3-海洋水文要素观测

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水文要素观测的意义
• 概念：
水文观测是指在江河、湖泊、海洋的某一点或断面 上观测各种水文要素，并对观测资料进行分析和整理 的工作。
• 意义：
– 人类要认识和开发海洋，首先必须对海洋进行全面深入 地观测和调查，掌握其物理性质。
– 人类的生存活动与海洋水文的关系、海洋能源的利用、 海洋航运、造船、海洋工程、海洋渔业都迫切需要掌握 海洋水文要素的变化规律。
实用盐度标度“PSS78” 选定一种浓度为精确值的氯化钾(KCl)溶液， 用海水水样相对于KCl溶液的电导比来确定盐度值。为保持盐度历史资料 与实用盐度标度的连贯性，规定KCl溶液的浓度精确值为32.4356‰，规 定该溶液在一个标准大气压下，15℃时的电导率C(32.4356，15，0)与同 温同压下标准海水电导率C(35，15，0)相同。
为 。密度是海水温度、盐度和压力的函数,常表示为 (S,t, P)，用以表
示在盐度S、温度t(℃)和压力P(MPa)时的海水密度，又称现场密度。海水 密度可用6~7位数据表示，如=1028.712kg/m3。
海洋表层密度的测定可以通过Knudsen(1902)密度模型通过测定盐度S获得。
海洋表层以下的海水密度一般采用数值计算的方法利用实测的盐度S、温 度t(℃)和压力P(MPa)求得。lero等人于1980年提出海水密度计算方 程。
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海水温度观测
温度观测仪器:
深层水温的测定，主要采用常规的深度温度计、自容式温盐深自记仪 器(如STD、CTD)、电子温深仪(EBT)、投弃式温深仪(XBT)等。可以直接 从这些仪器上测得铅直断面上各个水层的海水温度。实际测量中，温度 是以国际温标为依据，国际符号为T(热力学温度)或t(摄氏温度℃)；一般 以摄氏温度表示。
测定海洋表层水温一般利用海水表面温度计及其他的测温仪器，其构 造与普通水银温度计基本相同，不过装在特制的圆筒内，使得温度计提 出水面时仍浸在水中，避免与外界空气接触而发生变化。另一种方法， 即用水桶提取海水，再用精密温度计测定水温。另外，在卫星或者船舶 上通常利用红外辐射温度计测量海水表面水温，在海洋浮标上一般装有 自记测温仪器，从这些仪器上直接测得海水表层水温。
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海水盐度观测
式中，K15是在一个标准大气压下，15℃时水样的电导率C(S，15，0) 与同温同压下标准KCl溶液电导率C(32.4356，15，0)之比值，即:
实用盐度公式适用范围为2≤S≤42。
盐度的测定方法
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海水密度观测
密度定义:
海水密度是指单位体积海水含有的质量,海水密度的单位是kg/m3.符号
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海水温度观测
40°N 38°N 36°N 34°N 32°N 30°N 28°N 26°N
沿132ºE温度剖面图 。24°N
22°N
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120°E
125°E
32 29 26 23 20 17 14 11 8 5 2 -1 -4
130°E
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海水温度观测
温度观测仪器:
透明度是表示海水能见程度的一个量度。即光线在水中传播一定距离后, 其光能强度与原来光能强度之比。
水色定义:
水色是指海水的颜色。是由水质点及海水中的悬浮质点所散射的光线来 决定的。
水色与透明度之间存在着必然的联系,一般说来,水色高,透明度大,水色 低,透明度小。
其中，(S,t,0) 为一个标准大气压下的海水密度。
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海水密度观测
密度定义:
上述各式中s表示盐度,密度ρ单位为kg/m3,温度t单位为℃,压强P单位为 Mpa。公式适用范围:盐度0~42,温度2~40℃,压强0~100Mpa。
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海水透明度、水色观测
透明度定义:
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海水温度观测
海水温度图
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海水盐度观测
盐度定义:
1902年将海水的盐度首次定义为:在一千克海水中，所有碳酸盐转化 为氧化物，而且有机物全部氧化后所含有固体物质的克数，单位是克/千
克，符号为S‰，也就是说盐度是以千分比来表示的，又称绝对盐度。绝
对盐度的局限性和所依据的海水组成恒定性理论并不十分可靠，所以氯 度滴定测定海水盐度的方法不准确，现场测量也不方便，不能满足现代 海洋调查和测量的要求。
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海水温度观测
海温特征:
温度是海洋的基本物理要素之一，很多海洋现象乃至地球现象都与海 水温度有关。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。 海水表层的水温取决于太阳辐射，因而，低纬度海区水温高，高纬度
海区水温低，高低相差30℃。 水温一般随深度的增加而降低，在水深1000m处，水温为4~5℃；水
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水文要素观测的分类
分类：
– 在江河、湖泊中观测的主要内容有:测量水深、水位、 流向、流速、流量、冰情、水的比重、含沙量、水色、 透明度、水的化学成分等，并对上述资料进行分析和 整理，为研究河床、海岸的变迁、河流径流规律、水 文预报、水利计算和水上建筑物的设计施工提供资料。
– 在海域中主要观测温度、盐度、密度、潮汐、海流、 波浪、水色、透明度以及气象等要素，为编辑出版航 海图、海洋水文气象预报、海洋工程的设计与建设以 及海洋科学研究提供资料。海洋水文观测是海洋调查 中重要的作业内容。
现代海洋测绘技术
—海洋水文要素观测
主讲人：赵玉新 电话：0451-82589406 Email: zhaoyuxin@
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本节提纲
海洋水文观测的概念、意义和分类—有什么用？ 海洋水文要素的观测方法—怎么测？ 海洋水文要素的使用方法—怎么用？
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深2000m处，水温为2~3℃；水深温度在0~6℃之间；全球海洋的平均温度在3.8℃。
水温随深度的分布除了有较浅的季节性温跃层外，一般都存在主温跃 层。若以10℃等温面作为主温跃层特征值，经观测得知，它在赤道附近 较浅，而在亚热带较深，在中纬度又较浅，到亚极地上升达海面。主温 跃层以上为水温较高的暖水区，其下为水温低、垂直梯度很小的冷水区。