海洋调查方法导论PDF电子书下载

第一章 绪论 1

海洋调查发展简史 1

单船走航调查时期 2

多船联合调查时期 3

立体化海洋调查 4

海洋调查方法 8

海洋观测对象 8

传感器 8

观测平台 9

施测方法 10

数据处理 12

全球大尺度研究计划 12

气候变异与预测研究*计划（CLIVAR） 12

热带海洋与全球大气计划（TOGA和TOGA-COARE） 13

世界大洋环流实验（WOCE） 13

极地计划 14

国际地圈-生物圈计划（IGBP） 14

联合全球海洋通量研究（JGOFS） 14

全球海洋观测系统（GOOS） 14

全球海洋综合服务系统（IGOSS） 15

近海海洋观测系统（NEAR-GOOS） 16

ARGO计划 16

实践是开启真理的钥匙，也是检验真理的标准 17

阿尔文潜水器的水下探索，发现一种全新生态系 17

大洋底地磁和热流测量，导致板块构造理论问世 17

微体古生物的测量，导致地球古气候重建 18

大洋钻探结果导致海洋灾变论产生 19

卫星遥感 19

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 20

第二章 深度测量 21

水深测量的意义和目的 21

水深测量的要求 21

深度测量的方法及资料订正 22

钢丝绳测深 22

回声测深仪测深 25

现代主要测深系统 26

深海调查深度订正方法的比较 27

海图水深计算 29

第三章 水温观测 31

温度观测的基本要求 31

水温观测的准确度要求 31

水温观测的时次与标准层次 32

各式测温计简述 33

液体和机械式温度计 33

电子温度计 33

远距离海表温度辐射探测 34

玻璃液体温度计 35

玻璃液体温度计的测温原理 35

玻璃液体温度计的误差 36

表面温度计测温 38

仪器的结构 38

观测与使用 38

颠倒温度计测温 39

颠倒采水器及颠倒温度计的结构和原理 40

观测与使用方法 42

利用开闭端温度计计算深度误差分析 46

温深系统测温 47

电子式温盐深自记仪（CTD）测温 47

常用投弃式深温计（XBT） 49

温深系统测量时压力与深度的换算 51

遥感测温 51

薄层温差的存在 51

大气温、湿度和油膜的影响 52

第四章 盐度测量 53

盐度的定义和演变 53

克纽森盐度公式 53

1969年电导盐度定义 54

1978年实用盐标（psu） 55

盐度的测量 56

观测时间、标准层次及准确度要求 56

盐度的测量方法 56

利用现场温盐深仪测量盐度原理 57

SYC2-2型实验室海水盐度计测盐度 58

测盐度原理 58

SYC2-2型实验室海水盐度计 60

测定方法 61

仪器的维护及使用注意 63

海水样品测定结果的整理 65

查R15算盐度 65

查RT算盐度 65

第五章 透明度、水色、海发光的观测 67

透明度观测 68

透明度定义 68

透明度观测 69

水色观测 70

水色及其成因 70

水色观测 71

海发光的观测 72

海发光及其影响因子 72

海发光的观测 73

第六章 海冰观测 75

海冰概况 76

海水结冰与盐度 76

海冰的类型 77

冰期与冰情 77

海冰观测点的选择 78

冰量和浮冰密集度观测 78

冰量和浮冰密集度的定义 78

观测与记录 79

冰型、冰的外貌特征和冰状观测 80

冰型观测 80

冰的外貌特征和冰状观测 81

浮冰运动参数和固定冰堆积状况、范围观测 84

浮冰运动参数观测 84

固定冰堆积状况和范围观测 86

测绘冰情图 88

海冰监测系统 90

第七章 海流观测 91

海流观测方法 92

浮标漂移测流法 92

定点观测海流 94

走航测流 96

海流连续观测的准确度要求 96

海流观测的注意事项 96

海流计简介 97

机械旋浆式海流计 97

电磁海流计 99

声学多普勒海流计 100

声学多普勒海流剖面仪（ADCP） 100

其他测流仪 102

海流观测的持续时间选择 103

流速场的描述 103

海洋湍流 104

观测持续时间长短的选择 105

近岸异重流现象与观测 107

异重流定义 107

理论上的近似推导 107

流速的直接观测 109

