第九章 海洋环境要素调查及评价

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(2)非常定误差 由于外界因素和人为因素的影响而引起的仪器误差,虽
其中部分可计算出或设法避免,但不能完全通过器差订正
来消除。例如水温与气温不一致造成的误差、视线误差等。
2、机械式温度计 深度温度计( BT)是一种记录温度随深度变化的仪器, 用于自动记录水深200m(或1000m)以内的水温变化情况; 仪器附有带坐标网格的放大镜,用它来读取玻璃片上所记 录的各深度层的水温数值,并对记录曲线进行分析。
根据需要,有时每小时观测一次。
1、观测层次 盐度测量的标准层次与温度相同。
2、Biblioteka Baidu确度要求 根据不同观测任务,提出对测盐准确度的
要求,通常对海上水文观测中盐度准确度分为三级标准
准确度等级 1 2 3 准确度 ±0.02 ±0.05 ±0.2 分辨率 0.005 0.01 0.05
二、盐度的测量方法
注意事项
(1) 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,使用过程中需增加校正次数。
(2) 透明度盘应保持洁白,当油漆脱落或脏污时应重新油漆。 (3) 每航次观测结束时,透明度盘应用淡水冲洗,绳索须用淡 水冲洗晾干后保持。
二、水色观测
1、 水色及其成因
海面的颜色主要取决于海面对光线的反射,因此,它与当
§4 透明度、水色观测
透明度表示海水透明的程度。
水色是表示海水的颜色。 一、透明度观测
1、 透明度定义
最早是用一种直径为30㎝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 度板“消失“的深度叫透明度。 近年来国际上多采用仪器来观测光能量在水中的衰减,以 确定海水透明程度。
注意事项
(1)了解绞车和钢丝绳的最大负载及绞车各种性能结构,并
熟悉各种操作。
(2) 检查钢丝绳有无细刺、折断的钢丝和扭折痕迹。 (3) 绞车卷筒保持顺利转动、轴承和齿轮应经常保持润滑。 (4) 调查结束后,应将绞车、钢丝绳和计数器擦拭干净,并 在计数器和钢丝绳涂抹黄油,然后用帆布套将绞车盖好。
器差校正
1、化学方法 硝酸银滴定法:在离子比例恒定的前提下,采用硝酸银溶 液滴定。通过查表查出氯度,然后根据氯度和盐度的线 性关系,来确定水样盐度。 2、物理方法
(a)比重法测量:一个大气压下,单位体积海水的重量与同
温度同体积蒸馏水的重量之比。 比重计的实质是: 从比重求密度,再根据密度、温度推求盐度。
(b) 折射率法是通过测量水质的折射率来确定盐度。
闭端颠倒温度计使用两只温度计 —— 主要温度计和辅助温度计一同装在一
个厚壁玻璃套内。
主温用于测量水温,辅温用于测量玻 璃套管内的温度以进行还原订正。
(2) 观测与使用
① 将装温度计的采水器从表层至深层集中安放在采水器架上。
② 颠倒温度计在各预定水层感温7分钟,待各采水器全部颠倒后, 依次提取采水器,读取各层温度计得主、辅值。 ③ 如需取水样,待取完水样后,再次读取温度计得主、辅值。
2、 透明度观测 透明度盘(右图)是一块
漆成白色的木质或金属圆
盘,直径30cm,盘下悬挂 有铅锤(约5kg)。 盘上系有绳索,绳索上标有以 分米为单位的长度记号。 绳索长度应根据海区透明度值 大小而定,一般可取 30~50m。
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。 读到一位小数,重复2~3次,取其平均值,即为观测的 透明度值。 观测只在白天进行,观测时间为: 连续观测站,每2小时观测一次, 大面观测站,船到观测站。观测时必须避免船上排出的污 水的影响。
例如,二级准确度为±0.05℃;三级准确度为±0.2℃。
2、观测层次 分表层水温观测和表层以下水温观测。 对表层以下各层的水温观测, 规定标准观测层次,其中,表层指海表面以下1m以内水层。
底层的规定如下:水深不足50m时,底层为离底2m的水层;
50~100m,底层离底的距离为5m;
