深度测量教学课件PPT.ppt

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1、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,水深测量的意义和目的,研究海洋外貌的一种手段 了解海底地形的分布状况 对国防和国民经济建设的重要意义,水深的定义 水深是指固定地点从海平面至海底 的垂直距离,现场水深（即瞬时水深）：现场测得的自海面至海底的铅直距离。 海图水深：从深度基准面起算到海底的水深。 理论深度基准面：以理论上的最低低潮面作为深度基准面。,水深测量的要求,测量时间：连续站 测1次/h； 大面（或断面），在船到站后即测量 测量准确度：2% 100m，记录取整数 测量方法：回声测深仪和钢丝绳测深,测深设备,绞车 绳索计数器 重锤 倾角器等,钢丝绳测深,测深步骤,

2、操纵绞车，放松钢丝绳，让重锤的底部恰好降到水面上，此时把计算器清零或计下计算器读数 操纵绞车，继续放出钢丝绳，当重锤触底而使钢丝绳松驰时，立即停车，然后将钢丝慢慢收紧，使重锤刚好触底时读取计数器指示数，并记录它，两次计数器的差即为实测水深 若钢丝绳倾斜时，应用偏角器测量钢丝绳倾角，遇到钢丝绳倾角过大时，应在可能条件下加重铅锤，使倾角尽量减少 操纵绞车，收回钢丝绳,钢丝绳测深,注意事项,观测前了解绞车和钢丝绳的最大负载、绞车的各种开关、各挡速度及刹车的结构和性能、熟悉开停车、快慢车和正倒车的操作 检查钢丝绳有无细刺、折断的钢丝和扭折痕迹，严重时应更换，工作中应避免钢丝绳挤伤或折伤。如排绳器发生故

3、障，应协助绞车排绳 绞车卷筒应保持顺利转动，轴承和齿轮应常保持足够的润滑油，但禁止在刹车带里涂油 调查结束后，应将绞车、钢丝绳和计数器擦拭干净，并在计数器和钢丝绳上涂抹黄油，用帆布套将绞车盖好,钢丝绳测深,资料订正,计数器器差校正 校正读数以表示，即：AL/l 式中：L为所放出钢丝绳的实际长度； l为计数器的示数 校正值为：l(A1),钢丝绳测深,实际绳长=记数器显示绳长+校正值,倾斜校正 Z = Lcosh 式中： Z：仪器沉放的实际深度 L：经校正后的钢丝绳放的实际长度； ：倾角； h：计数器滑轮到海面的高度,钢丝绳的倾角订正分水上和水下两部分： 水上部分： 订正值由绞车臂端离海面高度和测

4、锤达海底时的钢丝绳倾角查表1得到,水下部分的订正：,船只抛锚作业时：器差校正后的计数器示数-水上部分的实际绳长=放出绳长，由放出绳长和钢丝绳倾角查表2得水下部分订正值； 放出绳长-水下部分订正值=实测水深 船只漂泊作业时：由放出绳长和钢丝绳倾角查表3得水下部分订正值， 放出绳长-水下部分订正值=实测水深,回声测深仪测深,原理：利用声波在海水中以一定的速度(平均声速1500m/s)直线传播，并能由海底反射回来的特性制造。 船底到海底的距离：S=(1500t)/2 H=S+h h： 船吃深深度，H： 真实水深。 *在实际使用中，可直接在回声测深仪指示器上读取深度数据。,第三章 水温观测,温度观测基

5、本要求 各式测温计简述 玻璃液体温度计 温深系统测温 遥感测温,温度观测基本要求,精度要求 大洋：一级准确度，即0.02 浅海：一般0.1，特殊情况按要求， 二级准确度为0.05，三级精度为0.2 观测层次 观测时次 沿岸台站：只观测表面水温，2，8，14，20时 大面或断面站：船到站观测1次 连续站：每2h观测1次,表 3-1 标准观测层次,表层：海面下1m 内 底层：离底2、5、10不小于25m,各式测温计简述,液体温度计 机械式温度计 电子温度计 远距离海表温度辐射探测,液体温度计,表面温度计 颠倒温度计 1876年发明，至今已100多年了。观察精度高，使用方便，性能较稳定，至今仍是深层