近底层海流的观测 110

近底层海流定义 110

近底层流的观测 110

确定海底粗糙度Z0 111

影响海流观测误差分析 112

平台无运动时出现的误差 112

平台缓慢移动所产生的误差 114

平台的快速运动——波浪场的影响 114

铅鱼和吊链的影响 116

海洋生物的影响 116

资料分析方法上的误差 117

海流观测资料的整理与分析 119

流速流向曲线图绘制 120

流速流向曲线的修匀 120

第八章 海浪与内波观测 122

海浪的基本要素 123

海浪的基本要素 123

周期、波长和波速 126

波向和波峰线 126

目测海浪 126

海面状况观测 127

波型观测 127

波向观测 128

周期和平均周期的观测 128

部分大波波高及周期的观测 129

波长和波速的计算 129

测波仪器简介 130

光学式测波仪 130

测波杆 130

波浪骑士浮标（Waveridebuoy） 131

SZF2-1型测波仪 131

船舷测波仪 135

浮标阵列 136

水下测波装置 136

遥感测波仪 138

内波调查 139

内波锚系阵列观测 140

内波拖曳及投抛观测 141

内波中性浮子观测 142

内波声学观测 143

内波卫星观测 143

第九章 潮位观测 145

潮位观测的基本概念 145

潮位变化的一般规律 145

验潮站站址的选择 146

海平面与基准面 147

基准面和水准点与各种潮位的关系 149

测站的设置 151

水尺设置及其维护 151

水准点的设置 153

验潮井的设置及其维护 154

井内外水尺的设置 156

水准联测 158

水准仪的主要结构及作用原理 158

测量的基本原理和方法 159

四等水准测量手簿的记录、整理及其限差的要求 161

几种特殊情况下的联测方法 163

水准仪和水准标尺的检验 163

三等水准测量 165

水准仪的维护和测量中的注意事项 165

利用水尺进行潮位观测 166

观测与记录 166

水位换算 167

几种特殊情况的处置方法 167

利用浮筒式水位计进行水位观测 168

HCJ1-2型验潮仪的结构和工作原理 169

仪器的安装和使用 169

验潮仪的记录观测 170

验潮系统的一般故障排除和维护保养 173

其他验潮仪 173

挪威安德拉公司的水位记录仪 173

SCA6-1型声学水位计 174

验潮井设置参数的选取 174

第十章 海洋气象观测 176

海洋气象观测的平台、内容、次数和时间 176

海洋气象观测的目的 176

海洋气象观测平台 176

观测的项目 177

观测的次数和时间 177

常规海洋气象观测项目 178

能见度 178

云的观测 179

天气现象的观测 181

风的观测 182

空气温度和湿度的观测 183

气压的观测 184

降水量观测 184

高空气压、温度、湿度的探测 185

技术要求 185

探测方法 185

资料整理方法 186

特殊情况的处理 187

高空风的探测 188

技术指标 188

探测方法 188

资料整理方法 189

大气边界层观测 190

风、温、湿梯度观测 190

海气界面通量观测 192

辐射观测 193

天空辐射计 194

通量计算 195

船姿态订正 196

通量计算 197

观测仪器 199

地面气象观测仪器 199

高空气象探测仪器 204

第十一章 海洋化学调查 206

检测内容和层次 206

采样项目 206

水样的采集 206

常规海洋化学要素调查 207

溶解氧 207

pH 208

总碱度 209

活性硅酸盐测定（硅钼蓝法） 209

活性磷酸盐测定（抗坏血酸还原磷钼蓝法） 210

亚硝酸盐测定（重氮-偶氮法） 210

硝酸盐测定（锌镉还原法） 210

铵盐测定（次溴酸钠氧化法） 211

氯化物测定（银量滴定法） 211

总磷测定（过硫酸钾氧化法） 212

总氮测定（过硫酸钾氧化法） 212

总有机碳和溶解有机碳 213

悬浮物 213

海水污染物质调查 213

石油 213

化学需氧量（COD） 214

生化需氧量（BOD5） 214

六六六、DDT 214

多氯联苯、狄氏剂 215

重金属 215

其他水质分析方法 215

