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第一章 绪论 1

1.1 海洋调查简史 1

1.1.1 单船调查时期 1

1.1.2 多船联合调查时期 3

1.1.3 无人浮标站的使用取得全天候的连续资料 6

1.1.4 海洋遥感获得大面积同步资料，开创了空间海洋学时代 8

1.2 全球海洋观测系统简述 10

1.2.1 大尺度气候研究计划 10

1.2.2 现有的和计划的全球海洋观测系统及数据管理系统 12

1.3.1 海洋调查系统的完整构成 13

1.3 海洋调查的分类及内容 13

1.3.2 海洋水文观测的分类及内容 17

1.4 海洋调查是海洋科学发展的必由之路 20

1.4.1 科学海洋学时代，是从“挑战者”号环球海洋考察开始的 20

1.4.2 漂流理论是先由冰山运动得到启示而发展起来的 21

1.4.3 每一种先进海洋仪器问世，都将引起深刻的海洋学理论的革命 21

第二章 深度测量 23

2.1 水深测量的意义和目的 23

2.2 水深测量的要求 23

2.3 深度测量的方法及资料订正 24

2.3.1 钢丝绳测深 24

2.3.2 回声测深仪测深 27

2.4 深海调查深度订正方法的比较 28

第三章 水温观测 31

3.1 温度观测的基本要求 31

3.1.1 水温观测的准确度要求 31

3.1.2 水温观测的时次与标准层次 32

3.2 各式测温计简述 33

3.2.1 液体和机械式温度计 33

3.2.2 电子温度计 33

3.2.3 远距离海表温度辐射探测 34

3.3 玻璃液体温度计 35

3.3.1 玻璃液体温度计的测温原理 35

3.3.2 玻璃液体温度计的误差 36

3.4 表面温度计测温 38

3.4.1 仪器的结构 38

3.4.2 观测与使用 38

3.5 颠倒温度计测温 39

3.5.1 颠倒采水器及颠倒温度计的结构和原理 40

3.5.2 观测与使用方法 41

3.5.3 利用开闭端温度计计算深度误差分析 46

3.6 温深系统测温 47

3.6.1 电子式温盐深自记仪（CTD）测温 47

3.6.2 常用投弃式深温计（XBT） 49

3.7.1 薄层温差的存在 51

3.6.3 温深系统测量时压力与深度的换算 51

3.7 遥感测温 51

3.7.2 大气温、湿度和油膜的影响 52

第四章 盐度测量 53

4.1 盐度的定义和演变 53

4.1.1 克纽森盐度公式 53

4.1.2 1969年电导盐度定义 54

4.1.3 1978年实用盐标 55

4.2.1 观测时间、标准层次及精度要求 56

4.2.2 盐度的测量方法 56

4.2 盐度的测量 56

4.2.3 利用现场温盐深仪测量盐度原理 57

4.3 SYC2-2型实验室海水盐度计测盐度 58

4.3.1 测盐度原理 58

4.3.2 SYC2-2型实验室海水盐度计 60

4.3.3 测定方法 61

4.3.4 仪器的维护及使用注意 63

4.4 海水样品测定结果的整理 65

4.4.1 查R15算盐度 65

4.4.2 查RT算盐度 65

第五章 透明度、水色、海发光的观测 67

5.1.1 透明度定义 68

5.1 透明度观测 68

5.1.2 透明度观测 69

5.2 水色观测 70

5.2.1 水色及其成因 70

5.2.2 水色观测 71

5.3 海发光的观测 72

5.3.1 海发光及其影响因子 72

5.3.2 海发光的观测 73

第六章 海冰观测 75

6.1 海冰概况 76

6.1.1 海水结冰与盐度 76

6.1.3 冰期与冰情 77

6.1.2 海冰的类型 77

6.1.4 海冰观测点的选择 78

6.2 冰量和浮冰密集度观测 78

6.2.1 冰量和浮冰密集度的定义 78

6.2.2 观测与记录 79

6.3 冰型、冰的外貌特征和冰状观测 80

6.3.1 冰型观测 80

6.3.2 冰的外貌特征和冰状观测 81

6.4 浮冰运动参数和固定冰堆积状况、范围观测 84

6.4.1 浮冰运动参数观测 84

6.4.2 固定冰堆积状况和范围观测 86

6.5 测绘冰情图 87

6.6 海冰监测系统 89

第七章 海流观测 90