100~200m ,底层离底的距离为10m;
0.010
蓝 450
0.010
紫 415
0.030
波长(μ m) 660
吸收率 0.300
红光波长比其他的光的波长都长,红光吸收率最大,通过
海水的能量消耗也最多,因此红光在海水的浅层就消失了。
电子式温度计
定点和走航时均可使用,其准确率较高,在定点测温时 准确率可达± 0.02 ℃,当航速为 16 节时测温准确度可达 ±0.1℃,经常使用的类型有XBT,CTD。
晶体振荡式温度计
采用石英晶体作为感应元件。此类温度计准确率很高, 可达±0.001℃,分辨率能达到±0.001℃。但此类温度计感温 时间较长,不适于走航使用,专供定点观测及校正仪器使用。
z
§2 水温观测
一、温度观测的基本要求 1、准确度要求 海洋温度的单位,均采用摄氏温标(℃)。 大洋温度的测量,特别是深层水温的观测,要求达到很高的准确度。温 度 密度 海水运动
对于大洋,一般温度应精确到一级,即±0.02℃。 在浅海,水温观测准确度为±0.1℃。对于那些有特殊要求, 根据要求确定水温观测准确度。
4、远距离海表温度辐射探测
根据红外谱区测得的辐射值,推算海表面温度。
§3 盐度测量
绝对盐度是指海水中溶解物质质量与海水质量的比值。
盐度定义:在一个标准大气压下,15℃的环境温度中,海
水样品与标准KCl溶液的电导比。 一、盐度测量的基本要求 盐度与水温同时观测。 大面或断面测站,船到站观测一次, 连续测站,一般每2小时观测一次。
测深设备
绞车是供升降各种海洋仪器和采样工具以及水深测量用。 绳索计数器是用于计量放出或回收钢丝绳的仪器,由滑轮和 滑轮轴组合的若干齿轮构成。
测深方法
① 放松钢丝绳,让重锤的底部恰好降到水面上,此时把计 算器清零或记下计算器读数。 ② 继续放出钢丝绳,使重锤刚好触底时读取计数器指示数, 并记录它,两次计数器的差即为实测水深。 ③ 若钢丝绳倾斜时,测量钢丝绳倾角;遇到钢丝绳倾角过 大时,应在可能条件下加重铅锤,使倾角尽量减少。 当加重铅锤以后,钢丝绳的倾角≥10°应施行倾斜校正。 如计数器误差超过范围,则需以计数器校正系数校正。 倾角超过30°时应加大铅锤的重量或利用其他方法控制 倾角在30°以内。 ④ 操纵绞车,收回钢丝绳。
图中发射超声波的发射震动器,接受海底回声的 接受震动器,它按装在船底。
若超声波由发出,到达海底后,立即反射回来,被
接收,前后经过的时间间隔为Δ t。
那么由船底到海底的距离S为: S=(1500×Δt) /2 H=S+ h 式中:h为船吃水深度,H为真实水深。
2、钢丝绳测深
用水文绞车上系有重锤(铅锤)的钢丝绳测量水深称 为钢丝绳测深。
超过 200m ,底层离底的距离,通常不小于 25m。
3、观测时次 沿岸台站只观测表面水温,一般在每日的2,8,14,20时进行。 海上观测 分表层和表层以下各层的水温观测,
观测时间:
大面或断面站,船到站就观测一次; 连续站每两小时观测一次。
二、 各式测温计简述
1、液体温度计
表面温度计测温
测量表层水温 ,测量范围为 - 6℃~+40℃,分度值为0.2℃, 准确度为0.1℃
表面温度计放入桶内。 表面温度计在桶内感温3分钟后,即可进行读数。 读取的温度读数须经器差订正。
颠倒温度计测温
把装在颠倒采水器上的颠倒温
度计,沉放到预定的各水层
中。可同时取得各水层的温
度值。
观测深水层水温时,温度计 需要颠倒过来,此时表示现 场水温的水银拄与原来的水 银拄分离。
(1) 结构
有闭端和开端,均需配在颠倒采水器上 使用。 前者用于测量水温,后者与前者配合使 用,确定仪器的沉放深度。
可以预先计算出对应于该计数器各种示数的校正值。 将计数器所指示的钢丝绳长度加上校正值,即实际钢丝绳长度。
(2) 钢丝绳的倾斜校正 在测深时,由于受到海流的影响,钢丝绳发生倾斜。因
此钢丝绳的长度比实际的深度大,需进行倾角订正。
仪器沉放的实际深度可按下式计算: Z=Lcosα -h
α是倾角;
h
h是计数器滑轮到海面的高度 实际工作中常把上式变成改正式 ∆Z=L-(Z+h)=L(1-cosα )
