海洋调查方法导论复习

1、 海 洋 调 查 实 践 的 意 义 和 目 的答 ： 海 洋 调 查 是 用 各 种 仪 器 、 仪 表 对 海 洋 中 能 表 征 物 理 、 化 学 、 生 物 学 、 地 质 地 貌 学 、 气 象 学 及 其 他 相 关 学 科的 特 征 要 素 进 行 观 测 和 研 究 的 科 学 ；（ 1） 通 过 海 洋 调 查 的 科 学 活 动 ， 可 以 获 取 海 洋 环 境 要 素 资 料 、 揭 示 并 阐 明 其 时 空 分 布 和 变 化 规 律 ， 为 海 洋 的 科学 研 究 、 资 源 开 发 、 工 程 建 设 、 航 海 安 全 保 证 、 环 境 保 护 、 灾 害 预 防 提 供 基 础 资 料 和 科 学 依 据 ；（ 2） 海 洋 调 查 是 海 洋 科 学 发 展 的 必 由 之 路 ， 随 着 海 洋 调 查 的 一 次 次 实 践 和 探 索 ， 人 们 对 海 洋 的 认 识 也 逐 步 深 入 ，并 不 断 发 明 用 于 海 洋 研 究 的 仪 器 设 备 ， 同 时 一 些 新 的 理 论 也 相 应 的 诞 生 ， 这 些 都 为 海 洋 科 学 发 展 提 供 了 有 力 的 支 持 ， 使人 类 能 更 好 的 开 发 和 利 用 海 洋 。2、 海 洋 调 查 简 史 ：答 ： （ 1） 单 船 调 查 时 期 ， 20 世 纪 60 年 代 以 前 主 要 依 靠 “单 船 走 航 ”获 得 水 文 观 测 资 料 ；（ 2） 多 船 联 合 调 查 时 期 ， 1950 年 之 后 的 海 洋 调 查 开 始 进 入 多 船 联 合 共 航 调 查 的 时 期 ；（ 3） 立 体 化 海 洋 调 查 时 期 ， 随 着 科 技 的 发 展 和 进 步 ， 现 代 海 洋 调 查 应 用 卫 星 、 飞 机 、 调 查 船 、 浮 标 、 岸 边 测 站 、潜 器 、 水 下 装 置 等 作 为 观 测 平 台 ， 实 现 对 海 洋 大 面 积 、 多 层 次 的 同 步 监 测 ， 开 创 了 空 间 海 洋 学的 新 时 代 。3、 海 洋 调 查 的 分 类 及 内 容 ：答 ： （ 1） 基 本 稳 定 的 ： 随 着 时 间 推 移 变 化 极 为 缓 慢 ， 如 各 种 岸 线 、 海 底 地 形 和 底 质 分 布 ； （ 2） 缓 慢 变 化 的 ： 一 般 海 洋 中 的 大 尺 度 过 程 ， 它 们 在 空 间 上 可 以 跨 越 几 千 干 米 ， 在 时 间 上 可 以 有 季 节 性 的 变 化 。典 型 的 有 著 名 的 “湾 流 ”， “黑 潮 ”；（ 3） 显 著 变 化 的 ： 海 洋 中 的 中 尺 度 过 程 ， 它 们 的 空 间 跨 度 可 以 达 几 百 千 米 ， 寿 命 约 几 个 月 。 典 型 的 如 大 洋 的 中 尺度 涡 ， 近 海 的 区 域 性 水 团 等 ；（ 4） 迅 变 的 ： 海 洋 中 的 小 尺 度 过 程 。 它 们 的 空 间 尺 度 在 十 几 到 几 十 干 米 范 围 ， 而 生 存 周 期 则 在 几 天 到 十 几 天 之间 。 典 型 的 如 海 洋 中 的 羽 状 锋 ；（ 5） 瞬 变 的 ： 海 洋 中 的 微 细 过 程 ， 其 空 间 尺 度 在 米 的 量 级 以 下 ， 时 间 尺 度 则 在 几 天 到 几 小 时 甚 至 分 、 秒 的 范 围 内 ， 典 型 的 如 海 洋 中 的 湍 流 运 动 和 对 流 过 程 等 。 