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海洋科学调查实习报告 环境科学与工程学院海洋科学调查实习报告姓 名： 霍沿东 学 号：070212011009 专业年级： 2011级环境工程 2014年5月10日目 录1.实习概况11.1 实习内容概况11.2实习船只概况12.相关理论知识22.1气象22.1.1能见度22.1.2云22.1.3天气22.1.4降水量32.1.5风32.1.6空气的温度42.1.7空气的湿度42.1.8气压42.2 水文42.2.1 水深42.2.2 水温52.2.3 盐度（见化学观测部分）62.2.4 透明度、水色和海发光62.2.5海冰72.2.6海流72.2.7 海浪82.3 化学82.3.1 盐度82.3.2 pH值92.3.3溶解氧（DO）92.3.4 总碱度102.3.5 硝酸盐102.4生物102.4.1海洋生物分类102.4.2仪器112.5 地质113.海洋气象观测113.1目的113.2观测时间113.3主要仪器113.4观测内容113.4.1能见度观测113.4.2云的观测123.4.3天气现象的观测123.5.4风的观测123.4.5空气的温度和湿度123.4.6气压的观测133.5实验数据及数据分析144.海洋水文观测144.1透明度观测144.1.1透明度的定义144.1.2观测设备和方法154.1.3 观测结果154.2水色观测154.2.1水色及其成因154.2.2 观测方法154.2.3 观测结果154.3 海流观测165.海洋生物观测165.1 观测仪器165.2海水取样方法175.3 样品观测186.海洋化学观测186.1盐度186.1.1实验目的186.1.2实验原理186.1.3实验仪器196.1.4 实验步骤206.1.5 实验数据记录216.2碱度216.2.1实验目的216.2.2实验原理216.2.3实验仪器216.2.4实验步骤216.2.5 实验数据记录227海洋地质观测227.1目的和内容227.2 底质取样227.3悬浮体观测227.4 海底地形与浅地层结构238.实习心得23241. 实习概况1.1 实习内容概况海洋调查实习是我校本科生十分重要的一门专业课。在2014年4月25日28日，我院11级本科生随天使1号科考船对青岛近海进行了实习调查。取得了宝贵的第一手数据，提高了实践能力，通过灵活运用所学的理论知识，为以后的科学研究打下了基础。实习内容主要分五大部分：（一）海洋化学调查方法部分：包括盐度计测含盐量,pH计测海水pH值，溶解氧测定。（二）水文调查方法部分：包括颠倒采样器取样及读数，数据的修正，水深的测定，海水透明度、水色的测定等（三）海洋生物调查方法部分：包括生物拖网的使用及水生生物的采样，曙光-2号底泥采样器的使用及底泥样品的取样，生物样品的观测等。（四）海洋气象调查部分：包括能见度、云量、空气温湿度、风、气压的测定，手持测风仪、阿斯曼通风干湿温度表、气压计的使用等。（五）海洋地质调查部分：了解海底地形，土质。生物种类等等。本次实习时间安排为6天，其中：基础学习2天；海洋调查4天，实习区域为青岛近海。本次海洋调查实习，内容充实，既有利于对理论知识的应用，也有利于实践能力的提高，必将对我们以后的科研学习产生重要的影响。1.2 实习船只概况中国海洋大学“天使1 号”科考交通补给船由中船重工701 所设计，青岛格时达船厂制造，船东实施监理，于7 月3 日首次在胶州湾完成试航。该船设计船长34 米、船宽7.5 米、型深3.8 米、设计吃水2 米、排水量280 吨、最大航速不小于12 节、经济航速10 节、最低可控航速两节、经济航速下续航力1500 海里、自持力15 天、载员50 人。为满足科考作业需求，“天使1 号”最低可控稳定航速为2 节，能集科研、教学实习为一体，满足近海、近岸海洋气象、化学、生物、地质、环境、水文、海洋渔业资源、渔业捕捞等多学科综合调查。2.相关理论知识2.1气象2.1.1能见度能见度是反映大气透明度的一个指标。一般定义为具有正常视力的人在当时的天气条件下还能够看清楚目标轮廓的最大地面水平距离。 能见度的观测方法以目测为主，在白天，选择离观测点不同距离的目标物作为估计能见度的依据；夜间则选取测站周围一定亮度的固定灯光作为目标灯，用来估计灯光能见度，然后依据灯光强度再换算成白昼条件下的能见度。