海洋水文学
海洋水文观测的要求和观测方法介绍海洋水文观测方式有哪些
海洋水文观测的要求和观测方法介绍海洋水文观测方式有哪些一、海洋水文观测的要求：1.准确性：观测数据应具有高准确性，以确保研究的可靠性和科学性。
2.实时性：观测数据应能够及时获取和传输，以满足海洋灾害预警和应急响应的需要。
3.连续性：观测数据应能够连续地获取，以获取水文过程的完整性和变化规律。
4.综合性：观测项目应能够综合考虑多种要素，包括海洋温度、盐度、流场、海洋酸化度等。
5.空间性：观测项目应能够在空间上进行覆盖，包括区域性观测和点源观测。
二、海洋水文观测方法：1.航行观测法：通过在航行途中测量海洋水文参数，如温度、盐度、酸碱度等。
该方法具有较大的覆盖面和灵活性，但其观测数据受到船舶运动、测量仪器误差等因素的影响。
2.浮标观测法：通过在海洋中放置浮标，通过遥测等方式获取海洋水文参数。
该方法能够长时间连续观测目标区域的水文参数，但受制于浮标的耐波能力和遥测设备的通信能力。
3.定点观测法：通过埋设固定观测设备在特定海域进行水文观测。
该方法能够准确观测特定海域的水文参数，但受制于观测设备的稳定性和维护需求。
4.卫星遥感法：通过卫星遥感数据获取海洋表面温度、海洋风场等水文参数。
该方法具有广覆盖、连续性好以及观测范围大等优势，但受制于卫星分辨率和云层干扰等因素。
5.声学观测法：通过声学设备在水下测量海洋水文参数，如水深、水温、盐度等。
该方法适用于水下环境观测，具有高精度和较长距离的优势，但受制于水下能见度和声学传播的物理特性。
综上所述，海洋水文观测的要求包括准确性、实时性、连续性、综合性和空间性；观测方法包括航行观测法、浮标观测法、定点观测法、卫星遥感法和声学观测法。
这些观测方法在不同的研究需求下，在海洋水文观测中发挥着重要的作用。
物理海洋学名词
物理海洋学名词01．001 海洋科学（ocean science）研究发生在海洋中的各种自然现象和过程及其变化规律以及与海洋开发利用有关的知识体系。
它的研究对象是占地球表面积71%的海洋，包括海水，溶解和悬浮于海水中的物质，生活于海洋中的生物，海底沉积和海底岩石圈，以及河口海岸带和海-气界面及其上的大气边界层等。
01．002 海洋学（oceanology）海洋科学的简称。
01．003 物理海洋学（physical oceanography）狭义而言，物理海洋学是运用物理学的观点和方法研究海洋中的力场，热盐结构，以及因之而产生的各种机械运动的时空变化，海洋中的物质交换，能量交换和转换的科学；广义而言，物理海洋学是以物理学的理论、方法和技术，研究海洋中的物理现象及其变化规律，并研究海洋水体与大气圈、岩石圈和生物圈的相互作用的科学。
01．013 区域海洋学（regional oceanography）综合地研究一个海区中各种海洋现象的科学，是海洋科学的一个分支科学，也是世界自然地理学的一个组成部分，与描述海洋学（descriptive oceanography）类似。
01．020 洋（ocean）海洋水圈中的中心主体部分。
01．026 海(sea)海洋水圈的边缘附属部分称为海。
01．032 上层（epipelagic zone）海洋层结（层状结构）中被太阳辐射加热的水层，温度较高，密度较小，混合较均匀，厚约100米。
01．033 中层（mesopelagic zone）海洋层结中的过渡层，在上层以下，厚度约为1 000~1 500米的水层。
温度、盐度、密度一般具有一个很大的跃层，有时具有多个跃层。
01．034 深层（bathypelagic zone）海洋层结中中层以下的温度、盐度、密度均匀的水层。
亦称下均匀层。
02．001 海洋水文学（marine hydrography, marine hydrology）是关于海水起源、存在、分布、循环、运动等变化规律和运用这些规律为人类服务的知识体系，是水文科学的一个分支。
海洋水文学的现状和未来研究方向
海洋水文学的现状和未来研究方向一、引言海洋水文学作为研究海洋“水”与“水文环境”的科学，其研究内容涉及海洋水的物理、化学、生物、地质特性等多方面内容，具有重要的科学价值和应用前景。
