第3章-海洋水文要素观测资料.ppt

第三章 海洋水文要素观测 Observations for Ocean Hydrological Factors 赵建虎 本章内容 海水温度 海水盐度 海水密度 海水透明度、水色 潮汐及潮汐观测 海洋波动类型及其影响 海流的类别及其特点 ADCP及流速、流向测量 思考题 3．1 海水温度及其测量 海洋温度的基本分布情况： 随着纬度增高，温度不规则地逐渐下降； 等温线大体呈带状分布，在寒暖流交汇处，等温线密集，温度梯度最大。 3．2 盐度及其测量 3．3海水密度及其测量 3．4 海水透明度、水色观测 3．5 潮汐及潮汐观测 3．6 海洋波动的基本性质 3．7 海流、潮流及其测定 3．8 ADCP及流速流向测量 思考题 与海洋声速相关的海洋水文要素有那些？ 简述其测量原理 潮汐的定义、类型？ 简述一种海洋潮汐测量的传统方法。 简述在航潮位测量的基本思想。 简述海洋波动的类型及其特点。 简述海流的类型及其特点。 2、潮汐类型 正规半日潮 ： 一个太阴日（约24小时50分）内，有两次高潮和两次低潮，相邻的高低潮之间的潮差几乎相等，此类潮汐称为正规半日潮。 不正规半日潮： 一个太阴日内，也有两次高潮和两次低潮，但相邻的高低潮之间的潮差不等，涨落潮时间也不等，且是变化的。 不正规日潮： 一个朔望月内出现的一日一次高潮和一次低潮的日潮类型。 正规日潮： 一个朔望月内大多数天是日潮的性质，少数天发生不正规半日潮。 3．5．1．3 风暴潮 风暴潮：指由于强烈的大气扰动，加强风和气压骤变所招致的海面异常升高现象。 产生风暴潮的大气扰动通常包括热带风暴（如台风、飓风等）、温带气旋、寒流或冷空气等。 风暴潮的一个共同特征：它们都以某种方式依赖于共振现象。 不同类型的大气扰动所引起的风暴潮的特点也不一样。由于热带风暴移动迅速，所产生的风暴潮有急剧的水位变化；由于热带气旋移动较慢，所引起的风暴潮的水位变化是持续的，相对不很急剧；由寒潮或冷空气所激发的风暴潮水位变化持续但不急剧。 中国沿岸常受到台风和寒潮大风的袭击，是一个受风暴潮危害严重的国家。 中国风暴潮一般具有以下特点： （1）一年四季均有发生，夏季和秋季常见。 （2）发生的次数较多。 （3）风暴潮位的高度较大。 （4）风暴潮的规律比较复杂。 3．5．2潮汐观测 定义： 潮汐观测通常称为水位观测，又称验潮。 目的： 了解当地的潮汐性质，应用所获得的潮汐观测资料，来计算该地区的潮汐调和常数、平均海面、深度、基准面、潮汐预报以及提供测量不同时刻的水位改正数等，供给有关军事、交通、水产、盐业、测绘等部门使用。 3．5．2．1 传统的潮汐观测方法 1．水尺验潮 水尺 水尺上面标有一定的度量刻度，一般最小刻度为cm，长度大约3 ~ 5 m，一般将其固定在码头壁、岩壁或海滩上，利用人工在任意时刻读取水位数据的。 2. 井式自记验潮仪 验潮井 主要结构 ：验潮井、浮筒、记录装置 工作原理：通过在水面上随井内水面起伏的浮筒带动上面的记录滚筒转动，使得记录针在装有记录纸的记录滚筒上画线，来记录水面的变化情况，达到自动记录潮位的目的。 3．超声波潮汐计 主要组成部分：探头、声管、计算机 基本工作原理：通过固定在水位计顶端的声学换能器向下发射声信号，信号遇到声管的校准孔和水面分别产生回波，同时记录发射接收的时间差，进而求得水面高度。 特点是使用方便，工作量小，滤波性能良好，适用测量。 4．压力式验潮仪 压力式验潮仪按照结构可以分为机械式水压验潮仪和电子式水压验潮仪。 机械式水压验潮仪主要组成：水压钟、橡皮管、U型水银管和自动记录装置组成。 基本原理：通过测量水下或与海水相联系的水面以上某一界面上由于海面变化引起的压力变化来测量水位 。 电子式水压验潮仪主要组成：水下机、水上机、电缆、数据链等 基本原理与机械式雷同，不同之处在于利用压力传感器代替水压钟和U型管，又利用数字电子技术将压力变化转换成水位变化，从而达到水位观测的目的 。 特点：安装方便，精度高，携带方便，从观测数据到数据处理可以自动化计算机处理，高效率，滤波性能良好，还可以做近距离遥控。 3．5．2．2 现代潮汐观测方法 水下地形测量时希望有一个稳定的垂直基准面（如潮位面T（t）），在此基础上，反算海底点高程h。设z为深度，随潮位面的变化而变化，则h为： 瞬时海面Ts是潮汐T和波浪w综合作用的结果。 GPS载波相位差分测量技术的发展为动态环境下的潮位测定奠定了理论基础。 1、船载（浮球）GPS验潮原理 水上GPS验潮根据其载体的不同分为船载和浮标GPS验潮 。 基本原理：均采用载波相位差分技术作为定位基础，利用大地高反算潮位。 hr ? 岸台部分 船载GPS H