4、 深 度 测 量 的 方 法 、 意 义 和 目 的 ：答 ： （ 1） 测 量 方 法 回 声 测 深 仪 ： 利 用 声 波 在 海 水 中 以 一 定 的 速 度 直 线 传 播 ， 接 收 海 底 反 射 回 来 的 声 波 ， 通 过 时间 差 来 求 得 水 深 ， 使 用 方 便 ， 测 量 快 捷 ， 准 确 度 较 高 而 更 为 普 遍 ；钢 丝 绳 测 深 ： 用 水 文 绞 车 上 系 有 重 锤 的 钢 丝 绳 测 量 水 深 。（ 2） 意 义 和 目 的 ： 通 过 对 水 深 的 测 量 ， 能 够 了 解 复 杂 多 端 的 海 底 地 形 和 地 貌 分 布 状 况 ， 从 而 可 以 避 免 船 只 搁 浅 和触 角 、 为 潜 艇 提 供 保 护 屏 障 以 避 免 被 搜 索 到 并 使 对 方 的 信 号 接 收 仪 收 不 到 潜 艇 发 出 的 噪 音 ， 对 国 防 和 国 民 经 济 建 设有 重 要 意 义 。 此 外 ， 在 海 洋 调 查 中 ， 先 要 测 量 水 深 确 定 海 洋 要 素 观 测 层 次 ， 然 后 才 能 观 测 海 洋 要 素 。5、 颠 倒 温 度 计 的 测 温 原 理答 ： 颠 倒 温 度 计 包 括 闭 端 和 开 端 两 种 。 闭 端 颠 倒 温 度 计 是 将 主 温 度 计 和 辅 助 温 度 计 同 装 在 一 个 厚 壁 内 ， 主 温 度 计 用 于 测 水 温 ， 辅 助 温 度 计 用 于 测 量 玻璃 套 管 内 的 温 度 进 行 订 正 ； 在 离 贮 蓄 泡 不 远 的 毛 细 管 上 ， 有 一 狭 窄 处 ， 从 这 向 贮 蓄 泡 方 伸 出 一 盲 枝 ； 当 温 度 计 颠 倒 后 ， 水 银 必 须 永 远 断 裂 在 盲 枝 的 分 枝 处 ， 保 证 了 温 度 计 示 数 的 准 确 性 。6、 玻 璃 液 体 温 度 计 的 测 量 原 理答 ： 玻 璃 液 体 温 度 计 主 要 由 感 温 泡 、 玻 璃 毛 细 管 和 刻 标 尺 三 部 分 组 成 ，当感温泡内的液体（水银、酒精、煤油等）受热膨胀（冷缩） ，就沿毛细管上升（下降） ，其上升（下降）的高度和感温泡所感受的温度相对应，在刻度标尺上即可读出相应的温度数值（即液体体积与玻璃毛细管体积变化的差值） 。即：V=V t-V0=V0t（ 为膨胀系数，即液体膨胀系数与玻璃膨胀系数之差，V 0和 Vt分别是是温度为00C 和被测温度时液体的体积）7、 盐 度 的 定 义 和 演 变答 ： （ 1） 克 纽 森 盐 度 公 式 对 海 水 盐 度 的 定 义 ： 在 1Kg 海 水 中 ， 当 碳 酸 盐 全 部 转 变 为 氧 化 物 ， 溴 和 碘 为 等 摩 尔 的 氯 所 取代 ， 所 有 的 有 机 物 被 氧 化 之 后 ， 所 含 全 部 固 体 物 质 的 总 克 数 （ 单 位g/Kg， 符 号 为 S） 。 根 据 海 水 的 组 成 恒 定 性 原 则 ，可 间 接 计 算 盐 度 。（ 氯 度 与 盐 度 的 关 系 式 为 ： S=0.030+1.8050Cl）（ 2） 1969 年 电 导 盐 度 定 义 式 ： 通 过 测 定 不 同 盐 度 的 水 样 与 标 准 海 水 （ 盐 度 为35.000） 在 温 度 为 15 、 一 个 标 准 大气 压 “下 的 电 导 比 （ R15） ， 从 而 得 到 盐 度 、 氯 度 的 新 关 系 及 盐 度 相 对 电 导 率 的 关 系 ：（ S=1.806655Cl； S=-0.08996+28.29720R15+12.80832R152-10.67869R153+5.98624R154-1.32311R155）（ 