華北理工海洋調(diào)查與觀測技術(shù)教案第9講 海流觀測3

1、 PAGE 4課程名稱：海洋調(diào)查與觀測技術(shù) 第 9 周，第 9 講次摘 要授課題目（章、節(jié)）第七章 海流觀測7.4 近岸異重流現(xiàn)象與觀測7.5 近底層海流的觀測7.6 影響海流觀測誤差分析7.7 海流觀測資料的整理與分析本講目的要求及重點難點：【目的要求】掌握特殊海流的觀測，影響海流觀測誤差分析，海流觀測資料的整理與分析?！局?點】掌握特殊海流的觀測，影響海流觀測誤差分析?！倦y 點】掌握影響海流觀測誤差分析。內(nèi) 容【本講課程的引入】上一講課介紹了海流觀測的方法、要求和注意事項。下面來介紹各式海流計的工作原理和結(jié)構(gòu)。【本講課程的內(nèi)容】 第七章 海流觀測 板書“第七章 海流觀測” 7.4 近岸異重

2、流現(xiàn)象與觀測 板書“7.4 近岸異重流現(xiàn)象與觀測”7.4.1 異重流定義 板書“7.4.1 異重流定義”異重流是上下兩層密度不同的流體作相對運動的想象。根據(jù)流動的水流位置不同，又將異重流分為上異重流、中異重流和下異重流。1.上異重流：河水漫于海水表面的現(xiàn)象。2.中異重流：河水入海后沿相同密度面運動的現(xiàn)象。3.下異重流（潛流或水底泥流）：河水潛行水庫庫底的現(xiàn)象。海洋中的下異重流的大量發(fā)現(xiàn)，是研究海洋沉積的最重要成就之一。7.4.2 理論上的近似推導(dǎo)（自學(xué)） 7.4.3 流速的直接觀測 7.5 近底層海流的觀測 板書“7.5 近底層海流的觀測”7.5.1 近底層海流定義 板書“7.5.1 近底層海

3、流定義”近底層海流指離海底2m高度內(nèi)的海水運動，其中包括潮流和海流。在海洋水文觀測規(guī)范中，明確規(guī)定了海流觀測的最低層次是離海底2m的水層。但在海洋科學(xué)研究中常需要知道比2m更靠近海底的海流結(jié)構(gòu)。流速 式中，為卡曼常數(shù)，一般可取0.40；為邊界上的摩擦應(yīng)力；為海水密度；為海底的粗糙度，是一個與海底粗糙程度有關(guān)的物理量。要求出的分布規(guī)律，就要先進行近底層流流速、流向的觀測。同學(xué)們對了解哪些特殊海流？7.5.2 近底層流的觀測 板書“7.5.2 近底層流的觀測”研究近底層海流必須要用除調(diào)查船常規(guī)操作方法之外的其他辦法進行。在淺海區(qū)，可采用一種鋼架結(jié)構(gòu)，放在海底上懸掛海流計，進行長時間的連續(xù)觀測，從而

4、對海底推移質(zhì)的運動，對風(fēng)海流，對海底粗糙度的計算提供第一手資料。步驟和注意事項見P111。7.5.3 確定海底粗糙度（P111- P112） 板書“7.5.3 確定海底粗糙度” 7.6 影響海流觀測誤差分析 板書“7.6 影響海流觀測誤差分析”7.6.1 平臺無運動時出現(xiàn)的誤差 板書“7.6.1 平臺無運動時出現(xiàn)的誤差”海流計懸吊在船上或浮標上所產(chǎn)生的誤差多半是由于平臺的運動而產(chǎn)生的，即使平臺沒有運動亦有四種誤差產(chǎn)生：1.接近海面的流動由于平臺的影響而改變。2.平臺上的鋼鐵裝置導(dǎo)致儀器上的磁羅針的偏移。3.長吊纜的彈性使儀器的反應(yīng)失真。4.儀器無指示深度的元件，由于鋼絲傾斜導(dǎo)致深度失真。7.6

5、.2 平臺緩慢移動所產(chǎn)生的誤差 板書“7.6.2 平臺緩慢移動所產(chǎn)生的誤差”測量平臺的緩慢移動的作用。其中，包括圍繞以臺首為中心擺動，謂之偏擺；以錨為中心的擺動，謂之回轉(zhuǎn)。兩者又疊加在由于錨纜的一張一弛的漂蕩上。雖然長吊纜可以緩沖平臺的短暫而急速的運動對儀器的影響，但降低了儀器在深處記錄短周期流動的能力。7.6.3 平臺的快速運動波浪場的影響 板書“7.6.3 平臺的快速運動”在海洋上層，波浪具有特別重要的作用。波浪起伏的海面可認為是隨機運動的表面，表面波激起表層海水的運動，是與湍流有區(qū)別的，可以用統(tǒng)計方法分離波動隨機場和湍流場。呈現(xiàn)在儀器上的短暫的快速水平運動都是直接有波浪或間接由波浪使平臺

6、動蕩以及海水的亂流所導(dǎo)致的。浮體在波浪作用下所產(chǎn)生的水平速度分量使傳感器實測流速值增加，而附加垂直分量是實測流速減小。垂直往復(fù)運動時轉(zhuǎn)子起到“制動”作用。7.6.4 鉛魚和吊鏈的影響 板書“7.6.4 鉛魚和吊鏈的影響”這一因素的影響是不可忽視的，尤其對小尾舵海流計的影響更為顯著。7.6.5 海洋生物的影響 板書“7.6.5 海洋生物的影響”海洋生物附著構(gòu)成了對錨定浮標系統(tǒng)水下傳感器，其中包括各種流速傳感器壽命的直接威脅。就我國沿海來說，近海比外海嚴重，淺海比深海嚴重，夏天比冬天嚴重，南方海域比北方海域嚴重。光線和顏色對生物的附著也有影響，較多附著生物喜歡黑暗，這使得幼蟲容易附著在海流計的底部。7.6.6 資料分析方法的誤差 板書“7.6.6 資料分析方法的誤差”7.7 海流觀測資料的整理與分析板書“7.7 海流觀測資料的整理與分析”海流觀測給出的是流速、流向的離散型的數(shù)值，必須經(jīng)過分析處理才能獲取我們所需要的信息。7.7.1 流速流向曲線圖繪制 板書“7.7.1 流速流向曲線圖繪制”需要人工繪制流速流線圖。繪制方法見P120 。7.7.2 流速流向曲線的修勻（P120-