大气化学采样分析（包括相应海水中应测项目） 217

颗粒物（大气气溶胶） 217

碳氧化合物 218

氮氧化物 218

卤素化合物 219

碳氢化合物 220

有机硫化物测定 220

大气中营养元素 222

大气干湿沉降中的重金属 223

大气化学调查技术指标 224

常用主要仪器 225

便携式溶解氧分析仪 225

分光光度计 226

其他仪器 228

第十二章 海洋地形、地貌、地质与地球物理调查 229

海水深度、海底地形、地貌测量 229

多波束测深系统 229

海底测量的相干声纳（ISIS）系统 230

侧扫声纳 231

海底浅层结构探测 234

拖曳式浅地层剖面探测 234

船载式浅地层剖面探测 236

底质采样器 237

海洋底质表层采样 237

海洋底质深层采样 239

海洋重力测量仪器 243

基本要求 243

海洋重力仪简介 245

海底热流测量 246

技术要求 246

仪器设备 247

海上测量 248

资料整理 249

海洋地磁测量仪器 250

工作原理 251

G801型海洋质子磁力仪 252

G880-G铯光泵磁力仪 253

海洋地震测量仪器 255

地震仪的基本要求 255

中国产宽频带大动态三分量数字记录海底地震仪 256

其他地震仪简介 257

调查的基本方法和图件 258

调查船作业的方式 258

图件基本要求和精度 258

第十三章 海洋生物调查 260

概述 260

名词解释 260

调查内容、方式和采样深度 261

叶绿素和初级生产力测量 262

叶绿素a的测定 262

初级生产力测定 263

常用仪器 264

微生物调查 266

技术要求 266

常用仪器 266

浮游生物调查 267

微微型、微型浮游生物 267

小型浮游生物 270

大中型浮游生物 271

底栖生物调查 271

大型底栖生物 271

小型底栖生物 272

底栖生物资料整理 273

游泳生物调查 273

鱼类 273

鱼卵、仔鱼分离 274

分类鉴定 274

污损生物调查 274

调查要素和技术要求 274

大型污损生物调查采样 275

潮间带生物调查 276

基本要求 276

潮间带底栖微型藻类叶绿素a的测定 276

潮间带底栖微型藻类丰度及种类组成 277

潮间带底栖生物现存量和种类 277

生物量计算 277

生物量计算 277

浮游动物个体密度计算 278

摄食压力计算 278

第十四章 海洋声学、光学要素调查 279

海洋声速测量 279

观测要素 279

站点的确定 279

测量方法和精度 280

测量仪器 280

资料处理 280

今后发展目标 281

海洋环境噪声测量 282

海洋环境噪声基本概念 282

测量仪器 283

水中目标物的声学探测 284

布里渊散射激光雷达水下目标探测技术 284

合成孔径声纳 284

声光悬浮砂粒径谱测量仪 285

声学悬浮泥沙浓度剖面仪 286

海洋光学调查 286

名词解释 287

标准层次和精度 288

海面照度测量方法 289

光束透射率和光束衰减系数的测量 290

测量仪器 291

第十五章 海洋遥感和浮标观测 293

遥感使人类获得大面积同步资料 293

航空海洋遥感 294

卫星遥感 294

海洋遥感的主要对象 297

海面温度遥感 297

盐度观测 298

海面风场观测 299

海浪观测 300

海流观测 300

潮汐观测 302

水团观测 302

海洋水准面观测 302

浅海测深 303

海冰遥感 303

溢油污染遥感 304

泥沙、叶绿素观测 305

浮标与潜标观测 305

锚定浮标 306

漂流浮标 306

潜标 308

第十六章 海洋观测中的误差及其处理 309

数据误差的几种定义 310

函数误差的传播 313

误差的产生和消除 315

偶然误差的正态分布 320

流速矢量在经线和纬线投影测量的随机误差分量 322

有效数字 323

第十七章 海洋资料分布曲线的平滑和滤波 326

海洋资料分布曲线的平滑 326

图解平滑法 326

滑动平均值法 327

潮流滤波器 331

第十八章 常用的插值法在海洋水文资料处理中的应用 333

方法简介 333

三点拉格朗日（Lagrange）抛物插值法 333

