海洋调查方法导论

第一章 绪论
海洋调查发展简史
单船走航调查时期
多船联合调查时期
立体化海洋调查
海洋调查方法
海洋观测对象
传感器
观测平台
施测方法
数据处理
全球大尺度研究计划
气候变异与预测研究*计划（CLIVAR）
热带海洋与全球大气计划（TOGA和TOGA-COARE）
世界大洋环流实验（WOCE）
极地计划
国际地圈-生物圈计划（IGBP）
联合全球海洋通量研究（JGOFS）
全球海洋观测系统（GOOS）
全球海洋综合服务系统（IGOSS）
近海海洋观测系统（NEAR-GOOS）
ARGO计划
实践是开启真理的钥匙，也是检验真理的标准
阿尔文潜水器的水下探索，发现一种全新生态系
大洋底地磁和热流测量，导致板块构造理论问世
微体古生物的测量，导致地球古气候重建
大洋钻探结果导致海洋灾变论产生
卫星遥感
每一种先进海洋仪器问世，都带来深刻的物理海洋学理论的革命
第二章 深度测量
水深测量的意义和目的
水深测量的要求
深度测量的方法及资料订正
钢丝绳测深
回声测深仪测深
现代主要测深系统
深海调查深度订正方法的比较
海图水深计算
第三章 水温观测
温度观测的基本要求
水温观测的准确度要求
水温观测的时次与标准层次
各式测温计简述
液体和机械式温度计
电子温度计
远距离海表温度辐射探测
玻璃液体温度计
玻璃液体温度计的测温原理
玻璃液体温度计的误差
表面温度计测温
仪器的结构
观测与使用
颠倒温度计测温
颠倒采水器及颠倒温度计的结构和原理
观测与使用方法
利用开闭端温度计计算深度误差分析
温深系统测温
电子式温盐深自记仪（CTD）测温
常用投弃式深温计（XBT）
温深系统测量时压力与深度的换算
遥感测温
薄层温差的存在
大气温、湿度和油膜的影响
第四章 盐度测量
盐度的定义和演变
克纽森盐度公式
1969年电导盐度定义
1978年实用盐标（psu）
盐度的测量
观测时间、标准层次及准确度要求
盐度的测量方法
利用现场温盐深仪测量盐度原理
SYC2-2型实验室海水盐度计测盐度
测盐度原理
SYC2-2型实验室海水盐度计
测定方法
仪器的维护及使用注意
海水样品测定结果的整理
查R15算盐度
查RT算盐度
第五章 透明度、水色、海发光的观测
透明度观测
透明度定义
透明度观测
水色观测
水色及其成因
水色观测
海发光的观测
海发光及其影响因子
海发光的观测
第六章 海冰观测
海冰概况
海水结冰与盐度
海冰的类型
冰期与冰情
海冰观测点的选择
冰量和浮冰密集度观测
冰量和浮冰密集度的定义
观测与记录
冰型、冰的外貌特征和冰状观测
冰型观测
冰的外貌特征和冰状观测
浮冰运动参数和固定冰堆积状况、范围观测
浮冰运动参数观测
固定冰堆积状况和范围观测
测绘冰情图
海冰监测系统
第七章 海流观测
海流观测方法
浮标漂移测流法
定点观测海流
走航测流
海流连续观测的准确度要求
海流观测的注意事项
海流计简介
机械旋浆式海流计
电磁海流计
声学多普勒海流计
声学多普勒海流剖面仪（ADCP）
其他测流仪
海流观测的持续时间选择
流速场的描述
海洋湍流
观测持续时间长短的选择
近岸异重流现象与观测
异重流定义
理论上的近似推导
流速的直接观测
近底层海流的观测
近底层海流定义
近底层流的观测
确定海底粗糙度Z0
影响海流观测误差分析
平台无运动时出现的误差
平台缓慢移动所产生的误差
平台的快速运动——波浪场的影响
铅鱼和吊链的影响
海洋生物的影响
资料分析方法上的误差
海流观测资料的整理与分析
流速流向曲线图绘制
流速流向曲线的修匀
第八章 海浪与内波观测
海浪的基本要素
海浪的基本要素
周期、波长和波速
波向和波峰线
目测海浪
海面状况观测
波型观测
波向观测
周期和平均周期的观测
部分大波波高及周期的观测
波长和波速的计算
测波仪器简介
光学式测波仪
测波杆
波浪骑士浮标（Waveridebuoy）
SZF2-1型测波仪
船舷测波仪
浮标阵列
水下测波装置
遥感测波仪
内波调查
内波锚系阵列观测
内波拖曳及投抛观测
内波中性浮子观测
内波声学观测
内波卫星观测
第九章 潮位观测
