海洋调查与监测6.ppt

第七章 海流观测 海水运动是乱流、波动、周期特性潮流与稳定的“常流”综合作用的结果，其强度一般由海表面向深层递减。 海流观测主要是指海水运动空间尺度较大(大于5km)、时间尺度较长(周期超过12小时)的运动，其中包括潮流和常流(余流)两个部分。因此，乱流与波动排除在外。 海流观测方法 海流的观测包括流向和流速两项。单位时间内海水流动的距离称为流速，单位为m/s或cm/s，流向指海水流去的方向，单位°。 海流连续观测的时间长度不少于25小时，至少每小时观测一次。预报潮流的测站，一般应不少于3次符合良好天文条件的周日连续观测。 浮标漂移测流法 浮标漂移测流方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。漂浮法测流使浮子随海流运动，再记录浮子的空间-时间位置。 浮标法测流是在拉格朗日坐标系统中进行的，取起始坐标和经过的时间τ-τ0为独立变量。 流动坐标由下式确定： 流速可确定为坐标对于时间的导数： 漂流瓶侧表层海流 漂流瓶(又称邮瓶)通常被用来研究海流的大致情况。根据漂流瓶的漂移路径及所花时间，就可以大致地确定流速和流向。 双联浮筒测表层流 双联浮筒是浮标测流的常用工具，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流向。 跟踪浮标法 船体跟踪：将俘体(或双联浮筒)施放于海面，使之自由地随海水流动，观测者乘船尾随，并按特定的时间间隔定位，连续观测。 仪器跟踪：岸上用雷达跟踪定位；浮标定时地发射讯号，地面接收；有的使用航空摄影测定浮标的移动情况。 中性浮子测流 中性浮子由于其本身具有可调节性，可适用于深海海流的观测，首先根据温盐观测值，确定出待测海流层的海水密度，按此密度调节中性浮子，施放的中性浮子在预定的水层(重力和海水浮力相平衡的状态)，随海水漂流，利用船上声纳跟踪中性浮子漂移。 定点观测海流 定点台架方式测流 定点海流计的测量准确度高，一般悬挂在海上固定平台上(如抛锚的船舶、锚碇浮标、石油平台等)，测量局部海区某固定点的海流，用几台海流计同时悬挂在潜标系统上，还可测量海流随深度变化的规律。 水面台架 若在观测海区内已有与测流点比较吻合的海上平台，或其他可借用的固定台架，用以悬挂海流计，将是既节省又有效的测流方式。实测时，要尽可能地避免台架等对流场产生的影响，否则，测得的海流资料误差过大，甚至不能使用。 海底台架 按一定尺寸制作棱锥形台架放置于海底，将海流计固定于框架中部的适当位置，就能长时间连续观测浅海底层流。当然首先必须能够保证仪器安全，并能确保台架不会在风浪作用下翻倒，或者出现其他意外事件。 锚定浮标 以锚定浮标或浅标为承载工具，选挂自记式海流计进行海流观测，称为锚定浮标测流。表层流浮标布放在调查船附近，进行周日观测的，观测结束时将浮标收回；多层海流浮标是单独或多个自记式海流计联合使用，以取得长时间海流资料，观测结束后将浮标收回。 锚定船测流 首先根据水深确定观测层次，然后将海流计沉防置预定水层，测量流速和流向并记下观测时间。当钢丝或电缆倾角大于10°时，须作深度的倾角订正。 走航测流 测流原理：首先测出船对海底的绝对运动速度和方向，或利用高精度GPS求出，同时测出船对水的相对运动速度和方向，再经矢量合成得出海水对海底的运动速度和方向，即可得出海流的流速和方向。 海流观测的准确度要求 流速小于100cm/s、水深小于200m时，流速测量的准确度应为±5cm/s；水深大于200m时，准确度为±3cm/s，流向的准确度为±10°。 流速超过100cm/s、水深小于200m时，流速测量准确度为±5%；水深大于200m，准确度为±3%，流向的准确度为±10°。 海流观测的注意事项 观测浅层海流时，应借助小型锚定浮标或释放小艇进行观测，以消除船体的影响； 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； 当施放海流计的钢丝绳或电缆的倾角超过10°，应进行倾角订正； 海流连续观测时，至少每3小时监测船位；凡中断观测2小时以上，应重新观测。 海流计简介 机械旋桨式海流计 基本原理是依据旋浆叶片受水流推动的转数来确定流速，用磁罗经确定流向。 根据这类仪器记录方式的特征，大致可分为厄克曼型、印刷型、照相型、磁带记录型、遥测型、直读型、电传型等形式的旋桨海流汁。 厄克曼海流计 在使锤的作用下，离合器使计数器的齿轮和旋桨轴的蜗杆接触或分离。仪器的测量深度不受限制，但不能测低速流。 印刷型海流计 船用或浮标用的定点自记式测流仪器，最大使用深度为6000m，连续记录时间2个月。记录装置有弹簧带动，自记工作时间由时钟控制盘决定，流速、流向记录在纸袋或锡箔上。 测量范围：流速3-148cm/s(均方差小于2%)，流向为0-360°(准确度±5°)，