用仪器测定能见度的原理分透射型和散射型两种，透射型仪器的光发射器和光电接收器安置在同一侧，在已知长度基线的端头设置光反射器，接收器接收经大气衰减后的后向反射光束，根据反射光强度可以算出能见度，这种仪器普遍用在机场测定跑道能见距离；散射型仪器是从发射光束的一个取样空间中，测量其散射光强度，它与能见度有关，适用于雾天或非固定观测平台中使用。2.1.2云云是悬浮在大气中的大量小水滴和（或）冰晶微粒组成的可见聚合体。云共分为三族十属二十九种，可分为高云、中云、和低云。常规气象观测要测定云状、云量和云高。云的观测目前主要以目测为主。云状是指云的外形与状态，由于云的形成原因不同，引起云的外形特征的差异，可分为积状云、层状云和波状。云量是指将天空十等分，云所占的份数。云量多少，全凭目测云块占据天空的面积来估计。云高是指海平面离云的垂直距离。通常用目力估计，也可用气球、云幕灯，激光测云仪测定。云码是云的名字后面的编码。2.1.3天气天气现象是指发生在大气中的各种现象，包括降水现象、地面凝结和冻结现象、视程障碍现象、大气光象、风暴现象、积雪、结冰等现象，它是大气中发生的各种物理过程的综合结果。在地面气象观测中，各种天气现象均用统一的专用符号表示。降水现象：根据降水物的形态共分成11种，其中液态降水有雨、毛毛雨、阵雨；固态降水有雪、冰粒、米雪、阵雪、霰、冰雹；还有混合型降水有雨夹雪、阵性雨夹雪等。此外还要判断降水性质，即阵性降水、连续性降水和间歇性降水等三种类型。地面凝结和冻结现象：包括露、霜、雾淞、雨淞等四种。视程障碍现象：包括雾类（雾、轻雾）；沙尘类（沙尘暴、扬沙）；烟尘类（浮尘、烟幕，霾）；吹雪类（吹雪、雪暴）等9种。视程障碍现象是以能见度区分其轻重程度的，其中雾、沙尘暴和雪暴能见度必须小于1.0公里，其余6种现象出现时能见度在1.0公里和10.0公里之间。大气光象：包括华、晕、虹、海市蜃楼、峨眉宝光、霞等。风暴现象：包括大风（指瞬间风速达到17米/秒或风力8级以上）、飑、龙卷、尘卷等。其它现象：包括积雪、冰针、结冰等。2.1.4降水量降水量是在一定时段内，从云中降落到水平地面上的液态或固态（经融化后）降水，在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度，单位为毫米。在气象上通常用某一段时间内降水量的多少来划分降水强度。最常用的对降雨的分类方法是按降水量的多少来划分降雨的等级。根据国家气象部门规定的降水量标准，降雨可分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨六种；雪可分为小雪，中雪和大雪三类。测定降水量的仪器，有雨量器和雨量计两种。2.1.5风风是空气流动时产生的一种自然现象。空气流动有上下流动和左右流动，上下流动为垂直运动，也叫对流；左右流动为水平运动，也就是风。风向指风吹来的方向，一般用16个方位或360表示。以360表示时，由北起按顺时针方向度量。风向标是一种应用最广泛的测量风向仪器，它可以同时测量风速与风向。风速指单位时间内空气的水平位移，常以米/秒、公里/小时、海里/小时表示。风杯风速表是应用最广泛的一种风速表，另外还有桨叶式风速表、热力式风速表。2.1.6空气的温度气温是衡量空气冷热程度的物理量，表示空气分子运动的平均动能的大小。测量仪器主要有：玻璃温度计、金属温度计、金属电阻温度表、热敏电阻温度表、温差电偶温度表。2.1.7空气的湿度湿度表示空气中水汽的含量或干湿程度，在气象观测中常用水汽压、相对湿度和露点温度三种物理量表示。水汽压（e)：是水汽在大气总压力中的分压力。它表示了空气中水汽的绝对含量的大小，以毫帕为单位。空气吸收水汽有一定限量，达到了限量就不再吸收，这个限量叫“饱和点”。空气中水汽达到饱和点时的水汽压，称为饱和水汽压。相对湿度（rh）：湿空气中实际水汽压e与同温度下饱和水汽压E的百分比。相对湿度的大小能直接表示空气距离饱和的相对程度。空气完全干燥时，相对湿度为零。相对湿度越小，表示当时空气越干燥。当相对湿度接近于100%时，表示空气很潮湿，越接近于饱和。露点（或霜点）温度：指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。测定湿度的仪器常用的有干湿球温度表、毛发湿度表和电阻式湿度片等。2.1.8气压气压是大气压强的简称，其数值等于单位面积上从地面直至大气顶的垂直气柱的重量。