近年来，随着全球海洋环境的变化，海洋水文学方面的研究也得到了越来越多的关注。
本文旨在从海洋水文学的现状和未来研究方向两个方面进行分析。
二、海洋水文学的现状1、研究内容海洋水文学的研究内容主要包括以下几个方面：（1）海洋水文特性：研究海洋中水的分布、密度、温度、盐度、流速等物理性质；（2）海洋化学特性：研究海洋中水的盐度、溶解氧、二氧化碳含量、营养盐、微量元素等化学特性；（3）海洋生物特性：研究海洋生物的分布、数量、种类、生长环境等特性；（4）海洋地质特性：研究海洋地球化学和地质特性，如海水沉积、海底地形和构造、海底流体等。
2、研究方法海洋水文学的研究方法主要包括以下几种：（1）观测：通过在海洋中设置观测站、布设观测设备等方式，对海洋水文环境进行实时、长期监测；（2）采样：通过采样分析，获得海水中的各种物理、化学、生物参数数据；（3）实验：对海洋水在不同条件下的物理、化学、生物特性进行研究；（4）数值模拟：通过建立数学模型进行计算，推测海洋水文环境变化的趋势和程度。
3、研究进展随着现代科技的不断进步，海洋水文学的研究进展迅速。
在海洋水文学的各个方面，研究者们取得了丰硕的成果。
例如，在海洋水的物理特性方面，通过利用潜艇和遥控水下机器人等技术，对海洋水温、盐度、流速等参数进行精密的观测和测量，得出了一系列结论。
在海洋水的化学特性方面，研究者们发现海洋中的碳循环、营养元素循环等对全球气候变化有着深远的影响。
在海洋生物特性方面，研究者们发现海洋中存在着许多未知的生物种类，并通过对海洋生物多样性的研究，探索了海洋生物的生活方式和分布规律。
三、未来研究方向1、多学科融合海洋水文学研究需要涉及到物理、化学、生物、地质等多个学科领域，未来应当更加注重多学科的融合，对海洋水文环境的研究进行全方位、深入的探索。
水文学知识点总结
水文学知识点总结水文学是一门关于水在宇宙中的形成、运动、分布和变化的学问。
它从宏观的角度研究水的整体特性，以期了解水的起源、流量、运动和利用，以及水对生态、社会和经济的影响。
本文对水文学的基本理论和基本概念进行了总结。
一、水循环水循环是指水从地表流入河流、湖泊、海洋，随着热量和气压变化而产生水蒸发，随后由云彩运输到另一个地方并以降水的形式回到地表，从而形成一种地球表面水体的循环系统。
水蒸发产生的水汽，可以形成雾霭、浓云和雨云，在大气中传播。
二、水文地理水文地理是研究地球上的水资源而产生的一门科学，它从宏观的角度研究地球表面的水在空间上的分布特征以及水的变化规律，以期了解水资源的分布、变化和评价。
水文地理的研究包括了水资源的调查，水土的分析，水系的划分，水系的特征，水系的运动，水系的改造，水系的旱涝等。
三、水文气象学水文气象学是研究水文过程中气象要素变化的科学，主要研究降水、陆地交换热量、相对湿度和大气水汽等气象要素。
在水文气象学中，重点关注天气过程中的气象要素变化，以及这些变化对水文过程的影响。
四、水质学水质学是研究了解水质、水质变化和影响水质的原因，并实施相应改善措施的一门学问。
水质学讲究对水质的实时监测和长期跟踪，并将观测结果进行分析，掌握水质变化的规律。
在水质学中，有关水质的指标包括溶解氧、pH、水温、锰、硫和氨等。
五、水资源管理水资源管理是指有效地利用水资源，最大限度地满足社会经济发展的水资源调控和管理活动。
水资源管理的重点包括有效的利用水资源，保护水资源，实施水资源规划，实现水资源公平，建立水资源收费制度，保护生态环境等。
总而言之，水文学涉及一系列与地球水系和水资源有关的学科和问题，为深入了解它们提供了基础理论。
本文对其相关理论和概念进行了总结，以便帮助读者更好地理解水文学。
工程勘察船的深海水文学研究技术
工程勘察船的深海水文学研究技术深海水文学研究技术是工程勘察船在深海环境中进行水文学研究的关键技术之一。
随着海洋资源的日益稀缺和全球气候变化的加剧，深海水文学研究对于认识海洋环境、保护海洋生态和支撑海洋经济发展具有重要意义。
本文将重点介绍工程勘察船深海水文学研究技术的发展现状、关键技术和应用前景。
首先，深海水文学研究技术在工程勘察船的海洋勘查活动中起到了至关重要的作用。
传统的水文学研究主要集中在浅海区域，对于深海的认知相对较少。