3） 1978 年 实 用 盐 标 （ PSU） ： 在 一 个 标 准 大 气 压 下 ， 150C 的 环 境 温 度 中 ， 海 水 样 品 与 标 准 KCl 溶 液 （ 浓 度 为32.4356） 的 电 导 比 K15:： K=C（ 32,15,0） /C（ 32,4357,15,0） =1（ C 表 示 电 导 值 ， 样 品 食 用 盐 度 值 为 35）8、 盐 度 的 测 量 方 法 原 理答 ： （ 1） 化 学 方 法 ： 在 离 子 比 例 恒 定 的 前 提 下 ， 采 用 硝 酸 盐 溶 液 滴 定 ， 通 过 麦 克 伽 莱 表 查 出 氯 度 ， 然 后 根 据 氯 度 和盐 度 的 线 性 关 系 确 定 水 样 的 盐 度 ；（ 2） 物 理 方 法 比 重 法 ： 从 比 重 求 密 度 ， 再 根 据 密 度 、 温 度 推 求 盐 度 ； 折 射 法 ： 通 过 测 量 水 养 的 折 射 率 来 确 定 盐 度 ； 电 导 法 ： 不 同 的 盐 度 具 有 不 同 的 导 电 特 性 来 确 定 海 水 的 盐 度 。9、 海 水 结 冰 原 理 ：答 ： （ 1） 寒 流 天 气 使 海 面 气 温 下 降 ， 大 风 搅 拌 海 水 ， 使 海 水 表 层 散 失 热 量 ， 海 水 被 冷 却 ， 温 度 下 降； 当 表 层 海 水 的 温 度 接 近 海 水 密 度 最 大 值 时 的 温 度 ， 上 层 海 水 比 重 变 大 开 始 下 沉 ， 而 下 层 海 水 比 重 相 对 变 小就 上 升 ， 表 层 与 下 层 海 水 发 生 对 流 混 合 ； 结 果 ， 降 温 过 程 把 表 层 的 冷 却 水 带 到 下 层 ， 又 把 下 层 形 成 冰 晶 时 放 出 的 结 晶 热 带 到 海 面 使 之 冷 却 ， 直 到整 个 海 水 下 沉 上 升 水 层 的 密 度 均 匀 稳 定 才 停 止 ； 当 海 水 温 度 下 降 到 冰 点 并 且 继 续 散 热 时 ， 海 水 就 开 始 结 冰；(2)海 冰 的 形 成 可 以 开 始 于 海 水 的 任 何 一 层 ， 如 果 混 合 强 烈 直 达 海 底 ， 也 可 以 在 海 洋 底 部 结 冰；(3)因 为 海 水 中 含 有 大 量 的 盐 ， 所 以 海 水 的 冰 点 是 一 个 不 确 定 的 温 度， 冰 点 的 变 化 与 盐 度 和 密 度 有 密 切 的 关 系 。10、 透 明 度 、 水 色 的 定 义 观 测 方 法答 ： （ 1） 透 明 度 ： 用 一 种 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 板 “消 失 ”的 深 度 叫 透 明 度 ；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 I。 之 比 ， 即 ： T=I/I。 ； 观 测 方 法 ： 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 ， 读 取 绳 索 在 水 面 的 标 记 数 值 ， 重 复 23 次 ， 取 其 平 均 值 。（ 2） 水 色 ： 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 ； 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 的 颜 色 ， 在水 色 计 中 找 到 与 之 最 相 似 的 色 级 号 码 ， 并 记 录 。 