第十二章海洋要素图.ppt

1、第十二章 海洋要素图,12.1 时间过程曲线图 12.2空间分布图 12.3点聚图与频率图12.4跃层的确定,12.1 时间过程曲线图,海洋要素图是将观测资料或统计参数用直观图像显示出来，把局部的、瞬时的海洋现象连贯起来，显示现象的全貌和本质。,海洋要素有随时间、空间、平面、断面、垂直方向的分布和变化。因此，海洋要素图应显示这些情况。,要素随时间变化图形的绘制,1、 过程曲线,在一个测点上，某种海洋要素-温度、盐度、密度等-随时间变化的一条曲线。 根据所选时间段，这种曲线图可以有： 周日变化图：周日变化过程曲线；月变化图：月变化过程曲线；年变化图： 年变化过程曲线； 多年变化图：多年变化曲线某

2、海洋系统变化图：系统过程图等。,绘制方法,确定坐标，通常纵坐标为海洋要素的观测值，横坐标为时间。 坐标的确定要注意两点，一是比例尺二是起始点和终止点。,综合过程曲线,多要素或多层次的过程曲线绘制在同一张图上。 典型的是流向流速汇在一起。,2、 时间剖面图,垂直坐标是深度，水平坐标是时间。,表征某种要素沿垂直方向的分布和随时间的变化。,在要素值的图上绘制等值线。,人工绘制：填资料，选等值线的值，确定坐标，内插绘制,电脑绘制：输入资料， 编程，内插资料成全格点资料，确定坐标， 选等值线，绘制 。,多要素时间剖面图，将两种以上要素的等值线绘在同一张时间剖面图上。,不同要素的等值线会有交叉，要用不同的

3、颜色或不同线形绘制,特别要求：只有在个别记录的错误十分明显时，才能去除。对某时刻缺测记录，以虚线连接，缺少三个以上记录可不绘制。,3、过程曲线的平滑修匀,人为的经验修匀：凭借工作人员的知识背景、工作经验和对自然规律的认识水平。,曲线的不规则扰动，多数是由于偶然因素导致，如船只的摇晃，或风生流等。这种扰动会掩盖曲线基本趋势，所以应予以消除。,12.2空间分布图,研究海洋要素空间分布状况，是海洋科学的主要任务之一。绘制要素空间分布图来描述海洋要素的分布状况是非常重要的。,1、垂直分布图,是最简单的一维空间分布图,描述某一测站上海洋要素随深度的变化。,图的布局要能显示主要特征，标注要清楚、全面。,声

4、道示意图,观测要素值的符号要注明，有跃层应把跃层上下界画好。 如遇有声道存在，应标出声道轴及声道的位置。,声道：以声速垂直剖面极小值为轴形成的水层，能集中大部分传播的声能，声波在其中能传播至较远距离。,2、平面分布图和断面分布图,平面通常用海面或等深面为坐标面，其X 轴与纬圈重合， Y轴与经圈重合，Z 轴向下。,断面分布图取深度为一个坐标轴，要素变化在另一个轴上。图形表示空间一个垂直剖面上要素的分布。,需要注意的是，要素在底层的分布。 由于底层随深度变化，所以底层不是在一个平面内，但校正起来很麻烦，所以仍画在一张平面图上，并成为底图。,等值线分布图,有水平和垂直两种。,传统的步骤 ： （1）定

5、位（2）填图 （3）草绘 （4）调整 （5）定图 （6）签名、校对。,2 平面分布图和断面分布图,等值线分布图,矢量分布图,用于描绘具有方向性的海洋要素在空间上的分布。,矢量分布图按表达方式可分为两种：流场分布图和玫瑰图。,流场分布图描述某一时段内的不同时间流动的方向和量值。,玫瑰图描述一个多变流场在一段时期内矢量分布的统计状况，平均流速、流向和出现频率。,流场分布图以测点为圆点，方向以北为起始，然后顺时针方向旋转，根据观测数据的量值和方向角画出矢量长短和方向。,要注意的是：风向和波向是以来向记录，流向是以去向为准的。,因为没有时间轴，因此要在每个矢量上标出时间来。,流矢量,流玫瑰图：常用于表

6、示海面的流场。,矢量由中央向外放射，表示流去的方向。平均流速是以矢量的粗度或标值表示。中央数据表示流速为零的频率。,绘制玫瑰图要求在一个点上有相当多的观测值。例如海上固定平台。流玫瑰图可供海洋工程，海上钻井平台，海洋运输，海洋科学研究等多方面使用。,流玫瑰图,分布图的代表性问题,由海洋调查所测得资料至少受到三种变化的影响：要素的周日变化；要素的逐日变化；要素的临时性变化。这三种变化叠加在瞬时海况上，导致空间分布上的扰动。,只有用大面积的同步观测才能消除这类扰动。,目前大面积同步观测还是困难的，而以往历史资料多数是非同步的。因此在使用海洋观测资料时要对其代表性给于适当的评估。,对一次观测空间分布