然而，深海是地球上最大最神秘的领域之一，其独特的环境条件和生物多样性对于人类的探索和利用具有巨大的潜力。
深海水文学研究技术的发展填补了这一空白，为深海区域的资源开发、环境保护和生态恢复提供了重要的科学依据。
目前，工程勘察船深海水文学研究技术已经取得了一系列重要的进展。
其中，应用卫星遥感技术和海底传感器网络实现对深海的实时监测是一大亮点。
卫星遥感技术通过对海洋表面的温度、盐度和色素等参数进行监测，可以获取到深海的海洋环境动态信息；海底传感器网络可以实时监测深海水层的物理、化学和生物学特征，为深海水文学研究提供了大量的实时数据。
此外，深海水下机器人和遥感探测器的应用也为深海水文学研究提供了便利。
在深海水文学研究技术中，水文学探测工具的开发和改进是关键。
工程勘察船需要配备先进的水文学探测仪器，包括温度、盐度和流速测量仪器等。
这些仪器需要具备高精度、高精度、长时间稳定性和在深海条件下的可靠运行能力。
同时，水文学监测系统需要能够实时获取、传输和处理大量的海洋数据，以满足深海水文学研究的需要。
因此，工程勘察船的深海水文学研究技术需要与数据处理、通信和计算等技术相结合，实现数据的采集、传输、存储和分析。
另外，深海水文学研究技术的应用前景广阔。
深海作为地球上最后的边界之一，隐藏着丰富的矿产资源、生物多样性和环境变化信息。
通过深海水文学研究技术的发展，可以实现对深海资源的开发和利用，促进海洋经济的可持续发展。
海洋水文学研究的最新进展
海洋水文学研究的最新进展一、前言海洋水文学是一门研究海洋环境及其水文特征的学科。
随着科学技术的不断创新，海洋水文学也在不断向前发展。
本文将介绍一些海洋水文学研究的最新进展。
二、海洋水文学研究的新方法1. 水文声学技术水文声学技术是用声波来探测海洋水文信息的方法。
通过声波与水环境相互作用所产生的回声来获取海洋中的水文信息，包括水深、水温和水质等等。
该技术在海洋勘探、资源开发、海底地形测绘等方面有着广泛的应用。
2. 先进遥感技术遥感技术是通过卫星或飞机等手段来获取远距离地物的信息。
在海洋水文学研究中，遥感技术广泛应用于水文监测、气氛监测、海洋生态环境监测等方面。
三、海洋水文学研究的新成果1. 洋流的起源和演化研究洋流是海洋中水体沿特定方向运动的现象。
洋流的起源和演化一直是海洋水文学研究的重点之一。
近年来，研究者通过数值模型模拟和观测结果，探索得出了洋流的形成机制和演化规律。
这些研究成果为海洋利用和海洋环境管理提供了重要的科学参考。
2. 温度和盐度异常事件的研究温度和盐度是海洋水文学研究的重要指标之一，它们的异常变化往往会引起生态环境和气候变化等重要问题。
近年来，研究者利用新的观测手段和模型模拟方法，对此类异常事件的发生机制和规律进行了深入研究，为应对海洋环境变化提供了科学依据。
四、海洋水文学研究的新应用1. 海洋重要物质输运和循环研究海洋中存在着各种重要的物质，如矿物、能源、生物等。
海洋水文学研究为这些物质的输运和循环提供了重要的科学依据。
诸如油气管道敷设、矿物开采和海洋生态保护等方面，海洋水文学研究的应用越来越广泛。
2. 海洋环境监测和污染治理随着人类经济活动的不断增加，海洋环境污染问题日益突出。
海洋水文学研究的成果为海洋环境监测和污染治理提供了有力的科学依据。
通过对海洋环境数据的监测和分析，可以实现对海洋环境的精准管理和治理。
五、结语本文介绍了海洋水文学研究的最新进展，探讨了新方法、新成果和新应用。
卫星遥感技术在海洋水文学研究中的应用
卫星遥感技术在海洋水文学研究中的应用一、引言随着科技的不断发展，卫星遥感技术在多个领域得到了广泛运用。
其中，海洋水文学是一个得益于卫星遥感技术的领域之一。
卫星遥感技术可以提供精确的海洋水文学数据，为海洋环境监测、自然灾害预警以及海洋资源管理提供有力的支持。
二、卫星遥感技术的优势卫星遥感技术通过遥感卫星对海洋水文学数据进行探测和观测，具有以下优势：1.高度精度：卫星遥感技术可以获取非常精确的海洋水文学数据，包括海洋表面温度、海面高度、海水盐度等。
2.宽覆盖范围：卫星遥感技术可以实现对广泛的海洋区域进行数据采集和分析，不受时间和空间限制。
3.实时性强：卫星遥感技术能够提供海洋水文学数据的及时更新，及时了解海洋环境的变化情况。