11、 潮 位 、 海 流 、 海 浪 观 测 方 法答 ： （ 1） 潮 位 观 测 法 ： 水 尺 ： 包 括 治 理 水 尺 、 倾 斜 水 尺 、 短 桩 式 水 尺 、 悬 臂 式 水 尺 验 潮 井 ： 包 括 岛 式 验 潮 井 、 岸 式 验 潮 井 浮 筒 式 水 位 计 ， 如 我 国 的 HCJ12 型 验 潮 仪 压 力 式 水 位 计 、 声 学 式 水 位 计 。（ 2） 海 流 观 测 法 ： 浮 标 漂 移 测 流 法 ： 根 据 自 由 漂 移 物 随 海 水 流 动 的 情 况 来 确 定 海 水 的 流 速 、 流 向 ， 适 用 于 表 层流 的 观 测 。 主 要 有 ： 漂 流 瓶 /双 联 浮 筒 测 表 层 流 、 跟 踪 漂 流 法 、 中 性 浮 子 测 流 ； 定 点 观 测 海 流 ： 定 点 台 架 方 式 测 流 、 锚 定 浮 标 、 锚 定 船 测 流 ； 走 行 测 流 ： 其 测 流 原 理 大 多 是 ， 测 出 （ 或 利 用 高 精 度 GPS 求 出 ） 船 对 海 底 的 绝 对 运 动 速 度 和 方 向 ，以 及 船 对 水 的 相 对 运 动 速 度 和 方 向 ， 再 经 矢 量 合 成 出 海 水 对 海 底 的 运 动 速 度 和 方 向 ， 即 海 流 的 流 速 、 流 向 。（ 3） 海 浪 观 测 法 ： 单 点 测 量 ： 阻 容 式 测 波 方 法 、 压 力 法 测 量 、 惯 性 测 量； 多 点 测 量 ： 纵 摇 /横 摇 浮 标 沿 直 线 测 波 ； 大 面 积 测 波 ： 照 相 法 、 微 波 测 波 。12、海流观测注意事项答：（1）浅层海流的观测应借助小型锚定浮标或施放小艇进行观测，以消除船体的影响；（2）当施放海流计的钢丝绳或电缆的倾角超过 100，应进行倾角订正；（3）以船只为承载工具进行海流连续观测时，应至少每 3h 观测一次船位；（4）在深海测流时，如船只抛锚困难，且深层流速很小，可用“双机法”观测。 13、双 联 浮 筒 测 表 层 流 的 方 法 和 原 理 海洋调查方法导论3答： 双 联 浮 筒 是 浮 标 测 流 中 常 用 的 一 种 工 具 ， 船 只 锚 定 后 或 在 海 上 平 台 等 相 对 稳 定 的 载 体 上 ， 在 船 尾 放 出 双 联 浮 筒 ，根据 它 的 移 动 情 况 测 定 表 层 流 的 平 均 流 速 和 方 向 。14、 气 象 观 测 的 要 素 、 方 法 和 注 意 事 项 ：答 ： （ 1） 气 象 观 测 要 素 ： 能 见 度 、 云 、 天 气 现 象 、 海 面 风 、 海 面 气 温 和 湿 度 、 气 压 、 降 水 量 ；（ 2） 方 法 和 注 意 事 项 ：定 时 观 测 、 定 点 连 续 观 测 、 走 航 观 测 、 高 空 气 象 探 测项 目 观 测 方 法 注 意 事 项能 见 度采 用 目 测 。 在 广 阔 海 域 ， 根 据 水 平 线 的 清 晰 程 度 ，参 照 “海 面 能 见 度 参 照 表 ”进 行 能 见 度 估 计 ， 当 在 海岸 附 近 时 借 助 单 独 目 标 物 估 计 向 岸 方 面 的 能 见 度 ，再 换 算 为 能 见 度 等 级应 选 择 在 位 置 较 高 、 视 野 开 阔 的 地 方 ， 夜 间 应站 在 不 受 灯 光 影 响 处云根 据 云 的 外 形 特 征 、 结 构 、 色 泽 及 各 种 常 见 的 天 气现 象 ， 参 照 云 图 综 合 判 断应 尽 量 选 择 在 能 看 见 全 部 天 空 和 水 天 线 的 位置 进 行 观 测 ， 如 阳 光 较 强 需 戴 黑 色 眼 睛 ， 夜间 观 测 应 避 开 较 强 的 灯 光 进 行天 气 现 象包 括 定 时 观 测 、 大 面 观 测 、 断 面 观 测 和 定 点 连 续 观 测 在 视 区 内 出 现 的 天 气 现 象 但 在 测 站 未 出 现 ，也 应 观 测 和 记 录 ， 同 时 应 在 纪 要 栏 注 明 。 