7、图来说，如果三种变化的幅度之和超过了海况要素本身变化的幅度，那么，海况就遭到严重歪曲。失去代表性。如果海况要素变化稳定，那么即使受到一定的干扰，也不至于使海况基本形式失真改变。,临时变化,估计代表性的指标：,是空间分布的最大幅度,分别是平均周日变化，逐日变化的累加幅度，临时变化的幅度,空间的分布的代表性是空间分布幅度与三种变化幅度之比。R 接近于1，则代表性好，因为需要,12.3点聚图与频率图,点聚图和频率分布图是两种非地理空间的分布图。它们的坐标轴不是 空间位置（经度、纬度、深度 ），而是要素或要素特征。,这类图是分析不同要素间的关系和海洋系统物理特征、统计特征的。,这类图的坐标空间被称为特

8、殊的要素物理或统计空间。,1 点聚图,点聚图是根据两种相互联系的海洋要素之间的关系，通过联合点绘结果来考查海洋要素的空间分布及变化规律的。它多用于研究水团的划分和混合等方面的问题。,1 点聚图,T-S点聚图是将温、盐两要素观测值，点在T-S座标系中相应的点上，从而描述出不同的海水在“温盐空间”的分布(注意，这里的空间已非一般意义的空间，而是以温度、盐度为轴的一个二维空间)。通常水温为纵坐标，盐度为横坐标，曲线上的T、S值的点子旁边应该标明其所在深度。然后依深度用平滑曲线连接各点，即构成了T-S曲线图。,一个典型的要素点聚图是T-S点聚图,1 点聚图,在海洋资料分析中，经常要处理很多的海洋要素，

9、频率分布图是对海洋要素的的统计图示。直观显示某个要素变化的百分比情况。,一个海温变化的频率统计图示的例子：,表 1温度频率统计,2 频率分布图,频率分配曲线有各种类型：有单峰的、双峰的、多峰的，但常用的是单峰曲线。 单峰曲线又可分为三类：其一是正态分布；其二是正偏分布；其三为负偏分布。,众数：是一组数据中出现次数最多的数值； 中位数：是指将统计总体当中的各个变量值按大小顺序排列起来，形成一个数列，处于变量数列中间位置的变量值就称为中位数；曲线之所包面积两侧相等之处。,由于各种因数的影响,事物的状态往往呈现偏态分布,平均数大于众数的偏态分布称为正偏态分布,平均数小于众数的偏态分布称为负偏态分布。

10、,正态分布是一种常见的分布，而且比较有用，观测误差以及其它各种随机误差都遵循正态分布，但在其它海洋资料中，则常遇到各种偏态分布，有的偏态分布可以分解为两个相互叠加的正态分布来处理。,水文要素在垂直方向上出现急剧变化的水层，称为跃层。根据形成原因，跃层可分为二类：由外界条件(如表面增温和风力搅拌等)引起的称第一类跃层；不同性质的水系叠置而成的跃层称第二类跃层。,定义,12.4跃层的确定,跃层强度、深度和厚度 跃层特性用强度、深度和厚度表征。 “拐点”、顶界和底界、跃层的厚度、则跃层的强度。,12.4跃层的确定,强度= DX/DZ,厚度= ZB-ZA,顶界=A， 顶界深度=ZA,底界=B， 底界深

11、度=ZB,跃层顶界、底界的确定,取两个明显“拐点” 作为跃层的顶界和底界； “拐角”不明显，应从强选取。,跃层顶界、底界的确定,可取双跃层，如双跃层靠得近，要取全跃层。,划定跃层顶界和底界，亦可根据海区的具体情况，先选取一跃层强度临界值，然后沿水文要素(温、盐、密度和声速)垂直分布曲线量取斜率，取斜率大于临界值的曲线段为跃层。曲线上端点为顶界，曲线下端点为底界。,跃层强度最低的规定,1浅海 (1)温跃层强度： (2)盐跃层强度： (3)密度层强度： (4)声跃层强度：,2深海 (1)温跃层强度： (2)盐跃层强度： (3)密度层强度： (4)声跃层强度：,跃层特征图包括跃层强度、跃层厚度和跃层深度分布图。绘制方法与平面图相同，即在底图上填注各站跃层特征值，然后根据各站的特征值，用内插法画出等值线。 绘制跃层特征分布图时，应注意以下几点：,（1）浅海跃层的各特征值，年变化较大，等值线间隔可视具体情况而定。,（2）深海温、盐、密度及声速跃层特征图的等值线间隔规定如下