7.1 海流观测方法 91

7.1.1 浮标漂移测流法 91

7.1.2 定点观测海流 93

7.1.3 走航测流 95

7.1.4 海流连续观测的精度要求 95

7.1.5 海流观测的注意事项 95

7.2 海流计简介 96

7.2.1 机械旋浆式海流计 96

7.2.2 电磁海流计 98

7.2.3 声学多普勒海流计 99

7.2.4 其他测流仪 99

7.3 海流观测的持续时间选择 100

7.3.1 流速场的描述 100

7.3.2 海洋湍流 100

7.3.3 观测持续时间长短的选择 102

7.4 影响海流观测误差分析 103

7.4.1 平台无运动时出现的误差 104

7.4.2 平台缓慢移动所产生的误差 106

7.4.3 平台的快速运动——波浪场的影响 106

7.4.5 海洋生物的影响 108

7.4.4 铅鱼和吊链的影响 108

7.5 直读式海流计 109

7.5.1 仪器结构及工作原理 109

7.5.2 仪器操作方法及注意事项 111

7.6 声学多普勒海流剖面仪（ADCP） 112

7.7 近岸异重流现象与观测 114

7.7.1 异重流定义 114

7.7.2 理论上的近似推导 114

7.7.3 流速的直接观测 116

7.8 近底层海流的观测 117

7.8.1 近底层海流定义 117

7.8.3 观测的实施方法 118

7.8.2 钢架的设置与观测点的选择 118

7.8.4 确定海底粗糙度Z0 119

7.9 海流观测资料的整理与分析 119

7.9.1 流速流向曲线图 120

7.9.2 流速流向曲线的修匀 121

7.10 计算余流中误差分析 121

7.10.1 浅海潮汐余流的产生机制和实测结果分析 122

7.10.2 资料分析方法上的误差 123

第八章 海浪观测 126

8.1 海浪的基本要素 127

8.1.1 海浪的基本要素 127

8.2 测波方法简述 130

8.1.2 周期、波长和波速 130

8.1.3 波向和波峰线 130

8.2.1 单点测量 131

8.2.2 多点测量 133

8.3 目测海浪 134

8.3.1 海面状况观测 135

8.3.2 波型观测 135

8.3.3 波向观测 136

8.3.4 周期和平均周期的观测 136

8.3.5 部分大波波高及周期的观测 136

8.3.6 波长和波速的计算 137

8.4.1 测波仪的结构原理 138

8.4 光学式测波仪测波 138

8.4.2 测波浮标 140

8.4.3 安装测波仪和测波浮标 141

8.4.4 波浪诸要素的测定 142

8.4.5 仪器的维护和保养 144

8.5 其他测波仪 145

8.5.1 加速度测波仪 145

8.5.2 水压式测波仪 147

8.5.3 声学式测波仪 147

9.1.1 潮位变化的一般规律 149

9.1 潮位观测的基本概念 149

第九章 潮位观测 149

9.1.2 验潮站站址的选择 150

9.1.3 海平面与基准面 151

9.1.4 验潮仪简介 153

9.2 测站的设置 154

9.2.1 水尺设置及其维护 154

9.2.2 水准点的设置 156

9.2.3 验潮井的设置及其维护 157

9.2.4 井内外水尺的设置 159

9.3 水准联测 161

9.3.2 测量的基本原理和方法 162

9.3.1 水准仪的主要结构及作用原理 162

9.3.3 四等水准测量手薄的记录、整理及其限差的要求 164

9.3.4 几种特殊情况下的联测方法 166

9.3.5 水准仪和水准标尺的检验 166

9.3.6 三等水准测量 168

9.3.7 水准仪的维护和测量中的注意事项 168

9.4 利用水尺进行潮位观测 169

9.4.1 观测与记录 169

9.4.2 水位换算 170

9.4.3 几种特殊情况的处置方法 170

9.5 利用浮筒式水位计进行水位观测 171

9.5.2 仪器的安装和使用 172

9.5.1 HCJ1-2型验潮仪的结构和工作原理 172

9.5.3 验潮仪的记录观测 173

9.5.4 验潮系统的一般故障排除和维护保养 176

9.6 其他验潮仪 176

9.6.1 挪威安德拉公司的水位记录仪 176

