6 第六章 海色与海发光 第七章海冰观测第一节

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第六章 海色和海发光
第三节 海发光
二、海发光的观测
海发光的类型： 2）弥漫型（M）
它主要是由发光的细菌发出的。 其发光特点是海面上一片弥漫的白色光泽。只 要这种发光 细菌大量存 在，在任何 海况下都发 光。
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第六章 海色和海发光
二、海发光的观测
海发光的类型： 3）闪光型（S）
它是由大型发光动物（如水母 等）产生的。 像其他发光一样，这类发光通 常在机械或化学物质刺激下， 发光才比较显目。闪光通常是 孤立出现的，当大型发光动物 成群出现时，这时发光才比较 显著。
第二节 透明度与水色
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第六章 海色和海发光
第二节 透明度与水色
一、透明度
透明度表示海水透明的程度，即光在海水中的衰减 程度。 传统观测：用直径为30cm 的白色圆板(透明度盘)， 在船上背阳一侧，垂直放入水中，直到刚刚看不见 为止，透明度盘“消失”的深度叫透明度。
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第六章 海色和海发光
第二节 透明度与水色
第四节 水色与透明度遥感
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第六章 海色和海发光
第六节水色与透明度遥感
水色遥感的主要任务是估计海洋初级生产力、悬移质含
量和开展全球碳循环研究。
海洋水色遥感主要利用星载或机载传感器接收到的离水反射
率信号，借助水体生物一光学模型，反演获得影响离水反射
率的水体光学成分的浓度。
水色遥感的基本机理可以简述如下：水体中的各个重要光学
一、透明度
传统观测：用直径为30cm 的白色圆板(透明度盘)，在船 上背阳一侧，垂直放入水中，直到刚刚看不见为止，透 明度盘“消失”的深度叫透明度。 • 是白色透明度盘的反射、散射和透明度盘以上水柱及
周围海水的散射光相平衡时的结果； • 是相对透明度； 缺点：受海面反射光影响、与观测人眼睛的近视程度有 关，且只能测到垂直方向上的透明度
在北大西洋纽芬兰附近，每年3-9月冰山最多，为保 证航运安全，自1913年起，美国和加拿大等国组织了 国际冰山巡逻队，用飞机、无线电、雷达等手段，侦查 报告冰山的地点和活动情况，发布冰山警报。60年代 以后，卫星、遥感技术可进行及时地、同步地和大范围 地监视冰山的活动。
• 观测时必须避免船上排出的污水影响；
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第六章 海色和海发光
第二节 透明度与水色
二、水色观测 注意事项: • 观测时水色计内的玻璃管应与观测者的视线垂
直； • 水色计必须保存在阴暗干燥的地方，切忌阳光
照射，以免褪色，每航次观测结束后，应将水 色计擦净并装在里红外黑的布套里； • 使用的水色计在6个月内至少用标准水色校准 一次，发现褪色现象应及时更换；
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第六章 海色和海发光
第三节 海发光
一、海为什么会发光？
能发光的海洋生物大概都有以下一些： • 发光细菌； • 单细胞有机物。如夜光虫 。 • 较复杂的海生生物。如水母、海绵、贻贝、管
水母、环虫、介贝也能发光。 • 鱼也能发光。它们体内能分泌一种特殊物质，
这种物质与氧作用而发光，发光时就好象汽车 的前灯。
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第六章 海色和海发光
第二节 透明度与水色
二、水色观测
观测设备：
•水色计 •透明度盘
把透明度盘放置在透明度值为一半时的水层，此 时透明度盘上方所呈现的海水颜色称为水色。用 国际统一的福氏水色计的色标号码（1—21号）来 表示水色。蓝色水色高（号码小），褐色水色低 （号码大）。
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第六章 海色和海发光
成分浓度发生变化时，必将引起水体光学性质的变化，主要
表现为水体的吸收和散射特性的变化，进而导致水体离水反
射率的变化。通过卫星传感器接收信号的变化，针对一种或
多种光学成分，从中剥离出反应水体光学成分含量的有用信
息，利用生物一光学模型，可以反演获得水体中的一种或者
多种重要光学成分含量，即水体中的悬浮物、叶绿素和黄色
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第六章 海色和海发光
第二节 透明度与水色
一、透明度 注意事项； • 出海前应检查透明度盘的绳索标记，新绳索使
用前须经缩水处理(将绳索放在水中浸泡后拉紧 晾干)； • 透明度盘应保持洁白，当油漆脱落或脏污时应 重新油漆； • 每航次观测结束后，透明度盘应用淡水冲洗， 绳索须用淡水浸洗，晾干后保存；
第二节 透明度与水色
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第六章 海色和海发光
第三节 海发光
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第六章 海色和海发光
第三节 海发光
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第六章 海色和海发光