国际单位制中，压强的单位是帕斯卡，简称帕，气象部门采用百帕作为气压单位。记录数据时应将所测气压换算到相当于海平面高度上的气压值，我们称之为海平面气压。目前气象台站普遍使用的测量气压的仪器有水银气压表和空盒气压表两种。2.2 水文水文观测主要包括深度、水温、盐度、透明度、水色、海浪、海流、海发光、海冰等方面的内容，下面分别作介绍。2.2.1 水深水深是指固定地点从海平面指海底的垂直距离。水深又可分为现场水深（即瞬时水深）和海图水深。现场水深是指现场测得的字海面至海底的铅直距离，而海图水深时从深度基准面起算到海底的水深。深度测量的方法有：a.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。b.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。回声测深仪的工作原理是利用换能器在水中发出声波，当声波遇到障碍物而反射回换能器时，根据声波往返的时间和所测水域中声波传播的速度，就可以求得障碍物与换能器之间的距离。()常温时海水中的声速的典型值为1500米秒。超声波由发出到接收经过的时间为t,那么与船底到海底的距离S为：S=(1500t)/2H=S + h式中：h为船吃水的深度；H为真实水深。2.2.2 水温海水的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、海水不同层次的封面结构、海流的性质判别等都离不开海水温度这一要素。海洋温度的单位，均采用摄氏温标（）。水温观测份表层水温观测和表层一下水温观测。对表层以下各层的水温观测，为了资料的统一使用，我国现在规定的标准观测层次如表1所示。测量水温的仪器主要有表面温度计，颠倒温度计，深度温度计，电子温度计等。表1 标准观测层次水深范围（m）标准观测水层地层与相邻标准水层的距离（m）200表层，5，10，20，30，50，75，100，125，150，200，250，300，400，500，600，700，800，1000，1200，1500，2000，2500，3000（水深大于3000m每1000m加一层），底层颠倒温度计用于测量深层水温度，一般装在采水器上使用。它由主温表和辅温表构成。主温表是双端式水银温度计，用于观测水温；辅温表为普通水银温度计，用于观测读取水温时的气温，以校正因环境温度改变而引起的主温表读数的变化。测量时，将其沉入预定深度水层。感温7min，提出水面后立即读数，并根据主、辅温度表的读数，用海洋常数表进行校正。颠倒温度计测出的水温须作器差订正。还原订正值K的计算公式为：式中：T主温计经器差校正后的读数；t辅温计经器差校正后的读数；Vo主温计自接受泡至刻度0处的水银容积，以温度度数表示，Vo可从检定书中查的；1/n水银与温度计玻璃的相对膨胀系数。n通常取值为6300；K主温表测的水温受到气温的影响，发生的微小变化的物理量，其正负与（T-t）的正负一致。2.2.3 盐度（见化学观测部分）2.2.4 透明度、水色和海发光透明度表示海水透明的程度（即光在海水中的衰减过程）。水色表示海水的颜色。海发光是指夜晚海面生物发光的现象。海水透明度必须用透明度盘进行观测。透明度盘为直径30cm,底部系有重锤,上部系有绳索的木质或金属质白色圆盘。绳索上有以米为单位的长度标记，绳索长度应根据观测海区透明度的大小确定。观测应在主甲板的背阳光处进行。观测时将透明度盘铅直放入水中，沉到刚好看不见的深度后，再慢慢提升到白色圆盘隐约可见时读取绳索在水面的标记数值，即为该次观测的透明度值。水色依水色计目测确定。观测完透明度后，将透明度盘提升到透明度值一半的水层，根据透明度盘上方海水呈现的颜色，在水色计中找出与之相似的色级号码，即为该次观测的水色。观测时观测者的视线必须与水色计玻璃管垂直。水色计是由蓝色、黄色、褐色三种溶液按一定比例配成的22支不同色级，分别密封在22支内径8mm，长100mm无色玻璃管内，置于敷有白色衬里两开的盒中。海发光观测点应选在船上灯光照不到的黑暗处。当观测员从亮处到暗处观测时，待适应环境后再进行观测。当海面平静观测不到海发光时，可用杆子搅动海水，然后进行观测。2.2.5海冰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，也包括积极大陆冰川或山谷冰川崩裂滑落海中的冰山。包括浮冰、固定冰和冰山。任何漂浮在海上能够随风和流漂移的冰称浮冰。