当前位置:文档之家› 海洋要素调查与观测技术 第三章

海洋要素调查与观测技术 第三章


中间数值可用内插法计算,超出50米部分可叠加计算。
颠倒温度计水温观测步骤
口诀:一记、二挂、三感、四读、五检 根据调查和监测要求确定观测层次,将装好温度计的采水器从表层 至深层依次安放在采水器架上,并将各层次的采水器号、温度计号和 VO值记入原始记录表中。 悬挂采水器,当水深在100m以浅时,在悬挂表层采水器之前,应先 测量钢丝绳倾角;倾角大于10°时,应求得倾角订正值。若订正值 大于5m,应每隔5m增挂一个采水器,直至底层采水器离预定的底层 在5m以内,再挂表层采水器,最后将其下放到表层水中。 颠倒温度计在各预定水层感温7分钟,测量钢丝倾角和打锤时间,待 各层采水器全部颠倒后,依次提取采水器,并将其放回采水器架原来 的位置上,立即读取读数。 如需取水样,待取完水样后,第二次读取温度计的主、辅温值,并记 入观测记录表的第二次读数栏内,第二次读数应换人复核。若同一支 温度计的主温读数相差超过0.02℃时,应重新复核,以确认读数无 误。 如某预定水层的采水器未颠倒或某层水温读数检查有疑,应立即补 测,如某水层的测量值经计算整理后,两支温度计之间的水温差值 多次出现超过0.06℃,应考虑更换其中可疑的温度计。 颠倒温度计不宜长期倒置,每次观测结束后必须正置采水器。 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,但两次观测的时间间隔应尽量缩短。
利用温深系统测温时,每天至少应选择一个比较 均匀的水层与颠倒温度计的测量结果对比一次。 若不准,应调整仪器零点或更换探头。
温盐深自记仪CTD/STD
CTD(Conductance Temperature Depth),常用于海洋 科考,可以方便测得海水温度,盐度,深度等信息, 并可搭载其他探头使用 。 CTD通常由水下探头部分、水上数据处理装置和吊放 设备组成。 所获资料具有极高的准确度和分辨率。
颠倒温度计
颠倒温度计解决了深海测量水温的困难。 颠倒温度计有闭端颠倒温度计和开端颠倒 温度计,均需配在颠倒采水器上使用。前 者用于测量水温,二者配合使用,可确定 采水器的沉放深度。 颠倒采水器和颠倒温度计是采水样和观测 水温的重要仪器之一,可以分层进行测温 和采水。
颠 倒 采 水 器 结 构 及 原 理 示 意 图
采水器间距计算 (钢丝绳倾角接近0°时)
在船舷外把最下面一个的采水器挂在离重锤1米 的钢丝绳上,将计数器清零(或记下起点读数)。 按下式和计算表来悬挂各层采水器: l=h+a
式中,l-计数器上的读数; h-所挂采水器与底层间的距离; a-计数器校正数,根据h及计数器校正系数A查表
计数器校正值(a)表(挂采水器用)
开端颠倒温度计的还原修正
开端颠倒温度计的还原修正值(k)按公式(2)计算:
式(2)中: --闭端颠倒温度计经器差和还原修正后的主温度计的读数,℃; --开端颠倒温度计的副温度计经器差修正后的读数,℃; --开端颠倒温度计的主温度计经器差修正后的读数,℃; --开端颠倒温度计中主温度计从接受泡到0℃处水银的容积,℃; --开端颠倒温度计的玻璃的相对视体膨胀系数。 开端颠倒温度计经器差和还原修正后的主温度计的读数即为最终读数 Tu=T’+K’。既起当场水温的作用,又受当场压力的(即水深)的影响。
浅海
对于一般水文要素分布变化剧烈的海区,准确度为±0.1℃ 。 特殊情况需具体确定。
实际工作中,应根据所测项目的具体要求,制定合适 的测温准确度范围。 一般来说,规定观测准确度的原则,除了根据海区具 体情况外,首先必须从客观需要出发,并尽量达到一 种资料多种用途的效果;其次,还应考虑到现有技术 条件的可能性。
表面温度计与颠倒温度计
都属于玻璃液体温度计,测温原理相同。
利用装在玻璃容器中的测温液体,随温度改变而引起体积的变 化,以液柱位置的变化来测定温度的。
不同之处在于结构和制作方法上的不同。
颠倒温度计的毛细管是真空的,所以当颠倒时,由于重力的作用 球部的一部分水银由毛细管流向接受泡;然而另一部分水银由贮 蓄泡经过狭窄处的盲枝时,由于表面张力的作用,水银就在此中 断,此时不管温度计的水银是膨胀还是收缩,球部水银都不会越 过盲枝进入毛细管中。而表面温度计不管怎么颠倒,其毛细管的 水银不会与球部脱离。 颠倒温度计的准确性比表面温度计高(颠倒温度计的水银容积 大,横截面和分刻度小) 。
颠 倒 温 度 计 的 结 构 图
1—外套管; 2—副温度计; 3—主温度计; 4—主温度计贮蓄泡; 5—盲枝; 6—断点; 7—圆环; 8—出厂编号及卡箍 9—主温度计接收泡; 10—副温度计贮蓄泡 11—卡箍; 12—弹簧片; 13—副温度计安全泡; 14—水银槽; 15—软木塞; 16—椭圆弹簧键。
水桶取水测量(风浪大)