第三节 海发光
一、海为什么会发光？ 海发光是海中的微光，它是指夜间海面生物发光 现象。
海发光并不是海水 本身具有什么发亮的性 质，这种闪光完全是从 生活在海洋中的有机物 发出来的。
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第六章 海色和海发光
第二节 透明度与水色
二、水色观测
观测方法:
• 观测透明度后，将透明度盘提到透明度值一半
的位置，根据透明度盘上所呈现的海水颜色，
在水色计中找出与之最相似的色级号码，并计
入水色观测记录表中；
• 水色的观测只在白天进行；
• 大面站船到站观测；连续站每2小时观测一次；
• 观测地点应选择在背阳光的地方；
第二节 透明度与水色
二、水色观测
水色根据水色计目测确定。水色计是由蓝色、黄色、褐色三 种溶液按一定比例配制的21种不同色级，分别密封在22支内径 8mm、长100mm的无色玻璃内，置于敷有白色衬里的两开盒 中（盒的左边为1至11号，右边为11至21号）。其中1-2号是 蓝色；3-4号是天蓝色；5-6是绿天蓝色；13-14号是绿黄色； 15-16号是黄色；17-18 是褐黄色；19-20号是黄褐色。
海冰使地球表面获取的太阳辐射能量显著减少，极 大地控制海洋与大气之间的热、能量、动量交换。其凝 结和融化过程中，关联的盐分和热量通量影响上层海洋 的密度结构。而密度结构随时间的变化导致深水层甚至 海底的结构变化，海水向赤道的静平流可使低盐度的冷 水从底部输送到两极地区。
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第七章 海冰观测
海冰的生消及数量多少，直接影响海况和海平面的 变化，又影响大气环流和气候。海冰，特别是冰山，对 航运和海洋资源开发的设施有很大的威胁。
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第六章 海色和海发光
第二节 透明度与水色
三、透明度与水色分布 海水透明度年际变化：
• 冬季海水冷却，对流混合强，浅水区混合达海底。使泥 沙上搅，海水变浑，透明度小。
• 春季表层海水开始增温，海水稳定性增加，透明度较冬 季的增大。
• 夏季水温升至最高，出现跃层，垂直稳定度大，上下海 水不易混合，是一年中透明度最大的季节。
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第六章 海色和海发光
二、海发光的观测 海发光的观测项目有两个： • 发光类型； • 发光强度（等级）；
第三节 海发光
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第六章 海色和海发光
第三节 海发光
二、海发光的观测
海发光的类型： 1）火花型（H）
它主要是由大小为 0.02～51mm的发 光浮游生物引起的，是最常见的海发光现象。 仅仅当海面有机物受到扰动或生物受化学物质 刺激时才比较显目。而在海面平静或无化学物 质刺激时，发光极其微弱。
见
3
发光显著 发光显著 视野内几十
个发光体
4
特别明亮 发光特别明 视野内有大
亮
量发光体
第六章 海色和海发光
第三节 海发光
二、海发光的观测
海发光的观测： • 根据海发光的征兆，目测判定海发光的类型和等级，
并记入表中。为能感觉出微光，观测前，观测者应 在黑暗环境中适应几分钟，地点应选在船上灯光照 不到的黑暗处。 • 海发光只在夜间观测。连续观测站，在20、23和 02时观测，大面观测站船到站观测，但两站间的航 行中要观测一次，海滨观测站在每天天黑后进行一 次海发光观测。
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第六章 海色和海发光
第二节 透明度与水色
三、透明度与水色分布 海水透明度取决于海水化学性质和混浊度。
水中可溶性细颗粒越多，有机质的浓度越大，光 的衰减越强烈，透明度就越小。 透明度随水中浮 游生物和有机质含量的时间变化而呈现明显的年 际变化。
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第六章 海色和海发光
三、透明度与水色分布
第二节 透明度与水色
海水的颜色主要是由海水的光学性质，即海水对 太阳光线的吸收、反射和散射造成的。 当海水明净清澈时，海水呈现出蓝色； 影响海水颜色的因素有存在于海水中的悬浮物质 和浮游生物等。
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第六章 海色和海发光
第一节 海色
二、特殊的海色
受赤潮、褐潮、浒苔灾害或受到污水、溢油污染 时，海水呈现出特殊的海色。
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第六章 海色和海发光
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第六章 海色和海发光
第二节 透明度与水色
二、水色观测
海面反射能量与太阳高度 光线
有关，太阳越高，反射能量 越小
进入海水的光线吸收规律： 吸收率与波长成正比
海面颜色
水色 海面
海面的颜色主要取决于海面对光线的反射，因此， 它与当时的天空状况和海面状况有关。而海水的颜 色是由水分子及悬浮物质的散射和反射出来的光线 决定的。
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第六章 海色和海发光
一、透明度
第二节 透明度与水色