沿着海岸形成、并与海岸或海底冻结在一起的冰称固定冰。固定冰在潮汐作用下有时可作铅直升升降运动。从入海冰川分离下来的高出海面以上的巨大冰块称冰山。海冰观测的要素包括浮冰观测，固定冰观测和冰山观测。2.2.6海流海水的宏观流动称海流，海流的观测包括流速和流向两项。单位时间内海水流动的距离称流速，单位为m/s或cm/s，流向指海水流去的方向，单位为度，正北为零度，顺时针旋转，正东为90度，正南纬180 度，正西为270度。海流观测层次参照温度观测层次，或根据需要选择。但海流观测的表层，规定为0-3m以内的水层，由于船体的影响（流线改变或船磁影响），往往使得流速、流向测得不准。海流观测的流速、流向值规定为3min的平均流速和主流向.如流速的观测值不是3min的平均值,应在观测记录上说明取样时段。测量海流的仪器是海流计。海流计有机械旋浆式海流计、电磁海流计和声学多普勒海流计等。2.2.7 海浪2.2.7.1 有关海浪的术语海浪海上出现的风浪和涌浪统称海浪，在风力直接作用下产生的波浪称风浪；由其他海区传来的波浪，或由于当地的风力急剧减小，风向改变或风平息后遗留的波浪，均称涌浪。波高相邻的波峰与波谷间的铅直距离称波高.海浪连续记录中,波高总个数的三分之一个大波波高的平均值称有效波高。周期相邻两个波峰或两个波谷经过某固定点的时间间隔称一个波的周期。用于确定有效波高的各个波周期的平均值称有效波周期。波向波浪传来的方向称波向，正北为零，顺时针计量。波型海浪的外貌特征称波型。海况在风力作用下的海面特征称海况。2.2.7.2 海浪观测需测的主要量为波高，周期，波向，波型和海况；需测的辅助量为风速和风向。测波方法有单点测量和多点测量。目测海浪包括海面状况观测，波形观测，波向观测，周期和平均周期的观测，部分大波波高及周期的观测和波长、波速的计算。仪器主要有光学式测波仪，水压式测波仪和声学式测波仪等。2.3 化学海水的成分是很复杂的。海水中化学元素的含量差别很大。除氢和氧外，每升海水中含量在 1 毫克以上的元素有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B 和 F 11种，一般称为“主要元素”。每升海水中含量在 1 毫克以下的元素，叫“微量元素”或“痕量元素”。海洋化学的观测包括盐度，pH值，溶解氧（DO）的测定。2.3.1 盐度2.3.1.1 盐度为了表示海水中化学物质的多寡，通常用海水盐度来表示。海水的盐度是海水含盐量的定量量度，是海水最重要的理化特性之一，它与沿岸迳流量、降水及海面蒸发密切相关。绝对盐度是指海水中溶解物质质量与海水质量的比值。因绝对盐度不能直接测量，所以，随着盐度的测定方法的变化和改进，在实际应用中引入了相应的盐度定义。 盐度定义是指在 1000g海水中，当碳酸盐全部变为氧化物、溴和碘以氯代替，所有的有机物质全部氧化之后所含固体物质的总数。其测量方法是取一定量的海水，加盐酸和氯水，蒸发至干，然后在380和480的恒温下干燥48h，最后称所剩余固体物质的重量。用上述的称量方法测量海水盐度，操作十分复杂，测一个样品要花费几天的时间，不适用于海洋调查，因此，在实践中都是测定海水的氯度，根据海水的组成恒定性规律，来间接计算盐度，氯度与盐度的关系式(克纽森盐度公式)如下： S=0.030+1.8050Cl2.3.1.2 盐度的测量方法测量海水盐度的仪器设备。常指电导率盐度计。按用途可分为现场盐度计和实验室盐度计两种，测量范围为240。a.现场盐度计。可测量并记录海水的现场盐度随时空变化的仪器，测量精确度约0.02。b.实验室盐度计。高精密度的盐度计，测量精确度约0.005。2.3.2 pH值pH是从操作上定义的。对于溶液x，测出伽伐尼电池参比电极t的电动势EX。将未知pH（X）的溶液X换成标准pH溶液S，同样测出电池的电动势ES，则pH（X）pH（S）+（EsEx）F/（RTIn10）因此，所定义的pH是无量纲的量。pH值由测量电池的电动势而得。该电池通常由饱和甘汞电极为参比电极，玻璃电极为指示电极所组成。在25，溶液中每变化1个pH单位，电位差改变为59.16毫伏，据此在仪器上直接以pH的读数表示。温度差异在仪器上有补偿装置。2.3.3溶解氧（DO）溶解于水中的氧称为溶解氧，以每升水中含氧(O2)的毫克数表示。水中溶解氧的测定，一般用碘量法。在水中加入硫酸锰及碱性碘化钾溶液，生成氢氧化锰沉淀。