6、水温观测的基本标准仪器。 但只能在停船时使用，且只能测单层温度。,各式测温计简述,机械式温度计,深度温度计(BT，Bathythermograph)，1937年发明，可记录温度随深度变化，用于自动记录水深200m（或1000m）以内的水温变化情况，仪器附有带坐标网格的放大镜，用它来读取玻璃片上所记录的各深度层的水温数值，并对记录曲线进行分析 带有采水器的深度温度计，可同时在各指定的标准层采取水样，但观测精度为0.2。,各式测温计简述,已淘汰,电子温度计,热电式：感应元件为热电偶 测温深度100m以内，测温精度0.5 电阻式：感应元件为金属丝电阻、热敏电阻 测温深度500m，测温精度0.1。应用

7、广泛 电子式：感应元件与电阻式相同。应用广泛 定点测温精度0.02 航速为16节时，测温精度0.1。如CTD、XBT 晶体振荡式：感应元件为石英晶体 精度0.001，分辨率0.0001 不适于走航使用，专供定点观测及校正仪器之用,各式测温计简述,远距离海表温度辐射探测,根据红外谱区测得的辐射值，推算海表面温度 红外辐射计工作原理：将海面发射的特定谱段里的辐射强度和接收器内黑体腔辐射强度进行对比而得。,玻璃液体温度计测温原理,L/t = V0/S 式中：为测温液的视膨胀系数，即测温液体膨胀与玻璃膨胀系数之差；V0为温度为0时球部与管部的液体体积；S为毛细管截面积；L为温度变化t引起测温液体积变化

8、后，毛细管内液柱长度的变化量。 液柱长度的改变量与温度的变化成正比。这就是玻璃液体温度计的测温原理。 L/t表示温度每变化1时，液体的改变量，即单位刻度的长度，称为温度计的灵敏度,玻璃液体温度计误差,常定误差：因制作温度计技术条件的限制和材料的某些物理特性变化而引起。 因制作不良而引起 非线性误差 因液体分化引起 由玻璃收缩引起 非常定误差：因外界因素和人为因素的影响而引起。 水温与气温不一致造成 视线误差,温度计每次读数后，应从所附的检定证中查出器差订正值，然后求出读数与器差的代数和，即为订正后的正确温度值。,表面温度计,用于测量表层水温； 测量范围：-6+40 分度值：0.2， 精度：0.

9、1,玻璃液体温度计,金属外壳,金属筒,温度计,表面温度计观测与使用,直接浸入海中测温 离开船舷0.5m以外处入水、提上、倒出贮水筒内水，重新放入水中，浸泡在01m深度处感温5min后取上读数。读数应在背阳光、背风处，从温度计离开水面到读数完毕不得超过20s。 用水桶取水观测 取上一桶海水放于阴影处，把表面温度计放入桶内搅动，感温12min后，将海水倒掉，再重取一桶海水并把表面温度计放入桶内。感温3min后，读数，读数时温度计不可离开水面。第一次读数后，过1min后再读数一次，当气温高于水温时取偏低的一次，反之，取偏高的一次。,注意事项,水桶应以木质、塑料等不宜传热的材料制成，其容积约为510升