4.成本低廉：相比传统的海洋水文学数据采集方式，卫星遥感技术的成本更低，运营成本也更低。
5.易于操作：卫星遥感技术可以通过电脑终端进行远程操作和数据管理，无需进行现场操作。
三、卫星遥感技术在海洋水文学研究中的应用1.海洋环境监测卫星遥感技术可以通过对海洋表面温度、海面高度、海水盐度等参数的观测和分析，及时了解海洋环境的变化情况。
例如，海洋表面温度对于海洋生态系统的健康和稳定具有重要作用，通过卫星遥感技术可以监测和预测海洋表面温度的变化，提供有效的决策支持。
2.自然灾害预警卫星遥感技术可以通过监测海洋环境的变化，提前预警自然灾害，例如海啸、风暴潮、海浪、强风等灾害。
通过卫星遥感技术可以获取相关数据，并结合海洋气象数据分析风暴、洪水、海浪等自然灾害的发生和迁移路径，提供决策参考。
3.海洋资源管理卫星遥感技术可以通过对海洋环境的观测和分析，帮助管理者制定科学的资源利用规划，保护海洋生态系统。
例如，通过对海水温度、盐度、浊度等指标的测量分析，有利于更好地管控渔业资源，进行渔业资源保护。
四、卫星遥感技术的应用案例1.海洋环境监测卫星遥感技术可以有效监测海洋表面温度变化，例如，在2010年的墨西哥湾漏油事件中，通过卫星遥感技术实时监测墨西哥湾表面温度的变化，以协助救援和灾后评估。
海洋水文
主讲：
主要内容
1、海洋工程水文概述 2、潮汐理论 3、工程潮汐统计计算 4、波浪理论 5、工程波要素及波浪力设计
海洋水文学概述
海洋水文学（marine hydrology），又称物理海 洋学。是海洋学的一个重要分支。 海洋水文学研究的对象： 主要研究海水的物理性质和海水各种运动的发生、 发展规律。 包括海水温度、盐度、海流、潮汐、海浪、透明 度、水色、海发光、海冰以及海洋—大气相互作用 等。
3 潮汐的变化
（二）地形对潮汐的影响
海水的自然周期与海区形态和深度有密切关系。某一 海区自然周期与引潮力周期相一致时，便产生“共振”现 象。潮汐涨落特别明显，潮差增大。 世界上一些喇叭形河口区，由于受地形的影响，常出 现涌潮或暴涨潮。 如杭州湾、芬迪湾等 （三）气候对潮汐的影响 如台风、洪水、结冰等
1
波浪概述
微振幅波理论基本假设：
1）理想不可压缩流体，重力不能略去； 2）运动是无旋的，具有速度势φ满足Laplace方程：
2 2 0 x 2 z 2
(h z , x )
3）波浪是微振幅波，即H<<L； 4）海底边界条件：
vz 0 z
2 潮汐及其类型
（二）潮汐的类型
1 半日潮 在一个太阴日（24小时50分）内，有两次高潮和两次 低潮，而且两相邻高潮或低潮的潮高几乎相等，涨落潮时 也几乎相等，这样的潮汐称为半日潮。 2 全日潮 半个月内，有连续7天以上在一个太阴日内，只有一 次高潮和一次低潮，这样的潮汐称为全日潮。 北部湾是世界上最典型的全日潮海区之一。 3 不正规半日潮 在一个太阴日内，也有两次高潮和两次低潮，但潮差 不等，涨潮时和落潮时也不等。
ｚ＝-ｈ
水文基本概念
地表水和地下水 1、定义(P21) 2、地表水水体基本赋存类型 3、地下水分类
地表水
河流 湖泊 冰川 沼泽
地下水
上层滞水
潜水
承压水
水量平衡概念和水量平衡方程
•水量平衡是水循环的数量表达，遵循质量守恒定律
•水量平衡是水文、水资源学科水文现象和水文过程分析研究 的基础，是研究和解决一系列实际水资源数量和质量计算和 评价问题的依据、手段和方法
内容：
（1）进行水文分区； （2）确定站网密度； （3）选定布站位置； （4）拟定设站年限； （5）各类站网的协调配套； （6）编制经费预算，制定实施方案。
水文勘测的基本内容： 水文工作的基础
包含：设站前期查勘、水文调查和水文测验 设站前期查勘包括： 1. 河流特性勘察 2. 选择测验方案和设备勘察 3. 流域自然地理情况调查 4. 流域内建设工程措施及测量空置情况调查 5. 勘察报告编写
河流、水系、流域
河流 1、定义（P18） 2、外流河和内流河 3、河流特征要素
长度、弯曲率、比降、纵断面、横断面
纵断面
水系 1、定义(P19) 2、干流、支流 3、水系平面形态：
羽毛状 平行状 混合状
流域
1、定义(P20) 2、分水线：山峰、山脊、鞍部的连接线称为