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第六章 海色和海发光
第二节 透明度与水色
一、透明度 观测设备：透明度盘，漆成白色的木质或金属圆 盘，直径为30 cm，盘下悬挂约5 kg重的铅锤 ， 盘上系有绳索。
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第六章 海色和海发光
第二节 透明度与水色
一、透明度 观测方法： 在主甲板的背阳光处，将透明度盘放入水中，沉 到刚好看不见的深度，然后再慢慢地提到隐约可 见时，读取绳索在水面的标记数值(有波浪时应分 别读取绳索在波峰和波谷处的标记数值)；读到一 位小数，重复二到三次，取其平均值，即为观测 的透明度值，记入水文观测记录表中。
物质含量。
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第七章 海冰观测
Chapter 7. Sea Ice Observation
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第七章 海冰观测 海冰是海洋中一切冰的总称，它包括由海水冻 结而成的咸水冰以及由江河入海带来的淡水冰， 也包括极地大陆冰川或山谷冰川崩裂滑落海中 的浮冰和冰山。
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第七章 海冰观测
海冰是全球气候系统的重要因子，覆盖世界海洋约 7%的区域。海冰在两极及高纬地区随季节变化。
第六章 海色和海发光
Chapter 6. Ocean Color and Luminescence of the Sea
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第六章 海色和海发光
第一节 海 色 第二节 透明度与水色 第三节 海发光 第四节 水色与透明度遥感
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第六章 海色和海发光
第一节 海 色
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第六章 海色和海发光
第一节 海色
一、什么是海色
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第六章 海色和海发光
第三节 海发光
二、海发光的观测
海发光的注意事项： • 海面平静，观测不到海发光时，可用工具搅动海面。 • 两种海发光类型同时出现时应分别记录。 • 海面没有发光现象或在月光较强的情况下，无法观
测海发光时，则须在表 中的发光类型栏内记“×”， 无海发光时记为“0”
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第六章 海色和海发光
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第六章 海色和海发光
第二节 透明度与水色
一、透明度 观测方法： • 若倾角超过10˚，则应进行深度订正； • 当绳索倾角过大时，盘下的重锤应适当加重； • 透明度的观测只在白天进行； • 大面站：船到站观测；连续站：每2小时观测一
次； • 观测地点应选择在背阳光的地方，观测时必须
避免船上排出的污水影响；
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第六章 海色和海发光
第二节 透明度与水色
二、水色观测 水色：太阳光进入海水后，由海水分子、海水中 悬浮粒子和生物散射出海面的光谱颜色。
海面的颜色主要取决于海面对光线的反射，因此 ，它与当时的天空状况和海面状况有关。而海水 的颜色是由水分子及悬浮物质的散射和反射出来 的光线决定的，称为水色，因此，水色和海色两 者应加以区别。
• 秋季表层海水开始降温，垂向稳定度减小，垂直混合逐 渐增强，透明度普遍开始减小。
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第六章 海色和海发光
三、透明度与水色分布 海水透明度地理分布：
中国近海由北往南、自近岸向外海 透明度逐渐增大。透明度的等值线 分布大致与海岸线平行。由于江河 入海的影响，在河口区存在明显的 低透明度的水舌。在琉球群岛的西 侧，透明度等值线呈现波状分布， 反映了受黑潮的影响。
第三节 海发光
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第六章 海色和海发光
第三节 海发光
二、海发光的观测
海发光的强 度分为五级:
类型和等级 火花型
弥漫型
闪光型
（H）
（M）
（S）
0
无发光现象 无发光现象 无发光现象
1
机械作用下，发光勉强可 视野内
发光勉强可 见
几个发光体
见
2
在水面或风 发光清晰可 视野内十几
浪的波峰处 见
个发光体
发光清晰可
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第六章 海色和海发光
一、透明度
第二节 透明度与水色
新定义：光线进入海水中，由于水分子及悬浮物质的 吸收和散射，光线很快衰减，到达一定深度后则完全 消失。消失规律：光线强度随深度以自然对数e的负指 数律递减。
海水中光线的强弱和海水的清浊以及悬浮物的多少有 关：1）混浊的近岸海水中，在表层2~3 m以内就有 8Leabharlann Baidu%的光线被吸收；2）大洋海水中，在深度10 m处 被吸收的光线还不到70%