此时氢氧化锰性质极不稳定，迅速与水中溶解氧化合生成锰酸锰：2MnSO4+4NaOH=2Mn(OH)2+2Na2SO42Mn(OH)2+O2=2H2MnO3H2MnO3十Mn(OH)2MnMnO3(棕色沉淀)+2H2O加入浓硫酸使棕色沉淀(MnMn02)与溶液中所加入的碘化钾发生反应，而析出碘，溶解氧越多，析出的碘也越多，溶液的颜色也就越深。2KI+H2SO4=2HI+K2SO4MnMnO3+2H2SO4+2HI=2MnSO4+I2+3H2OI2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6用移液管取一定量的反应完毕的水样，以淀粉做指示剂，用标准溶液滴定，计算出水样中溶解氧的含量。2.3.4 总碱度 海水总碱度是由于碳酸根离子、碳酸氢根负离子和硼酸根离子形成的，其单位为摩尔浓度。 定义碱度的依据为：海水是电中性的，可以用滴定的方法测定(下标T表示滴定)。按SI，碱度定义为：用以中和弱酸负离子所需氢离子的物质量除以海水的体积，符号记为A，单位是摩尔每立方分米(mol/dm3)。总碱度可以分为3部分：碳酸盐碱度(CA)、硼酸盐碱度(BA)和过剩碱度(SA)。总碱度的测定方法：滴定法。2.3.5 硝酸盐海洋中，氮以溶解氮(N2)、无机氮化合物、有机氮化合物等多种形式存在。 在各种形式的氮化合物中，能被海洋浮游植物直接利用的是溶解无机氮化合物(Dissolved Inorganic Nitrogen，DIN)，包括硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐。三者在海水中总量约为5.41017g。仅占海洋总氮量的2.4。在大洋表层水中，它们的含量分别为(1600)g/dm3，(0.150)g/dm3，(550)g/dm3。酸盐的测定方法：萘乙二胺分光度法2.4生物2.4.1海洋生物分类海洋生物可分为海洋动物、海洋植物、海洋微生物三大类。按生活习性又可分为游泳生物、浮游生物、底气生物三部分。游泳生物海洋中移动力强，并能逆水自由游泳的生物之总称。这是根据水生生物多种多样的生活方式而划分的生态群，包括鱼类、龟鳖类和鲸、海豚、海豹等在水中生活的哺乳类。浮游生物栖息于海洋中的体型较微小，没有或仅有微弱游动能力，可随水流而移动的水生动植物。其中包括蓝藻类、硅藻类、鞭毛藻类、绿藻类及绝大多数门的动物等一些终生性浮游种类。底栖生物在海洋里生活的水生生物中，栖息于海底底泥或底泥上的生物的总称。底栖生物按其在基底的生活方式又可分为表在底栖生物和内在底栖生物。2.4.2仪器（1）浮游生物拖网：分为大网（18孔/厘米）、中网（38孔/厘米）、小网（68孔/厘米）三种。（2）HQM-2型有机玻璃采水器（3）曙光采泥器2.5 地质3.海洋气象观测3.1目的海洋气象观测的目的是为天气预报和气象科学研究提供准确的情报和资料，同时还要提供海洋水文等观测项目所需要的气象资料。3.2观测时间担任气象观测的调查船，每日都要进行四次绘图天气观测。观测的时间是4月27日12时10分至4月27日14时。3.3主要仪器 测风仪、干湿球温度表、空盒气压表3.4观测内容3.4.1能见度观测能见度通常是指人的正常视力在当时天气条件下所能见到的最大水平距离。有效能见度是指周围一半以上视野里都能见到的最大水平距离。能见度一般分为09级，其中9级为最好。当船在开阔海区时，主要是根据水平线的清晰程度，其中6级为临界状态。在观测时，观测员应站在开阔区域，以便使视野开阔。3.4.2云的观测按云底高度，云可分为低云、中云及高云三簇。这三簇云中，因外形、结构和成因不同，又可划分为10属及29类主要云状。云量分为010级；2000米以下为低云，中云一般为2000米5000米，高云一般在5000米以上。3.4.3天气现象的观测天气现象是指在大气中、海面上及船体（或其他建筑物）上产生的或出现的降水、水汽凝结物（云除外）、冻结物、干质悬浮物和光、电现象，也包括一些风的特征。可以看出天气现象一般分为5类：水态、杂粒、光、电、极光。天气现象有现在天气和过去天气之分，其中，过去天气是指两次观测间的天气状况。3.5.4风的观测空气的流动称为风。测风，是观测一段时间内风向、风速的平均值。测风应选择在周围空旷、不受建筑物影响的位置上进行。风向即风之来向，单位用度。风速是单位时间风行的距离，单位用“m/s”。测风时用测风仪来测定。应注意背风而立，将测风仪举过头顶，举平测风仪，测1分钟内风速的平均值。