潮位观测的基本概念
潮位变化的一般规律
验潮站站址的选择
海平面与基准面
基准面和水准点与各种潮位的关系
测站的设置
水尺设置及其维护
水准点的设置
验潮井的设置及其维护
井内外水尺的设置
水准联测
水准仪的主要结构及作用原理
测量的基本原理和方法
四等水准测量手簿的记录、整理及其限差的要求
几种特殊情况下的联测方法
水准仪和水准标尺的检验
三等水准测量
水准仪的维护和测量中的注意事项
利用水尺进行潮位观测
观测与记录
水位换算
几种特殊情况的处置方法
利用浮筒式水位计进行水位观测
HCJ1-2型验潮仪的结构和工作原理
仪器的安装和使用
验潮仪的记录观测
验潮系统的一般故障排除和维护保养
其他验潮仪
挪威安德拉公司的水位记录仪
SCA6-1型声学水位计
验潮井设置参数的选取
第十章 海洋气象观测
海洋气象观测的平台、内容、次数和时间
海洋气象观测的目的
海洋气象观测平台
观测的项目
观测的次数和时间
常规海洋气象观测项目
能见度
云的观测
天气现象的观测
风的观测
空气温度和湿度的观测
气压的观测
降水量观测
高空气压、温度、湿度的探测
技术要求
探测方法
资料整理方法
特殊情况的处理
高空风的探测
技术指标
探测方法
资料整理方法
大气边界层观测
风、温、湿梯度观测
海气界面通量观测
辐射观测
天空辐射计
通量计算
船姿态订正
通量计算
观测仪器
地面气象观测仪器
高空气象探测仪器
第十一章 海洋化学调查
检测内容和层次
采样项目
水样的采集
常规海洋化学要素调查
溶解氧
pH
总碱度
活性硅酸盐测定（硅钼蓝法）
活性磷酸盐测定（抗坏血酸还原磷钼蓝法）
亚硝酸盐测定（重氮-偶氮法）
硝酸盐测定（锌镉还原法）
铵盐测定（次溴酸钠氧化法）
氯化物测定（银量滴定法）
总磷测定（过硫酸钾氧化法）
总氮测定（过硫酸钾氧化法）
总有机碳和溶解有机碳
悬浮物
海水污染物质调查
石油
化学需氧量（COD）
生化需氧量（BOD5）
六六六、DDT
多氯联苯、狄氏剂
重金属
其他水质分析方法
大气化学采样分析（包括相应海水中应测项目）
颗粒物（大气气溶胶）
碳氧化合物
氮氧化物
卤素化合物
碳氢化合物
有机硫化物测定
大气中营养元素
大气干湿沉降中的重金属
大气化学调查技术指标
常用主要仪器
便携式溶解氧分析仪
分光光度计
其他仪器
第十二章 海洋地形、地貌、地质与地球物理调查
海水深度、海底地形、地貌测量
多波束测深系统
海底测量的相干声纳（ISIS）系统
侧扫声纳
海底浅层结构探测
拖曳式浅地层剖面探测
船载式浅地层剖面探测
底质采样器
海洋底质表层采样
海洋底质深层采样
海洋重力测量仪器
基本要求
海洋重力仪简介
海底热流测量
技术要求
仪器设备
海上测量
资料整理
海洋地磁测量仪器
工作原理
G801型海洋质子磁力仪
G880-G铯光泵磁力仪
海洋地震测量仪器
地震仪的基本要求
中国产宽频带大动态三分量数字记录海底地震仪
其他地震仪简介
调查的基本方法和图件
调查船作业的方式
图件基本要求和精度
第十三章 海洋生物调查
概述
名词解释
调查内容、方式和采样深度
叶绿素和初级生产力测量
叶绿素a的测定
初级生产力测定
常用仪器
微生物调查
技术要求
常用仪器
浮游生物调查
微微型、微型浮游生物
小型浮游生物
大中型浮游生物
底栖生物调查
大型底栖生物
小型底栖生物
底栖生物资料整理
游泳生物调查
鱼类
鱼卵、仔鱼分离
分类鉴定
污损生物调查
调查要素和技术要求
大型污损生物调查采样
潮间带生物调查
基本要求
潮间带底栖微型藻类叶绿素a的测定
潮间带底栖微型藻类丰度及种类组成
潮间带底栖生物现存量和种类
生物量计算
生物量计算
浮游动物个体密度计算
摄食压力计算
第十四章 海洋声学、光学要素调查
海洋声速测量
观测要素
站点的确定
测量方法和精度
测量仪器
资料处理
今后发展目标
海洋环境噪声测量
海洋环境噪声基本概念
测量仪器
水中目标物的声学探测
布里渊散射激光雷达水下目标探测技术
合成孔径声纳
声光悬浮砂粒径谱测量仪
声学悬浮泥沙浓度剖面仪
海洋光学调查
名词解释