9.6.2 SCA6-1型声学水位计 177

9.7 验潮井设置参数的选取 177

第十章 海洋遥感、浮标观测及内波调查 180

10.1 遥感使人类获得大面积同步资料 180

10.1.1 航空海洋遥感 181

10.1.2 卫星遥感 181

10.2.1 海面温度遥感 184

10.2 海洋遥感的主要对象 184

10.2.2 盐度观测 185

10.2.3 海面风场观测 186

10.2.4 海浪观测 187

10.2.5 海流观测 187

10.2.6 潮汐观测 189

10.2.7 水团观测 189

10.2.8 海洋水准面观测 189

10.2.9 浅海测深 189

10.2.10 海冰遥感 190

10.2.12 泥沙、叶绿素观测 191

10.2.11 溢油污染遥感 191

10.3.1 锚定浮标 192

10.3 浮标与潜标观测 192

10.3.2 漂流浮标 193

10.3.3 潜标 195

10.4 内波调查 195

10.4.1 内波锚系阵列观测 196

10.4.2 内波拖曳及投抛观测 197

10.4.3 内波中性浮子观测 198

10.4.4 内波声学观测 198

10.4.5 内波卫星观测 199

10.5.2 潜水器 200

10.5.3 取样技术 200

10.5 水下探测技术 200

10.5.1 水声技术 200

第十一章 海洋气象、化学、生物、地质和声光调查 202

11.1 海洋气象观测 202

11.1.1 观测目的 202

11.1.2 观测项目 202

11.1.3 观测的次数和时间 202

11.1.4 能见度观测 203

11.1.5 云的观测 203

11.1.7 风的观测 205

11.1.6 天气现象的观测 205

11.1.8 空气温度和湿度的观测 206

11.1.9 气压的观测 206

11.2 海洋化学调查 207

11.2.1 调查目的和方法 207

11.2.2 水样的采集 209

11.2.3 采样的程序 209

11.3 海洋生物调查 210

11.3.1 目的、任务和常用名词 210

11.3.2 调查的项目和方式 211

11.4.1 调查目的和术语 212

11.4 海洋地质与地球物理调查 212

11.4.2 调查内容 213

11.4.3 调查的基本方法和图件 214

11.5 海洋声学、光学要素调查 215

11.5.1 站位布设和标准层次 215

11.5.2 海水声速调查 216

11.5.3 海洋环境噪声测量 217

11.5.4 海洋光学调查 218

第十二章 海洋工程环境调查 219

12.1 海洋工程水文 219

12.1.1 海浪观测和计算 220

12.1.2 潮汐观测和计算 221

12.1.3 海流观测和计算 222

12.1.4 风暴潮推算 224

12.2 海洋工程地质 224

12.2.1 底质采样 224

12.2.2 粒级划分 225

12.2.3 粒度分析 226

12.3 悬移质与推移质 229

12.3.1 悬移质 230

12.3.2 推移质与推移质输砂率 232

12.4.2 指数法现状评价程序 236

12.4.1 水质调查项目 236

12.4 海洋环境质量评价 236

12.4.3 污水排放标准 237

12.4.4 污染现状数值模拟计算 238

12.4.5 拉格朗日余流追踪 238

第十三章 海洋水文要素非直接观测量的计算 240

13.1 海水密度和比容的计算 240

13.2 1978年国际实用盐标与1980年国际海水状态方程 241

13.2.1 旧的海水密度计算公式 242

13.2.2 新状态方程对流速的修正 243

13.2.3 新状态方程稳定度与声速的修正 244

13.3 海水中声速的计算 248

13.4.1 梯度流流速计算原理 250

13.4 海流的动力计算 250

13.4.2 海流要素的动力计算方法 251

第十四章 海洋要素图 255

14.1 要素随时间变化图形绘制 255

14.1.1 过程曲线 255

14.1.2 时间剖面图 256

14.1.3 过程曲线的修匀 257

14.2 要素空间分布图 257

14.2.1 垂直分布图 258