3.4.5空气的温度和湿度空气温度和湿度的观测可得到空气的温度、绝对湿度、相对湿度和露点四个量值。在船上观测空气的温度和湿度通常用干湿球温度表来进行测量。使用干湿球温度表的注意事项：干球用来测定气温，湿球用来测定湿度；在测定时，转动干湿球温度表上的发条13个半圈，感温4分钟；读数时应屏住呼吸；读数原则为：先干后湿，先小后整；读完数后，进行校正，最后得到完整正确的温度和湿度。校正原则及步骤：(1)器差订正：每只温度表的读数均须按其鉴定证上所载的器差订正值进行订正。(2)湿度的查算、绝对湿度、相对湿度和露点均用订正后的干球和湿球记录，由气象常用表第一号湿度查算表查得。湿度单位和精度要求如下：(1)绝对湿度规定用空气中的水汽压来表示。以百帕（hP）为单位，记到一位小数。(2)相对湿度为空气中的水汽压与同温同压下的饱和水汽压的百分比，只取整数。(3)露点即未饱和的空气在气压和水汽压都不变的情况下，为使它所含的水汽达到饱和状态，所必须冷却到的温度。单位为，只取整数。查算方法如下： 第一步：用订正后的干球和湿球记录t和t查湿度表，查算表中的表2（湿球未结冰），得到n值。第二步：用n值和本站气压值（个位数四舍五入）查附表2的湿球温度的气压订正值tw。第三步：用订正后的干球记录t和经气压订正后的湿球记录tw+tw，再查湿度查算表中的表2（湿球未结冰）得到绝对湿度e、相对湿度u和露点td。3.4.6气压的观测气压是作用在单位面积上的大气压力，单位是hPa。船上气压的观测主要用空盒气压表。空盒气压表观测的主要步骤及原理：（1）结构：空盒气压表的感应部分是一个有弹性的密封金属盒，盒内抽去空气并有一个弹簧支撑着。当大气压力变化时，金属盒随之发生形变，使其弹性与大气压力平衡。金属盒的微小形变由气压表的杠杆系统放大，并传递给指针，以指示出当时的气压。刻度盘上有一附属温度表，指示观测时仪器本身的温度，用于进行温度校正。（2）位置：空盒气压表应水平放置在温度均匀少变、没有热源、不直接通风的房间里，要始终避免太阳的直接照射。（3）观测步骤：打开盒盖，先读附属温度表，读数要快，要求读至小数点后一位，然后用手指轻击气压表玻璃面，待指针静止后，读指针所指示的气压值。读数时，视线要通过指针并与刻度面垂直，要求读至小数点后一位。（4）空盒气压表读数的订正：刻度订正：刻度订正在检定证上列表给出，一般每隔10hPa对应一个订正值。当指针位于已给定订正值的两个刻度之间时，其刻度订正值由内插法求得。温度订正：用附属温度表读数乘以温度系数，乘积即温度订正值。作温度订正时，应注意温度读数和温度系数的正、负号。补充订正：补充订正也由检定证给出。高度订正：订正为海平面气压。公式：P=(34.6h)/(t+273)3.5实验数据及数据分析表2 海面气象观测记录表 观测时间2014年4月27日湿度78.4最低云高2000km风向315度风速5.8m/s能见度/最低能见度8.0/5.0km气压1025.906hpa气温22.7云状积雨云4.海洋水文观测4.1透明度观测 4.1.1透明度的定义用白色的圆盘来观测水中的透明程度，最早是由利布瑙（Liburnau）发明的，意大利神父塞克（A.Secchi）在地中海首先使用，随后就传播开了。后人习惯地称其为塞克透明度盘。这是一种用直径30cm的白色圆盘（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。透明度盘4.1.2观测设备和方法观测透明度的透明度盘是一块漆成白色的木质圆盘，直径30cm，盘匣悬挂有铅锤（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3050cm。在主甲板的背阳处，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。4.1.3 观测结果实验次数12平均透明度2.32.52.4表3 透明度观测值第一次观测得到的透明度为2.3,第二次得到的透明度为2.5,所以平均透明度为2.4。4.2水色观测4.2.1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，它与当时的天空状况和海绵状况有关。而海水的颜色是由于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。4.2.2 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，并记入水色观测记录表中。