当天 气 现 象 造 成 灾 害 时 ， 应 于 纪 要 栏 内 详 细 记载 。风通 过 手 持 测 风 仪 或 综 合 数 字 气 象 仪 进 行 测 量 应 选 择 在 四 周 无 障 碍 、 不 挡 风 处 ， 风 向 传 感器 的 0 度 应 与 船 头 一 致 ， 仪 器 失 灵 或 无 法 使用 仪 器 观 测 时 ， 应 根 据 海 面 状 况 目 测 风气 压用 空 盒 气 压 表 等 仪 器 观 测 ， 观 测 前 用 手 轻 敲 气 压 表玻 璃 面 ， 待 指 针 静 止 时 读 数 ， 记 录 订 正 后 的 读 数气 压 表 应 水 平 安 置 并 固 定 在 温 度 少 变 、 无 热源 、 不 直 接 通 风 处 ， 应 有 减 振 装 置 并 避 免 阳光 直 射空 气 温度 和 湿 度用 干 湿 球 水 银 温 度 表 或 综 合 数 字 气 象 仪 进 行 检 测干 湿 球 湿 度 传 感 器 应 安 装 在 百 叶 箱 中 ， 百 叶箱 应 水 平 固 定 在 空 气 流 通 、 远 离 热 源 的 驾 驶台 顶 上 ， 距 甲 板 1.5m 处 ， 箱 门 方 向 不 得 与 船头 相 同降 水 量用 虹 吸 雨 量 计 、 光 电 雨 强 计 等 进 行 测 量 ， 连 续 观 测 ，每 1min 观 测 一 次 和 定 时 观 测 前 6h 的 降 水 量 ， 在 定 点连 续 观 测 中 ， 还 应 计 算 日 降 雨 量 累 计 值降 水 量 传 感 器 要 安 装 在 船 上 开 阔 处 ， 当 出 现雾 、 露 、 霜 、 雾 凇 、 吹 雪 时 ， 不 观 测 降 水 量 能 见 度 ： 在 广 阔 海 域 时 ， 根 据 水 平 线 的 清 晰 程 度 ， 参 照“海 面 能 见 度 参 照 表 ”进 行 能 见 度 估 计 ， 当 在 海 岸 附 近 时借 助 单 独 目 标 物 估 计 向 岸 方 面 的 能 见 度 ， 再 换 算 为 能 见 度 等 级 。注 意 事 项 ： 应 选 择 在 位 置 较 高 、 视 野 开 阔 的 地 方 （ 夜 间 应 站 在 不 受 灯 光 影 响 处 ） 云 ： 根 据 云 的 外 形 特 征 、 结 构 、 色 泽 及 各 种 常 见 的 天 气 现 象 ， 参 照 云 图 综 合 判 断注 意 事 项 ： 应 尽 量 选 择 在 能 看 见 全 部 天 空 和 水 天 线 的 位 置 进 行 观 测 ， 如 阳 光 较 强 需 戴 黑 色 眼 睛 ， 夜 间 观 测 应避 开 较 强 的 灯 光 进 行 天 气 现 象 ： 包 括 定 时 观 测 、 大 面 观 测 、 断 面 观 测 和 定 点 连 续 观 测注 意 事 项 ： 风 ： 通 过 手 持 测 风 仪 或 综 合 数 字 气 象 仪 进 行 测 量注 意 事 项 ： 应 选 择 在 四 周 无 障 碍 、 不 挡 风 处 ， 风 向 传 感 器 的 0 度 应 与 船 头 一 致 ， 仪 器 失 灵 或 无 法 使 用 仪 器 观 测时 ， 应 根 据 海 面 状 况 目 测 风 气 压 ： 用 空 盒 气 压 表 等 仪 器 观 测 ， 观 测 前 用 手 轻 敲 气