有的容易被吸收,有的很难被吸收。各色光的投射量和吸收 量的比,叫做“吸收率”。 吸收率=各色光的吸收量/各色光的投射量 各色光线波长不同,吸收率也不同。
一般来说,波长长度与吸收率呈正比例的关系
表 各色光线的波长和吸收率
颜色 红 橙 630
0.240
黄 600
0.163
绿 531
0.010
青 470
3、电子温度计 根据感温元件和传送讯号的不同,分为下列几种。
电热式温度计
电热式温度计其感应元件是热电偶。测温度一般在100m以
内,准确度较低,约±0.5℃。
电阻式温度计
采用金属丝电阻(铂金丝或锰铜丝)、热敏电阻作感温元件,
测温准确度较高,约±0.1℃,测温深度可达500m,因此是目
前国内外广泛采用得一种测温仪器。
而得到广泛的应用。
需要的样品量很大,灵敏度不高,并需要进行温度补偿, 操作麻烦。
电极式盐度计测量电极直接接触海水,容易出现极化或受海水
的腐蚀、污染,使性能减退,这就严重限制了在现场的应用,
所以主要用在实验室内做高准确度测量。 目前广泛使用的 STD( 温盐深 ),CTD( 电导率 /盐深等剖面仪大 多数是电极式结构的。
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。
海水是半透明的介质,各种光线在进入海水中后被吸收和散 射的情况不同,因此就产生了各种水色。
阳光进入海水,其中单色光线被海水逐渐吸收,但七种光线
所吸收的情况各不相同。
第九章 海洋环境要素调查
§1 深度测量
一、水深测量的基本要求

连续站每小时测一次;


大面(或断面)调查,在船到站后即测量;
传统的深度测量准确度为±2%; 100m以浅,记录取一位小数;超过100m的,记录取整数。
二、深度测量的方法
1、 回声测深仪测深
回声测深仪是利用声波在海 水中以一定的速度(平均声速 1500m/s)直线传播,并能由海 底反射回来的特性制造的。 其测深原理如图所示。
( c)
电导法是利用不同盐度具有不同导电特性来确定海
水盐度的。(常用) 三、 盐度计 由于海水电导率是盐度、温度和压力的函数,因此,通过电
导法测量盐度必须对温度和压力对电导率的影响进行补偿。
采用电路自动补偿的这种盐度计为感应式盐度计。
采用恒温控制设备,免除电路自动补偿的盐度计为电极式盐度计。
感应式盐度计以电磁感应为原理,它可在现场和实验室测量,
④ 若某预定水层采水器未颠倒或某层水温读数可疑,应补测。
⑤ 颠倒温度计不宜长期倒置,观测结束后必须正置采水器。
⑥ 如因某种原因,不能一次完成全部标准层的水温观测时,可
分两次进行,间隔时间尽量缩短。
液体温度计的误差
(1) 常定误差
因温度计制作不良引起的误差、因液体分化引起的误差、
由于玻璃收缩引起的误差等。
光量和水深的关系
深度(m) 光量 (%) 0 100 1 52 2 40 3 37 4 34 5 32 6 32 7 31 8 31 9 30 10 29
可以看出,阳光射达海水中1m深处几乎消失一半,10m处则
消失了近70%,在海水中,光线的强度是随着深度以自然对数 e的负指数规律递减的。 透明度的新定义为:一平行光束在水中传播一定距离后, 其光能流I与原来光能流I0之比,即: T=I/ I0 而光在海水中衰减规律为:I= I0 e-rz
(1)仪器的结构 普通水银温度计
金属外壳,
金属桶
(2) 观测与使用 风浪较小,可以把温度计直接放入水中进行, 风浪较大时,可以用水桶进行。 直接浸入海中进行测温时,浸泡在 0 ~ 1m 深度处感温 5 分钟 后取上读数。 水桶取水观测时,取上的一桶海水,把表面温度计放入捅内搅
动,感温1~2分钟后,将海水倒掉,再重新取上一桶海水并把
(1) 计数器差校正
将钢丝绳通过计数器,自绞车上放出来,当钢丝绳的起 端通过计数器时,将指针拨到“ 0 ”处,到放出一定数量 (100~200m)后,用卷尺量取经过计数器的钢丝绳实际长 度。 校正系数以A表示,即: A=L/I 式中:L为所放出钢丝绳的实际长度
I为计数器的示数。
计数器的校正值a 按下试计算 a=I(A-1) a的正负值由A决定,A大于1是正号,A小于1是负号,
相关文档
最新文档