标准层次和精度
海面照度测量方法
光束透射率和光束衰减系数的测量
测量仪器
第十五章 海洋遥感和浮标观测
遥感使人类获得大面积同步资料
航空海洋遥感
卫星遥感
海洋遥感的主要对象
海面温度遥感
盐度观测
海面风场观测
海浪观测
海流观测
潮汐观测
水团观测
海洋水准面观测
浅海测深
海冰遥感
溢油污染遥感
泥沙、叶绿素观测
浮标与潜标观测
锚定浮标
漂流浮标
潜标
第十六章 海洋观测中的误差及其处理
数据误差的几种定义
函数误差的传播
误差的产生和消除
偶然误差的正态分布
流速矢量在经线和纬线投影测量的随机误差分量
有效数字
第十七章 海洋资料分布曲线的平滑和滤波
海洋资料分布曲线的平滑
图解平滑法
滑动平均值法
潮流滤波器
第十八章 常用的插值法在海洋水文资料处理中的应用
方法简介
三点拉格朗日（Lagrange）抛物插值法
二次样条函数（Spline-2）插值法
三次样条函数（Spline-3）插值法
阿基马（Akima）插值法
不同插值法对温盐曲线拟合及讨论
无温（或盐）跃层情况
有温（盐）跃层存在，但跃层不强的情况
有强温（盐）跃层存在的情况
海洋中具有的多跃层情况
几种插值法拟合结果讨论
第十九章 海洋水文要素非直接观测量的计算
海水密度和比容的计算
1978年国际实用盐标与1980年国际海水状态方程执行后对海洋参量计算的修正
旧的海水密度计算公式
新状态方程对流速的修正
新状态方程稳定度与声速的修正
海水中声速的计算
海流的动力计算
梯度流流速计算原理
海流要素的动力计算方法
第二十章 海洋要素中多年一遇的极值求取
皮尔逊Ⅲ型曲线法
理论基础
具有Г分布的随机变量x的数学期望及均方差
三参数的皮尔逊Ⅲ型曲线确定
绘制皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线的方法
利用耿贝尔曲线计算“多年一遇”
理论基础
实例（矩法）
有特大值时频率计算法
何谓特大值
特大值频率计算法
第二十一章 资料、资料库与地理信息系统
数据分类
根据要素分类
根据观测方式分类
按数理概念分类
按调查航次来分类
数据的空间分布和时间序列
描述空间分布特征的海洋资料
描述时间分布特征的海洋资料
海洋格网数据空间分析的基本模式
海洋场模型的时间序列分析
海洋数据融合与同化
数据融合（DataFusion）
数据同化（DataAssimilation）
技术产品、信息服务、数据传输和网络技术
资料库
方区化处理
航次综合报告（CSR，CruiseSummaryReport）
资料库（DataBase）
海洋地理信息系统（MGIS）
地理信息系统简介
海洋GIS系统的概念和构成
海洋数据处理/分析方法
海洋信息模型化
数据模型与数据结构
第二十二章 调查船观测工作的组织及实施
定位与观测的标准时
测站定位与观测时间标准
选用观测仪器和记录的基本要求
仪器和设备
观测资料记录、整理
观测层次、时间和交接班
观测层次
时间观测
人员组织与分工
海洋调查的典型实例——TOGA-COARE实施计划
TOGA-COARE强化观测
TOGA-COARE主要成员及职责
使用仪器
调查船工作
飞机观测
卫星工作
陆地辅助观测
第二十三章 海洋调查首席科学家应该做些什么
了解海域特点和前人研究工作
了解调查区域环境特点
了解前人在这个海域的研究成果
站位设置要合理
断面取向要有依据
远岸调查断面设置要尽量与主流轴垂直
近岸调查断面走向要尽量与海岸垂直
海湾观测，湾口一定要设断面研究海湾内外物质交换
在地形复杂地方（陆坡、岬角和水下峡谷等）调查站位要加密
海底峡谷
海湾岬角
要尽可能进行长系列观测，多学科联合参加
潮汐余流因潮时而异
风对近岸海流有复杂的扰动
多学科综合调查，以便互相印证，加深研究成果
浅海水文要素的多变性，要尽量同步调查
太阳辐射的影响
冬季寒潮降温的影响
内波将引起水温的显著日变化
量力而行
紧急情况处理
仪器进入船底
冰上作业
水下作业安全性
质量保证
方案评审
仪器要先进、可靠和备用
使用前要鉴定
调查人员的培训
参考文献