水色的观测只在白天进行。观测地点应选择在背光的地方，观测时必须避免船上排出的污水的影响。注意事项：a.观测时水色计内的玻璃管营与观测者的视线垂直；b.水色计必须保存在阴暗潮湿的地方，切忌阳光照射，以免褪色，每次航次观测结束后，应将水色计擦净并装在里红外黑的布套里；c.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，及时更换，作为标准用的水色计（在同批出场的水色计中，保留一盒），平时应封装在里红外黑的布套中，并保存在阴暗处。4.2.3 观测结果实验次数12平均水色值888表4 观测水色值4.3 海流观测4.3.1 观测内容和设备我们的海流观测的内容是观测流速和流向两个要素。采用的设备是直读式海流计，包括螺旋桨，仪器主体，尾舵三部分。4.3.2 实验数据记录时间3691215182124流速32c26c24c32c22c32c20c28c流向58d58d46d68d48d66d56d56d时间27303336394245流速22c30c20c28c26c24c24c流向54d56d26d68d12d86d68d表5 海流观测记录5.海洋生物观测5.1 观测仪器（1）手提式采水器：适用于叶绿素浓度和初级生产力、微生物、浮游生物等采样。使用步骤：a.将采水器置于甲板上，调整侧面两个挂钩，使其处于相对位置。b.向上抽顶部长销，使其下部弹簧片弹起，而使两挂钩无法向两端转动。c.依次将下端和上端的盖子打开，并将连线上的铜丝环挂于侧面挂钩上。有颠倒采水器d.这样采水器即处于打开状态，将采水器按一定步骤挂于钢缆上，放到预定水深，采水完毕后，使一使锤延钢缆下放敲击长销，弹簧片压下，挂钩向两端转动，盖和连线与挂钩脱离，在中间橡皮筋的拉力作用下，采水器两端闭合。将其提出水面，这样预定水深的水就被取上来了。 手提式采水器 浮游生物网（2）浮游生物网：适用于底栖生物、浮游生物和游泳动物等项采样。大、中、小网按每厘米的格数区分，而不按网口直径区分。使用步骤：浮游生物网a.将网按一定步骤安装于钢缆上，旋动网滴管最下端小旋钮至不再动，并轻旋大旋钮，不转动即可，确定网滴管不漏后下放至水中于一定深度，一般为距海底3m左右（缆长控制）。b.操作绞车将网提出水面，并把网滴管中的水样接于已标号的样品瓶中（用力旋下端的大旋钮）。c.用海水沿网的外侧切线对网进行冲洗，使粘于网壁上的生物也进入网滴管，同样接入b的样品瓶中。5.2海水取样方法海水采样分别采用手提式采水器和浮游生物网。手提式采水器用于最底层海水的取样，多在入海口、近岸海水的取样；大洋中的取样主要采用CTD 来进行。首先用手提式采水器进行取样，将采水器连同孔口绳和一同放入海水中到待取样的深度，往上提采水器即可以将制定深度的海水取出来。由于下放时采水器是连通的，而上提的时候采水器是封闭的，因此可以达到采水的目的。采完水后将出口管解开，冲洗管壁，润洗。采样瓶和瓶盖，遵循少量多次的原则，然后将水样放入采样瓶中进行保存。用拖网进行采样时，首先将拖网开口管壁，然后将网及重锤放入海中的一定深度，然后向上提，就可以将以网口为面积，以水深为高度的水柱内的生物采集出来；拖网离开水面时用海水冲洗拖网，然后打开开口将样品放入样品瓶里，关闭开口再进行一次冲网，将得到的样品放入样品瓶中，打开网的开口第三次冲网，不再倒入采样瓶里；用同样的方法用三个不同的网分别进行采样。5.3 样品观测首先观察取的样，发现瓶中有许多絮凝状的生物，将装着样品的采样瓶在黑暗的环境中摇晃，发现瓶中有星星点点的荧光，这是由于海水总的荧光虫在受到摇晃这种物理刺激后因为应激性发出荧光，这一点在军事观测中有重要的意义，因为潜艇在水中的经过时引起的水流运动会刺激荧光虫发光，会暴露潜艇目标。接下来用光学显微镜观察水样的微观结构，第一步是制作水封片，用滴管吸取一滴水样制成水封片，在光学显微镜下观察水样中的生物。在制作标本时用固定剂（卢卡试剂、福尔马林和酒精等，而观察活体不用加固定剂）观察水样观察到的生物：中肋骨条藻：六个细胞通过胶质连丝练成一个整体呈扁平透镜状，细胞处于旺盛的生长期，还有细胞在进行有丝分裂。掌状冠盖藻：只观察到一个相连的休眠孢子。牛链角毛藻：多个细胞连在一起，每个细胞都带有四个触角，有的细胞在进行细胞分裂。海链藻：筛孔的排列方式，表面含有支持突，通过胶质连丝可以与其他细胞相连，这点可以与圆筛藻进行区别。