海洋水文測量要素研究論文

1、緒論

海洋水文測量要素研究論文

海洋中存在的許多自然現象如颱風,人們從海洋中獲得利益如淺海養殖,獲取海鹽等都與海洋水文的要素有很大的關係,人們要想最大效益的使用海洋,就必須對海洋水文的要素進行詳細的觀測和探究,最大程度的掌握這些要素的性質和變化,因此此研究具有非常重要的意義。

2、海洋水文測量的要素

2.1溫度

1、海水溫度的影響

在海洋水文要素中,一個基本的需要測量的要素就是溫度,在海洋中發生的許多自然現象都與溫度有很大的關係。溫度對海洋聲學中對聲速的計算具有一定的影響。在對海洋的溫度測量前,要了解海洋溫度的變化:海洋溫度與緯度成反比,緯度增高,海洋溫度呈現出不規則的下降態勢;等溫線在暖寒流交匯處密集,而且梯度也大。

海水的溫度與颱風的形成有很大的關係。能量、環境、地球自轉偏向力,這三個條件關乎的颱風的形成,其中能量可以理解爲海水溫度在26-27℃以上。在這三個條件中,地球自轉偏向力在一年四季中都是一樣的,不一樣的是其他兩個條件。海水的溫度在一年四季中的變化形勢爲:天氣由冬天轉爲夏天時,太陽隊海面的照射強度變強,海面從太陽輻射中接收的熱量多餘海面本身所散發的熱量,這使得海水溫度逐漸升高,而從夏天變爲冬天時,情況則正好相反。然而夏天是颱風形成的季節,而且數量很多,因此可以看出海水溫度對臺風形成的影響。當海水逐漸升溫後,因爲溫度的升高使得海水的流速加快,帶來的非常大的水汽循環,當海水的溫度達到一定程度後,熱帶氣旋也就是人們常說的颱風開始旋轉,這樣颱風就形成了。通常海洋表面海水溫度達到78到82華氏度(26到28攝氏度)之間纔可能引發強烈的水汽輸送,急劇上升的氣流形成的風暴會生成熱帶氣旋。形成水汽對流的溫度極值與海洋表面平均溫度密切相關,這是由於大氣溫度的變化會涉及到海平面以上數英里的範圍。

2、海水溫度測量

目前在海水溫度測量中常用的方法就是表層水溫表測量,其主要測量的是表層溫度,量程在—5~+40℃。表層水溫表在測量海水溫度時要注意測量位置要遠離監測船0.5m,並且要沉入海水1m左右,在沉入3min後,將水溫表取出,快速讀取水溫表上顯示的溫度,讀取後再測量一次,兩次取平均值,即爲海水錶層的溫度。

2.2鹽度

1、鹽度的影響

以化學方法爲基礎的鹽度定義:爲在一千克海水中,所有碳酸鹽轉化爲氧化物,溴、碘一氯置換,而且有機物全部氧化後所含所有固體物質的總克數。(單位是克/千克,符號S‰,又稱絕對鹽度)。

海水的鹽度對海蔘的養殖有很大的關係。海水鹽度爲24度到35度時,是適合海蔘養殖的,但是如果海水鹽度低於20度,就不利於海蔘的存活,對海蔘養殖帶來影響。但是,海蔘長期生活的海域鹽度如果出現劇烈變化,而且變化幅度超過千分之5,那麼海蔘就無法適應了。

2、鹽度的測量方法

光學測定鹽度法。目前使用的儀器有:通用的阿貝折射儀、多棱鏡差式折射儀、現場折射儀等。

比重測定鹽度法。根據國際海水狀態方程 ,當測得海水的密度、溫度和深度時,就可以反算出海水鹽度。該方法一般只適用於室內,在精度要求不高的場合可直接用該法測定,如製鹽場和漁業系統。

2.3海洋透明度

1、影響

海洋透明度對人們行爲的影響主要有:海洋交通運輸、軍事、捕撈以及海水養殖等;影響人們觀測海流和流隔的`分佈;影響海洋漁場的確定和開發。

2、透明度的測量

人們將直徑爲30cm的白色圓盤垂直沉入海底,直至開不見白色圓盤的深度,即爲海水的透明度。在主甲板的背陽光處,將透明度盤放入水中,沉到剛好看不見的深度,然後再慢慢地提到隱約可見時,讀取繩索在水面的標記數值(有波浪時應分別讀取繩索在波峯和波谷處的標記數值)。讀到一位小數,重複二到三次,取其平均值,即爲觀測的透明度值,記入水溫觀測記錄表中。若傾角超過15°,則應進行深度訂正。當繩索傾角過大時,盤下的重錘應適當加重。透明度的觀測只在白天進行,船到站觀測,觀測地點應選擇在背陽光的地方,觀測時必須避免船上排出的污水影響。