10、； 温度读数须经器差订正后才为实测的表层水温值，器差订正值可在每支表面温度计的检定书找到； 感温或取水应避开船只排水的影响，读数时应避免阳光的直接照射； 冬天取水时不应取上冰块或使雪落入桶中，观测完毕应将水桶倒置； 表面温度计应每年检定一次。,表3-4 表面温度计观测记录表,颠倒温度计,是观测水温的重要仪器之一，与颠倒采水器组合可同时采水测温。 若同时将数个颠倒采水器沉放到预定的各水层中，在一次观测中可同时取到各水层的水温值和水样。,玻璃液体温度计,颠倒采水器 与 颠倒温度计,(Nansen Bottle),颠倒采水器 结构和原理,使锤,颠倒温度计结构和原理,安装时,颠倒后,闭端,开端,主温,

11、辅温,颠倒温度计观测与使用方法,观测前需要做以下几项工作： （1）挑选两支颠倒温度计，装在同一采水器的套筒中； （2）按采水器编号顺序，自左向右将采水器安置在采水器架上（水龙头在上）； （3）检查各部件是否正常。,水温观测和水样采取的方法和步骤,（1）将装温度计的采水器从表层至深层集中安放在采水器架上。并将各层的采水器编号、颠倒温计的器号和值记入测温记录中。 （2）将绳端系有重锤的绞车钢丝绳移至舷外，将底层采水器挂在重锤以上1m的钢丝绳上，下放钢丝，并将采水器依次挂在钢丝绳上。 （3）测量钢丝绳倾角，倾角过大应加挂采水器。,（4）颠倒温度计在各预定水层感温7min后，测量钢丝倾角，投下“使锤”

12、，记下钢丝绳倾角和打锤时间。待各采水器全部颠倒后，依次提取采水器，并将其放回采水器架原来的位置上，立即读取各层温度计的主、辅值，记入测温记录表内。 （5）如需取水样，待取完水样后，第二次读取温度计的主、辅温值，并记入观测记录表的第二次读数栏内，第二次读数应换人复核，若同一支温度计的主温读数相差超过0.02，应重新复核，以确认读数无误。,（6）若某预定水层的采水器未颠倒或某层水温读数可疑，应立即补测；若某水层的测量值经计算整理后，两支温度计之间的水温差值多次出现超过0.06，应考虑更换其中可疑的温度计。 （7）颠倒温度计不宜长期倒置，每次观测是结束后必须正置采水器。 （8）如因某种原因，不能一次

13、完成全部标准层的水温观测时，可分两次进行。但两次观测的时间隔应量缩短。 （9）如果需测表层水温，除颠倒温度计外，还可用表面温度计或电测表面温度计进行观测。,钢丝绳倾角接近0时，各采水器之间的距离计算方法,（1）在船舷把最下面一个（底层）的采水器挂在离重锤1m的钢丝绳上，将计数器清零（或记下起点系数）。 （2）按下式和计算表来悬挂各层采水器。 l = h + 式中：l为计数器上的读数；h为所挂采水器于底层间的距离（m）；为计数器校正数，它根据h及计数器校正系数A查表3-5得。,表3-5 计数器校正数字表（）（挂采水器用）,中间数值用内插法计算，所挂采水器水层超过50m时，则可将超出部分从表中查出

14、值与50m的相加得出。,颠倒温度计测温记录的整理,（1）温度计读数须作器差订正。订正时先根据主、辅温度计的第二次读数，从温度计检定书中分别查得相应的订正值，再计算闭端颠倒温度计的t（辅温辅温器差）和T（辅温辅温器差）及开端颠倒温度计的t（辅温辅温器差）和T（辅温辅温器差） （2）读数经器差订正后再作还原订正（见P44公式） 经此两步骤即得实测水温（闭端温度计）。,（3）若两支温度计实测水温差0.06，取平均值； 0.06取其中较合理的一个，并加括号；无法判断则都记入表中的TW栏（闭端温度计的准确示值） （4）测温实际深度确定： 100m以浅水层，100以上须作钢丝绳倾角订正 100m以深水层，