14.2.2 平面分布图和断面分布图 259

14.3.1 点聚图 263

14.3 点聚图和频率分布图 263

14.3.2 频率分布图 264

14.4 跃层的确定 265

14.4.1 跃层强度、深度和厚度 265

14.4.2 跃层顶界和底界及其确定 266

14.4.3 跃层强度最低的规定 267

14.4.4 跃层特征图的绘制 268

第十五章 海洋观测中的误差及其处理 269

15.1 概述 269

15.1.1 数据的作用 269

15.1.2 数据的误差 269

15.1.3 数据中的信息和噪音 270

15.1.4 观测数据的处理 271

15.1.5 有效数字 271

15.1.6 有效数字的计算法则 272

15.2 海洋观测中的误差与误差的产生 273

15.2.1 误差的定义 273

15.2.2 误差的产生 274

15.2.3 算术平均值 276

15.2.4 其他几个误差定义 277

15.2.5 精密度和准确度 280

15.3 偶然误差的正态分布 281

15.4 函数误差的传播 282

15.5 流速矢量在经线和纬线投影测量的随机误差分析 284

15.6 多个变数相关 285

第十六章 海洋资料分布曲线的平滑和滤波 287

16.1 海洋资料分布曲线的平滑 287

16.1.1 图解平滑法 287

16.1.2 滑动平均值法 288

16.2 潮流滤波器 292

第十七章 常用的插值法在海洋观测资料处理中的应用 294

17.1 方法简介 294

17.1.1 三点拉格朗日（Lagrange）抛物插值法 294

17.1.2 二次样条函数（Spline-2）插值法 295

17.1.3 三次样条函数（Spline-3）插值法 295

17.1.4 阿基马（Akima）插值法 296

17.2 不同插值法对温盐曲线拟合及讨论 298

17.2.1 无温（或盐）跃层情况 298

17.2.2 有温（盐）跃层存在，但跃层不强的情况 298

17.2.3 有强温（盐）跃层存在的情况 299

17.2.4 海洋中具有的多跃层情况 301

17.3 几种插值法拟合结果讨论 302

第十八章 海洋要素中多年一遇的极值求取 304

18.1 皮尔逊Ⅲ型曲线法 304

18.1.1 理论基础 304

18.1.2 具有Г分布的随机变量x的数学期望及均方差 306

18.1.3 三参数的皮尔逊Ⅲ型曲线确定 306

18.1.4 绘制皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线的方法 309

18.2 利用耿贝尔曲线计算“多年一遇” 312

18.2.1 理论基础 312

18.2.2 实例（矩法） 315

18.3 有特大值时频率计算法 317

18.3.1 何谓特大值 317

18.3.2 特大值频率计算法 317

第十九章 调查船观测工作的组织及实施 322

19.1 调查任务的制定 322

19.1.1 制定任务书内容的准备工作 322

19.1.2 任务书的主要内容 323

19.1.4 报表 324

19.1.3 观测项目、方式 324

19.2.1 站位布设原则及采样间隔选取 325

19.2 测站布设原则、采样间隔、定位与观测时间标准 325

19.2.2 测站定位与观测时间标准 327

19.3 选用观测仪器和记录的基本要求 328

19.3.1 仪器和设备 328

19.3.2 工作日志 330

19.4 观测层次、时间和顺序 330

19.4.1 观测层次 330

19.4.2 大面（或断面）观测 330

19.4.3 连续观测 331

19.5.2 值班制度 332

19.5 人员分工、值班和观测记录的要求 332

19.5.1 人员与分工 332

19.5.3 观测与记录 333

19.6 海洋调查的典型实例——TOGA-COARE实施计划 333

19.6.1 TOGA-COARE简介 333

19.6.2 TOGA-COARE主要成员及职责 335

19.6.3 使用仪器 336

19.6.4 调查船工作 339

19.6.5 飞机观测 340

19.6.6 卫星观测 340

19.6.7 陆地辅助观测 341