分水线
3、流域特征要素 面积、长度、宽度、河网密度、形状、高 度、坡度
水文年鉴和水文数据库 1、定义（P31） 2、水文年鉴四性：规范性、统一性、系统 性、权威性 3、水文年鉴刊印资料包括：综合说明资料、基本资 料、水文调查资料 4、水文年鉴三种表式：实测成果表、逐日表、摘录表 5、水文数据库：基础数据库—水文年鉴的电子化 综合数据库—信息处理、存储、交换、共享
测站编码 1、定义（P32） 2、8位码分部含义：第1位流域码，第2-3位
“大气科学、海洋科学、水文科学”简介、含义、起源、历史与发展
大气科学大气科学是研究大气的各种现象（包括人类活动对它的影响），这些现象的演变规律，以与如何利用这些规律为人类服务的一门学科。
大气科学是地球科学的一个组成部分。
它的研究对象主要是覆盖整个地球的大气圈。
此外，还研究太阳系其他行星的大气。
大气圈，特别是地球表面的低层大气，以与和它相关的水圈、岩石圈、生物圈是人类赖以生存的主要环境。
大气的各种现象与其变化过程，既可带来雨泽和温暖，造福人类；也可造成酷暑严寒，以至旱涝风雹等灾害，直接影响人类的生产和安全。
人类在生产和生活的过程中，也不断地影响着自然环境(包括大气)。
如何认识大气中的各种现象，如何与时而又正确地预报未来的天气、气候，并对不利的天气、气候条件进行人工调节和防御，是人类自古以来一直不断探索的领域。
随着科学技术和生产的迅速发展，大气科学在国民经济和社会生活中的巨大作用日益显著，其研究领域已经越出通常所称的气象学的X围。
本文仅对大气科学的研究对象、研究特点、学科分支、同其他学科的关系以与发展状况作一概括描述，大气科学丰富的内容和悠久的历史则由本卷其他有关条目介绍。
研究对象覆盖整个地球的大气，质量约5.3×1021克，约占地球总质量的百万分之一。
由于地心引力的作用，大气质量的90％聚集在离地表15公里高度以下的大气层内，99.9％在48公里以内。
2000公里高度以上，大气极其稀薄，逐渐向星际空间过渡，无明显上界。
大气本身的可压缩性、太阳辐射、地球的形状和它的重力、地球的公转和自转、地球表面的海陆分布和地形起伏、地球的演化和地球生态系统等是造成地球大气特定组分、特定结构和特定运动状态的主要自然条件。
人类活动与其对生态因素所起的作用，是影响大气组分、大气结构和大气运动的人为条件。
地球大气的组分以氮、氧、氩为主，它们占大气总体积的99.96％。
其他气体含量甚微，有二氧化碳、氪、氖、氦、甲烷、氢、一氧化碳、氙、臭氧、氡、水汽等。
大气中还悬浮着水滴、冰晶、尘埃、孢子、花粉等液态、固态微粒。
海洋水文要素观测
海洋灾害预警与防范
总结词
海洋灾害预警与防范是海洋水文要素观测的重要应用方向，通过对海洋水文要素的观测和分析，可以及时预警和 防范自然灾害对沿海地区的影响。
详细描述
海洋灾害预警与防范包括台风、海啸、风暴潮等自然灾害的预警和防范。通过对海浪、潮汐、海流等水文要素的 观测和分析，可以及时发现和预测自然灾害的发生，并采取相应的防范措施。同时，对海底地形地貌的观测也有 助于了解地震和海啸等自然灾害的潜在风险，为沿海地区的居民提供安全保障。
潮汐仪
通过测量潮汐变化来观测潮汐数据，包括潮高、潮时等 信息。
04 海洋水文要素观测数据处 理与分析
数据处理方法
预处理
对原始观测数据进行清 洗、格式转换和整理，
确保数据质量。
异常值处理
识别并处理异常值，以 避免对后续分析造成影
响。
插值与外推
对缺失数据进行插值和 外推，以补充完整数据
集。
数据整合与集成
海洋水文要素观测
contents
目录
• 海洋水文要素观测概述 • 海洋水文要素观测内容 • 海洋水文要素观测设备 • 海洋水文要素观测数据处理与分析 • 海洋水文要素观测应用与案例
01 海洋水文要素观的各 种物理、化学和生物特性进行的测量 和观察。
压力计
用于测量海水压力，为水深和水压的测量提 供数据支持。
海流观测设备
漂流瓶
通过投放漂流瓶收集海流信息，通过瓶内携带的标识和漂流时间计算海流速度和方向。
海流计
利用涡轮或转子测量海水的流速和方向，可固定在海底或漂浮在海面。
海浪与潮汐观测设备
波浪仪
用于测量海浪的高度、周期和方向，一般固定在海底或 漂浮在海面。