15、通过开闭端温度计测得数值进行深度计算（P45）。,在实际应用时，确定采水器的沉放深度是以预定深度L为纵坐标，预定深度与计算深度之差L-H为横坐标，通过原绘制沉放深度的订正曲线，然后将其绳长L减去由沉放深度订正曲线查得的订正值d，即得采水器的沉放深度。,使用或保存颠倒温度计注意事项,经常垂直地保持正置状态。 保持在温度高于0的室内，但室内的最高温度，不要超过温度计刻度的最大值。 须保存在特制的箱内，使在搬运时能保持正置状态，并使温度计免受剧烈振动。,温深系统测温,温盐深自记仪（简称 CTD或STD） （Conductivity, Temperature, Depth） 电子温深仪（ EBT ）

16、投弃式温深仪（ XBT ）,每天至少选一个较均匀的水层与颠倒温度计的测量结果对比一次，如结果不准确，应调整仪器零点或更换探头，对比结果应记入日志。,可测量水温的铅直连续变化,CTD1974年问世，应用广泛,外装玫瑰采水器,德国HYDRO-BIOS公司-温盐深仪(CTD),甲板单元,CTD剖面仪,水下部分，称探头,船上接收部分，称船上终端,CTD与同类仪器相比，具有零漂小，长期稳定性好，噪声低，极高的准确度和分辨率等优点。,水下部分还可按需要安装测量探头离底垂直距离的高度传感器、DO传感器等，壳体外还可装玫瑰采水器框架和采水器及颠倒温度计等,表3-6 Mark CTD 测量范围、准确度、分辨率和

17、感温时间,保证仪器安全，务必不要使仪器探头碰到船舷或触底，仪器探头温度与水温之差不能过大，探头应放在阴凉处，切忌曝晒 。 根据现场水深确定探头的下放深度。一般应控制在50cm/s至100cm/s，在深海下降速度可稍高，不超过150cm/s为宜。若船只摇摆剧烈，应选择较大的下降速度，以免观测数中出现较多的深度（或压强）递变现象。 若探头过热或海-气温差较大时，观测前应将探头放入水中停留数min，海面平静时，探头入水后即行观测，观测前应记下探头在水面时的温度（压强）测量值。,CTD投放注意事项,探头下放时获取的数据为正式测量值，探头上升时获取的数据作为水温数据处理时的参考值。 观测期间应记录仪器的

18、型号、编号、测站的站号，站位和水深，观测日期、开始时间（探头入水开始下放时间）、结束时间（探头到达底层的时间）和观测深度，数据取样间隔，探头下放速度、探头上升速度（当获取上升数据时）和探头出水时间（当获取上各数据时）以及船只漂移情况等。,常用投弃式温深仪（XBT）,由探头、信号传输线和接收系统组成。 探头通过发射架投放，探头感应的温度通过导线输入接收系统并根据仪器的下沉速度得到深度值。,温深系统测温,用船：SXBT 用飞机：AXBT,Expendable Bathythermograph,温深系统测温,飞机上发射投掷体 底盘和旋浆脱落，天线伸出 发射未调制的连续无线电载波 热敏传感器探头脱落，

19、同时用音频对载波进行调制，该音频与热敏电阻感应的温度成比例的变化 音频信号通过导线传移到投掷体，然后再把调制载波信号送到飞机上转换成直流电压信号，然后记录该信号与时间的函数,AXBT,XBT主要优点：成本低，它可以接装在各种船只上，在不同航速和海洋条件的投掷。 但它容易发生多种故障： 因导线通过海水地线形成回路，如记录仪接触不良，就记录不到信号； 如导线碰到船体边缘，将绝缘漆磨损，可能使记录出现尖峰或上凸现象。 如导线暂时被挂住，导线拉长，出现温度升高现象。,常见的温深系统是测温链，由几组CTD探头通过电缆联系在一起，由一个控制单元控制并记录数据,遥感测温,优势 迅速同步地获得大面积温度信息 局限性 薄层温差的存在 大气温、湿和油膜的影响,