应将取上的一桶海水放于阴影处,把表面温度计放入桶内搅 动,感温1~2min后,倒掉海水。 重新取水 感温3min后,读数。读数时温度计不可离开水面。第一次读 数后,过1min后再读数一次。当气温高于水温时取偏低的一 次,反之,取偏高的一次。
表面温度计测温注意事项
感温或取水应避开船只排水的影响,读 数时应避免阳光的直接照射; 冬天取水时不应取上冰块或使雪落入桶 内,观测完毕应将水桶倒置; 表面温度计应每年检定一次。
温盐深自记仪CTD
CTD仪投放原则
保证仪器安全。
务必不要使仪器探头碰到船舷或触底,释放仪器要在迎风舷,避免 仪器压入船底。 探头应放在阴凉处,切忌曝晒。
根据现场水深确定温盐深仪探头的下放速度。
探头下放速度一般应控制在50~100cm/s范围内。(浅海或上温 跃层) 在深海季节层以下下降速度可稍高,但也以不超过150cm/s为宜, 且一次观测中尽量保持不变。 若船只摇摆剧烈,应选择较大的下降速度。
采水器沉放深度的确定
对于100m以浅的水层(含100m),当钢丝绳倾角超过10°时,须作钢丝 绳的倾角订正,求得温度计测温的实际深度。 大于100m的水层,根据各层开端和闭端颠倒温度计的温差,计算求得各 采水器的沉放深度H。
TU—开端颠倒温度计的温度值,℃; TW—闭端颠倒温度计的温度值,℃; β—颠倒温度计的压力系数,℃/MPa;
CTD
CTD& 采水器
CTD主体及各式探针
CTD工作方式
水下探头主要包含传感器和测量电路。
水下探头内装有记录器和电源,可以自动测量和记录海水盐度和 温度随深度变化的装置,称为自容式盐温深测量仪。 用电缆把水下探头测得的盐温深信号传给水上装置,实时地显示 和记录海水盐度和温度随深度变化的装置,称为传输式或直读式 盐温深仪。 也可用声学方式传送自由沉浮的水下探头的盐温深信号。
各式测温计简述
液体温度计
表面温度计 颠倒温度计(深层水温观测的基本标准仪器,只能在停船时使用)
机械式温度计
深度温度计(BT)
电子温度计
热电式温度计 (测温100米以内,准确度约±0.5℃ ) 电阻式温度计(测温可达500米,准确度约±0.1℃ ) 电子式温度计(准确度可达±0.02℃ ,目前使用广,如CTD、XBT) 晶体振荡式温度计(准确度可达±0.001℃ ,定点观测及校正用)
观测时次
沿岸台站
只观测表面水温,每日的2,8,14,20时观测
海上观测
大面或断面站
船到站就观测一次
连续站
每2小时一次
观测标准层次
表层
海表面以下1m以内水层
底层
水深不足50m,离底5m的水层 水深50~100m内,离底10m的水层 水深100~200m,离底10m的水层 水深超过200m,离底不小于25m
第三章 海水温度观测
海水温度观测意义 温度观测的基本要求 各式测温计简述 测温计海水温度测定
海水温度观测意义
海水的温度是海洋物理性质中最基本的 要素之一,掌握水温的时空分布及变化 规律,对巩固国防、推动国民经济发展 有着重要意义。 海洋测量中,采用的很多设备是声学设 备,而海水中声波的传播速度取决于温 度、盐度和深度。尤其在浅水测量中, 海水温度是影响声速的首要因素。
水上数据处理装置一般以计算机为主体,用表头指示、数 码显示、数字打印、磁带记录、模拟作图等多种方式记录 和显示海水的盐度(或电导率)、温度和深度的测值, 同时可计算出密度、氯度、声速等数值。 在水下探头上安装流速、流向、声速、pH值、溶解氧等 现场传感器和多瓶采水器,则成为现场的多要素综合测 量系统。
若探头过热或海-气温差较大时,观测前应将探头放入水中 停留数分钟进行预热(冷)。 探头下放时获取的数据为正式测量值,探头上升时获取的 数据为水温数据处理时的参考值。
SST-CTD90M75E型温盐深仪
SST-CTD90M75E型温盐深仪是一款高质量、 高精度的多参数水质测量系统,主要用于监测 海洋和湖沼的物理化学性质,化学和光学参 数,监测深度可达4000米。 SST-CTD90M75E 操作模式为在线模式或自容 模式,数据存储模式有三种:时间间隔模式、 深度间隔模式、连续模式;系统配有8个探 头,可测定温度、盐度、深度、浊度、pH、溶 解氧、叶绿素a、氧化还原电位8个水质参数。
风浪小时,直接海水中测量 风浪大时,水桶取水测量
观测时注意力求水温可靠真实,温 度读数须经器差订正才为实测值, 器差订正值可查找每支表面温度计 的检定书。
表面温度计观测步骤方法
直接测量(风浪小)
第一次感温,适应海水温度(在离开船舷0.5m以外的地方测 量)。 第二次感温:0~1m深度处感温5min后取上读数。并力求迅 速,要求从温度计离开水面到读数完毕的时间不得超过20s。 根据精度要求,读数要精确到0.1℃。
红外辐射温度计(海洋预报)
测温计水温测定
海洋表层水温测定
表面温度计 红外辐射温度计(遥感测温)
海洋深层水温测定
颠倒温度计 温深系统测温仪
温盐深自记仪CTD/STD 电子温深仪EBT 投弃式温深仪XBT
表面温度计
测量表层水温,测量范围为-6℃~ 40℃,准确度为0.1℃。 观测可在台站或船上进行,
相关主题