观测方法与技术
《海洋水文要素观测》课件
质量控制与保证
讲解如何进行海洋水文要素数据的质量控制和保证，以提高数据的可信度。
数据分析与可视化
介绍如何利用数据分析和可视化方法，揭示海洋水文要素的规律和趋势。
海洋水文要素应用
探讨海洋水文要素在海洋科学、环境保护和资源开发中的应用。
气候变化对海洋的影响
讲解气候变化对海洋水文要素的影响，包括海洋温度、盐度和海平面上升等。
探究海洋中温度、盐度和密度在不同深度的变化特点。
洋流和环流
讨论海洋中的洋流和环流现象，以及其对海洋循环系统的影响。
潮汐和潮流
解释潮汐和潮流形成的原因，以及它们在海洋中的运动规律。
波浪特性
介绍海洋中的波浪形成机制和波浪的传播特性。
海洋温室气体和碳循环
探讨海洋中温室气体的来源和影响，以及碳循环在海洋中的过程。
未来发展及挑战
展望海洋水文要素观测的未来发展方向，并探讨当前面临的挑战。
海洋酸化
讲解海洋酸化的原因和对海洋生态系统的影响。
海洋观测系统
介绍海洋观测系统的构建和应用，包括实地观测和遥感技术。
现场测量
详细介绍如何进行海洋水文要素的现场测量，包括温盐深仪和流速测量设备。
遥感
解释如何利用遥感技术获取海洋水文要素的信息，包括卫星遥感和激光遥感。
海洋数据管理
探讨海洋数据的收集、存储和管理方法，以确保数据的安全和海洋水文要素观测的基本概念和意义。
海洋水文要素观测的重要性
探讨海洋水文要素观测对于海洋研究、气候变化、生态系统保护和人类活动 的重要性。
深入了解海洋水文要素观测的基本原理
讲解海水性质的影响因素，包括温度、盐度和密度等。
水块分类
介绍不同水块的特征和分类方法。
海洋水文与气象模拟技术研究
海洋水文与气象模拟技术研究海洋水文与气象模拟技术是目前科学研究的热点之一。
通过应用数字化技术对海洋环境和天气状况进行建模和模拟，可以更好地理解海洋和大气运动的规律性，为气象和海洋科学领域的预测和管理提供更为精确的数据。
一、海洋水文模拟技术的研究海洋水文模拟技术是研究海洋环境状态、变化规律和演变趋势的一种方法。
水文模拟是指将实测资料、数学模型等输入计算机进行“虚拟实验”以得出预测资料或解释实测资料。
水文模拟技术主要有三个方面的应用：第一，水文模拟技术能够预测海洋环境状态和变化趋势。
第二，通过模拟海洋环境能够更好地理解海洋的运动规律，从而更好地预测海洋中的海流、海浪等自然现象。
第三，可以通过水文模拟技术确定海洋环境对人类生产生活的影响，以实现科学的海洋资源开发。
针对不同的海域和海洋环境，海洋水文模拟技术的基本方法也存在很大的差异。
比如在浅海海域，常常采用有限元或有限差分模拟，并结合实测资料进行评估和算法优化；而在远洋海域，往往采用反演方法以获取各种参数。
这些方法要求高精度实测资料的支持，如实测流速、盐度、温度、氧含量等等，以从大量的统计数据中提取出相应的运动规律。
同时，为了模拟出适合的物理过程，还流出发展新算法、新理论以及优化算法等方向。
二、气象模拟技术的研究气象模拟技术是将实测天气资料、地理信息、气象传输方程等输入计算机进行虚拟实验，以得出天气预测资料和解释实测资料的一种方法。
气象模拟技术的研究范围很广，包括对地球大气环流、气象分布、气象灾害等各个方面的模拟。
通过气象模拟技术，气象学家可以模拟出不同天气条件下的大气环流和温度等，为天气预测提供更准确的数据。
同时，气象模拟技术的应用还能对天气灾害的预防和救灾，以及决策制定提供科学的数据支撑。
除了气象模拟技术的应用，如何优化算法，提高精度也是气象模拟技术的重要研究方向。
例如，近年来，随着云计算、超级计算和高性能计算发展，idpm和vottex日益被广泛应用，由此也极大促进了气象模拟技术的发展。
基于深度学习的浅水区海洋水文模型研究
基于深度学习的浅水区海洋水文模型研究随着环境污染和气候变化的日益严重，人类对海洋的认识和保护变得越来越迫切。
其中，海洋水文模型是实现海洋资源可持续利用和生态保护的基础，而基于深度学习的浅水区海洋水文模型则是海洋水文学研究的前沿方向。
一、海洋水文模型的研究现状海洋水文模型是对海洋环境的数学描述，可以为科学家提供有关海洋的预测、模拟等数据。
现阶段的海洋水文模型主要是基于传统的物理方程模型进行建模，如Navier-Stokes方程、Boussinesq方程等。
