(T0)=常数，则回路热电势EAB(T，T0)就只与温度T有关，而且是T的单值

函数。 ◆ 电阻式温度计 原理： 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的

◆ 电子式温度计 原理： 水温变化转换为电阻的变化，再转换为频率的变化将输出的频率信号加以放大记录，就可得到海水温度。