二次样条函数（Spline-2）插值法 334

三次样条函数（Spline-3）插值法 334

阿基马（Akima）插值法 335

不同插值法对温盐曲线拟合及讨论 337

无温（或盐）跃层情况 337

有温（盐）跃层存在，但跃层不强的情况 337

有强温（盐）跃层存在的情况 338

海洋中具有的多跃层情况 340

几种插值法拟合结果讨论 341

第十九章 海洋水文要素非直接观测量的计算 343

海水密度和比容的计算 343

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 344

旧的海水密度计算公式 345

新状态方程对流速的修正 347

新状态方程稳定度与声速的修正 347

海水中声速的计算 352

海流的动力计算 354

梯度流流速计算原理 354

海流要素的动力计算方法 355

第二十章 海洋要素中多年一遇的极值求取 359

皮尔逊Ⅲ型曲线法 359

理论基础 359

具有Г分布的随机变量x的数学期望及均方差 361

三参数的皮尔逊Ⅲ型曲线确定 361

绘制皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线的方法 364

利用耿贝尔曲线计算“多年一遇” 367

理论基础 367

实例（矩法） 370

有特大值时频率计算法 371

何谓特大值 371

特大值频率计算法 372

第二十一章 资料、资料库与地理信息系统 376

数据分类 376

根据要素分类 376

根据观测方式分类 377

按数理概念分类 377

按调查航次来分类 377

数据的空间分布和时间序列 378

描述空间分布特征的海洋资料 378

描述时间分布特征的海洋资料 379

海洋格网数据空间分析的基本模式 379

海洋场模型的时间序列分析 380

海洋数据融合与同化 384

数据融合（DataFusion） 384

数据同化（DataAssimilation） 384

技术产品、信息服务、数据传输和网络技术 385

资料库 386

方区化处理 386

航次综合报告（CSR，CruiseSummaryReport） 387

资料库（DataBase） 387

海洋地理信息系统（MGIS） 390

地理信息系统简介 390

海洋GIS系统的概念和构成 391

海洋数据处理/分析方法 391

海洋信息模型化 392

数据模型与数据结构 393

第二十二章 调查船观测工作的组织及实施 394

定位与观测的标准时 394

测站定位与观测时间标准 394

选用观测仪器和记录的基本要求 395

仪器和设备 395

观测资料记录、整理 396

观测层次、时间和交接班 397

观测层次 397

时间观测 397

人员组织与分工 398

海洋调查的典型实例——TOGA-COARE实施计划 398

TOGA-COARE强化观测 398

TOGA-COARE主要成员及职责 400

使用仪器 401

调查船工作 403

飞机观测 405

卫星工作 405

陆地辅助观测 405

第二十三章 海洋调查首席科学家应该做些什么 407

了解海域特点和前人研究工作 407

了解调查区域环境特点 407

了解前人在这个海域的研究成果 408

站位设置要合理 409

断面取向要有依据 410

远岸调查断面设置要尽量与主流轴垂直 410

近岸调查断面走向要尽量与海岸垂直 411

海湾观测，湾口一定要设断面研究海湾内外物质交换 411

在地形复杂地方（陆坡、岬角和水下峡谷等）调查站位要加密 412

海底峡谷 412

海湾岬角 413

要尽可能进行长系列观测，多学科联合参加 415

潮汐余流因潮时而异 415

风对近岸海流有复杂的扰动 416

多学科综合调查，以便互相印证，加深研究成果 417

浅海水文要素的多变性，要尽量同步调查 418

太阳辐射的影响 418

冬季寒潮降温的影响 419

内波将引起水温的显著日变化 420

量力而行 420

紧急情况处理 421

仪器进入船底 421

冰上作业 421

水下作业安全性 421

质量保证 422

方案评审 422

仪器要先进、可靠和备用 422

使用前要鉴定 422

调查人员的培训 422

参考文献 423