这些模型所需要的参数和初始条件比较繁琐，精度也有限。
在传统模型的基础上，人们采用了多种优化方法对其进行改进，如引入人工神经网络、粒子群优化等方法。
这些方法可以带来一定的模型精度提升，但其性能也很容易受到训练集数量、选取方法等因素的影响。
二、引入深度学习的意义深度学习作为一种新兴的机器学习算法，可以在大规模数据集上快速学习输入之间的复杂非线性关系。
这为海洋水文模型的研究提供了新的思路和手段。
首先，深度学习模型可以直接处理复杂的环境与海流交互作用等现象，不需要人工设置多个具体的环境特征和物理参数，节省了大量建模和参数确定的时间和精力。
其次，深度学习基于的高维空间特征优化算法可在很大程度上提高模型精度和泛化能力。
三、浅水区海洋水文模型的研究进展浅水区是指海洋水深相对较浅的区域，是海洋浪涌等自然现象的重要发生地。
对于浅水区海洋水文模型的研究，既要考虑海洋流体力学的传统物理模型，也要考虑到各种修正项和非线性因素。
目前，基于深度学习的浅水区海洋水文模型的研究也取得了初步成果。
例如，科研人员将深度学习应用于三维全天候浅水区流场预报，预测了降雨后海洋水位、流速等多种变量的变化趋势。
他们还借助深度卷积神经网络来预测暴雨天气下潮汐涌潮的变化情况。
四、深度学习的局限性及展望虽然深度学习在浅水区海洋水文模型研究中显示出了良好的表现，但需要注意的是，深度学习模型仍存在一些局限性：首先，深度学习模型需要大量的训练数据才能发挥出其强大的表达能力，而海洋环境观测数据稀少且十分昂贵，这可能成为深度学习模型应用于海洋水文模型的瓶颈。
海洋工程水文
(4)无潮点
在一些半封闭的海湾中，常常出现没有潮汐涨落的无潮点(区)，并 且同潮时线绕无潮点按顺时针或逆时针方向旋转，海湾两岸的潮差也常 不等。这一现象只有从潮汐动力学理论才能解释，潮波在传播过程中， 既受地形影响亦受利· 氏力影响，在海湾内常有潮波反射，与前进潮波 相会，出观纵、横向驻颧液运动，在两个振动的节线交点上，潮汐涨落 才为冬，此交点称为无潮点。
第二节 潮位观测与潮汐预报
一、潮位观测 近岸潮汐的变化不但与引潮力有关，还常受到水文气象因素、海岸 形态以及水下地形等影响，各地的差异甚大。到目前为止，无论是 应用潮汐静力学理论还是动力学理论的计算结果，都无法达到满足 实际工程应用的程度，尤其是对于地形复杂的边缘海域差距更大。 因此，按我国《港口工程技术规范》规定，港口工程建设须有20年 以上的实测潮位资料，对于远离验潮站的新建港口也必须至少具有 1年以上的实测潮位资料，用于推求设计潮位。我国沿海海洋站和 港口都设有验潮柱(水尺)和浮筒式验潮仪，长期地、系统地记录潮 位资料。在缺少潮位资料的海域进行工程设计时，应尽早设立临时 水尺或验潮仪进行短期潮位观测。 水位＝水尺读数+水尺零点高程
潮汐不等现象
除了上述的潮汐日不等、半月不等现象外，还有月不等、年不等与 多年不等现象．因为月球绕地球旋转的轨道为一椭圆，地球位于其内 一个焦点上。月球位于近地点时的引潮力比位于远地点时大40％，这 就形成了潮汐的月不等现象。同样，在1年周期中，地球绕太阳轨道 的近日点引潮力比远日点大10％，这样使潮汐大小有年周期的变化。
二、潮汐分析与预报
1 潮汐调和分析
潮汐调和分析的目的就是根据实测潮位过程推求当地各组成分潮的调和常数。
由实测潮位资料可以看出，各地潮位变化都具有较好的周期性，但各测站潮 位变化过程干差万别，这是因为潮汐的变化除了受到日、月引潮力的作用外，还 受到地区性的气象、水文、地形和深度等多种因素的影响．数学分析已经证明， 潮位曲线可以近似地用许多余弦曲线的叠加来表示，故海洋潮汐可以看作是由许 多振幅、周期、位相不同的分潮叠加组成，每一分潮都是由天球赤道面上作等速 圆周运动的某一假想天体所引起的。以月球引力为例，可以设想在天球上有许多 运动速度各异．和地球的距离各不相同的“假想月球”，它们围绕地球运动的轨 道都是圆，由这些假想月球对地球引潮力的合力应和实际月球的引潮力相同。每 一个假想天体对应一个分潮，例如主太阴半日分潮(M2)，就是由一个假想的理想 月球的引潮力所引起的，其绕地球周期和月球的周期相同，但它是在赤道平面上， 以地球为圆心作阅周运动。对于天球上的太阳和其它天体引力都可以参照应用。