具槽柏拉藻：具有较厚的细胞壁，营底栖生活，在受到潮流冲击被打断时可以短暂营浮游生活，在接触底面是可以重新进行细胞分流。夜光虫：扁球形个体，运动能力差，体表的纤维条受到刺激可以产生荧光，运动能力差。此外还在拖网的样品中观察到了蟹类蚤状幼虫、多毛类幼虫和尖刺伪菱形藻等生物。6.海洋化学观测6.1盐度6.1.1实验目的1、掌握用电导盐度计测量海水盐度的方法原理及实验操作步骤。2、掌握电导盐度的计算方法，并能做出可靠实验结果。6.1.2实验原理海水电导盐度计是根据海水电导盐度测定原理，通过测量海水的相对电导来确定海水盐度的精密电子仪器。根据实用盐标，在15C时，盐度与相对电导比之间存在以下关系：式中：K15为相对电导率，即在15C和1个大气压下，水样的电导率和质量比为32.435610-3的KCl溶液的电导率之比，简称电导比（i=0-5）。 a0=0.0080 a1=-0.1692 a2=25.3851 a3=14.0941 a4=-7.0261 a5=2.7081当温度为t时，需对计算值进行修正：式中：Kt为在tC和1个大气压下，水样的电导率和质量比为32.435610-3的Kcl溶液的电导率之比（i=05）。a0=0.0080 a1=-0.1692 a2=25.3851 a3=14.0941 a4=-7.0261 a5=2.7081DS为修正值A=0.0162 b0=0.0005 b1=-0.0056 b2=-0.0066 b3=-0.0375 b4=0.0636 b5=-0.0144 电导比除与海水盐度有关外，也与海水温度和压力有关。因此，海水盐度与电导比的关系必须规定温度和压力，压力影响很小，在室内测量可不考虑，温度有较大影响，电导比的温度系数已经精确测定，为便于查算，编有国际海洋常用表。此表分为表和表，表是由Rt S未修正，表是由t tDS，二者相加即为所测定的盐度值。S= S未修正+DS6.1.3实验仪器SYA22型实验室盐度计。型盐度计6.1.4 实验步骤6.1.4.1定位a.用已知盐度的标准海水进行仪器定位（校正），将两个电导池分别注入同一盐度的标准海水，注意两铂黑电极间不能有气泡，平衡23分钟。b.根据盐度和温度t，查出电导比，将Rt调到标准海水的电导比值，再调节R1使其电桥平衡。重复23次，直到最后一位（第五位）读数变化不超过5（即Rt变化0.00005）。c.仪器具体操作步骤如下：将检测增益调到“1”档，调节定位校准单元第一个旋钮，使表头指针读数最小，再将检测增益调到“0”档，调节定位校准单元第二个旋钮，使表头指针读数最小，直到“10K”挡，同时可调节电容（Cx），调节第五个旋钮，使指针读数最小。这些校准电阻皆是十进制，在调节过程中，遇十进一，遇零退一，直到“10K”时，mA表指针读数最小，即电桥达到平衡，记下读数，重复测定23次，直到最后一位（第五位）读数变化不超过5（前四位数不变），即定位完毕，注意此时定位旋钮不能再动。6.1.4.2样品的测定将样品电导池注入待测海水。注意电导池内不要有气泡，按照定位步骤同样调节测量旋钮（Rt）使电桥达到平衡，重复测定，直到最后一位读数变化不超过5（即Rt变化0.00005），此时，Rt所示值就是所测样品的电导比。6.1.5 实验数据记录水样序号JB-15MJ4-IMJ13-5MJ14.0MJ45MJ14-13M盐度31.070231.065827.108931.066131.068729.1897表6 盐度记录6.2碱度6.2.1实验目的1、掌握用pH法测定海水总碱度的方法原理及实验条件。2、掌握海水总碱度的计算方法。6.2.2实验原理采用pH法测定总碱度，即向水样中，加入过量的盐酸标准溶液，中和水样中弱酸根离子，然后用pH计，测定混合溶液的pH值，由测得值根据下式可计算出混合溶液中剩余的盐酸量。从加入盐酸总量中减去此值便可以求出水样中弱酸阴离子浓度。以毫摩尔/立方分米为单位。Va：外加标准盐酸溶液的体积； Vs：水样体积；Ma：标准盐酸溶液浓度（mol/dm3）； ：活度系数；：混合溶液中氢离子浓度。可由所测得的pH值求得；6.2.3实验仪器pHs一3C型酸度计6.2.4实验步骤a.酸度计的定位：中性标准溶液定位，测定酸性标准溶液；操作步骤同pH测定。b.盐酸溶液的标定（电位滴定法）：取15.00cm3标准碳酸钠溶液于50cm3干燥的烧杯中，加一只搅拌子，置于搅拌器上；放入电极，加入13cm3盐酸溶液，打开搅拌器，测定pH值，以后每加