另外,常用的透明度觀測儀器有透明度儀、光度計等。

2.4潮汐

海洋潮汐:海水受到月球和太陽的吸引力作用,產生一種規律性的升降運動,這種海面升降現象叫做海洋潮汐。產生潮汐現象的主要原因:地球上各點距離月球和太陽的相對位置不同。潮汐主要分爲正規半日潮、不正規半日潮、不正規日潮、正規日潮、風暴潮。

1、潮汐的影響

潮汐能是一種不消耗燃料、沒有污染、不受洪水或枯水影響、取之不盡且用之不竭的清潔能源。在各種海洋能源中,人類對潮汐能發電的技術研究最爲成熟,利用規模也最大,在很多具備條件的國家,潮汐能被廣泛應用於發電領域。

利用潮汐造成海面升降的現象可以增大港口中船舶的通行能力,且海港碼頭的建設與潮汐有關,即海港碼頭的高度要大於此處潮汐的最大高度。內陸河流都會帶有一定的泥沙,這些泥沙在進入海洋後,會在港口的航道上停留,這時就可以利用潮汐的力量,“以水攻沙”,將泥沙推入預定的位置。

潮汐還對海洋中的捕撈作業有影響。潮汐的大小與魚羣的聚集有關,因此掌握潮汐的運動,對於捕魚業確定捕魚定點、選擇張網高度、航線等都有影響。另外潮汐上漲時,會使得高鹽度的海水進入鹽田,節省了大量的人力物力。

2、潮汐的測量

目前常用的測量潮汐的方式就是水尺驗潮。在水尺上標有最小刻度爲cm的度量刻度,水尺的長度一般爲3m-5m,使用時將其固定在碼頭壁、石壁或者海灘上面,測量人員直接讀取數據,即可測得這一時刻潮汐的高度。另外常用的潮汐測量的儀器有井式自記驗潮儀、超聲波潮汐計、壓力式驗潮儀以及船載(浮球)GPS驗潮。船載(浮球)GPS驗潮採用載波相位差分技術作爲定位基礎,利用大地高反算潮位。

2.5海流

1、海流的影響

海流影響最大的就是海洋養殖。世界上四大漁場,其中有三個是因爲海流的流動,帶動魚羣隨着其流動而形成的。海流可以使得海水攪動,帶動海洋底部的營養向海洋上部移動,這些營養促進了浮游動物的生長,從而爲魚類的生存帶來了豐富的餌料。同時在海流交匯處爲不同的魚類提供的各自適宜的生存環境。

海流的氣候也會產生影響。海流分爲暖流和寒流,暖流經過時沿海的溫度高,寒流經過時沿海的溫度低。海洋佔了地球表面積的一大半,是個巨大的儲熱庫。海洋最上面3米的海水裏貯藏的熱量,比整個大氣駐藏的熱量多。每秒鐘能運送1.27億平方米被太陽曬熱的海水,這比燒50億噸煤產生的熱還多。海流經過的地方,氣候起了變化。灣流的終點是英國,冬天平均溫度是0下12度到9度,比同一緯度但灣流不經過的加拿大拉布拉多的氣溫要高

2、海流的測量

海流的測量包括兩種,一種是測量流向,一種是測量流速。常用的測量海流的儀器就是ADCP,即聲學多普勒流速剖面儀,其他的儀器還有機械螺旋槳式海流計、電磁海流計、聲學海流計等。常用的測量方法有浮標漂移測流法、定點測量法、走航測量法等。

3、結論

本文對海洋水文要素的測量進行了研究,主要有溫度、鹽度、透明度、潮汐、海流等水文要素,這些要素都與人們使用海洋有很大的關係,這些要素的準確測量對人們使用海洋會帶來很大的益處。

參考文獻

[1]閻俊嶽等.中國近海氣候[J]. 科學出版社, 313~ 321, 1993

[2] 顧平,楊燕軍.影響我國近海航海的水文氣象要素氣候分析[J].海洋預報,1997