海洋水文学研究的重要性及其对全球环境的影响
海洋水文学研究的重要性及其对全球环境的影响随着全球化进程的加速，人类面临着诸多环境问题，其中之一为海洋的污染和气候变化。
海洋覆盖着地球表面的70%以上，是地球上最大的生态系统之一，也是世界上最重要的物质循环和能量交换系统。
因此，深入了解海洋水文学的重要性不言而喻。
本文将探讨海洋水文学的研究意义以及它对全球环境的影响。
一、海洋水文学的研究意义1.了解海洋生态系统海洋水文学研究的一个重要方面是对海洋生态系统的了解。
水文学家们通过对海洋深度、温度、盐度、氧气等环境因素的研究，能够掌握海洋生态系统的运行规律，有利于制定科学合理的保护措施。
海洋生态系统不仅是海洋生物的栖息地和重要的食物来源，也是人类社会及其经济活动所直接或间接依赖的生态环境。
因此，保护海洋生态系统对维护人类生存和发展至关重要。
2.理解海洋循环系统海洋水文学研究的另一个重要方面是对海洋循环系统的理解。
海洋循环系统是全球气候变化和能量平衡的重要因素，对大气、陆地水文、海洋生态、海洋渔业等均有着深远的影响。
海洋水文学家通过对海洋循环系统的研究，掌握气候变化和海洋环境变化的规律，有利于未来的预测和应对。
3.控制海洋污染随着人类活动的增加，海洋污染问题日益突出。
海洋水文学家通过对海洋污染物的转移和传播规律的研究，有助于制定合理的控制措施和减轻海洋污染对环境和生态的影响。
二、海洋水文学对全球环境的影响1.气候变化正如前述，海洋循环系统是全球气候变化和能量平衡的重要因素。
海洋中的温度、盐度等等巨大的能量库，决定了其周围的大气候。
海洋中的水循环与陆地上的水循环紧密相连，影响着地球的水循环系统。
因此，对海洋水文学的深入研究，对理解全球气候变化起到了至关重要的作用。
2.海洋生态系统海洋生态系统是生命的来源和维持生命的基础，至少为40%的全球人口提供了食物。
海洋水文学的研究，对于保护海洋生态系统和海洋渔业的可持续性发展具有重要意义。
3.应对气候变化的措施海洋水文学研究能够掌握气候变化规律，使我们能够拟定有效的解决方案和应对措施。
海洋水文
为了确定极端高、低水位，在应用频率分析方法进行统计 分析时，要求应具有不少于20年的年最高、最低潮位实测资料， 并须调查历史上出现的特殊水位。 3）极端水位的推算方法 常用：P-Ⅲ、P-G适线等 *资料短缺情况下设计高潮位的推算（同步相关法）
C 乘潮水位
1 潮汐的成因
3 引潮力的性质 1）月球引潮力是太阳引潮力的2.17 倍； 2）引潮力的大小与天体质量成正比，与地球和天体间距
离的3次方成反比； 3）从海水的运动观点看：垂直引潮力仅减轻海水的重量，
而引起海水运动的主要原因是水平引潮力。
2 潮汐及其类型
海水在天体引潮力作用下发生的周期性的涨退现象称 为潮汐，它包括海面周期性的垂直涨退和海水周期性 的水平流动。习惯上将前者称潮汐，后者称为潮流。
度、水色、海发光、海冰以及海洋—大气相互作用 等。
海洋水文学概述
海洋工程水文（engineering oceanology），为 海洋工程规划、设计、施工、管理、运行、决策 提供水文依据的学科。
海洋工程水文研究对象： 与海洋开发和海洋工程建设有关的水文问题。如
研究海水运动(波浪、潮汐等)、海水物理性质（温 度、盐度、密度等）以及其他水文现象（泥沙运动、 冰凌等）的变化规律和推算方法。为规划与设计工 程建筑物、研究工程建造后对所在海域水文条件的 影响提供基础数据。
前进波（进行波）、驻波
1 波浪概述
波浪要素：
水深h：平均水平面到底部的垂直距离。 波振幅a：波峰或波谷到平均水平面的垂直高度。 波高H：波振幅的2倍。H=2a 波长L：两个相临波峰（或波谷）上对应位置间的距离。 周期T：固定处重复出现波峰或波谷的时间间隔，或传播 一个波长所需的时间。 波速（相速度）C：波的传播速度。 C=L/T 波数K：2 距离内波的数目。 k＝2π/L 圆频率：2时间内振动的次数。 σ＝2π/T
海洋气象 第二章海洋水文气象要素
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％）。