[科普中國(guó)]-海洋水文要素

發(fā)生在海洋中的許多自然現(xiàn)象和過(guò)程往往與海水的物理性質(zhì)密切相關(guān)。人類(lèi)要認(rèn)識(shí)和開(kāi)發(fā)海洋，首先必須對(duì)海洋進(jìn)行全面深人地觀測(cè)和調(diào)查，掌握其物理性質(zhì)。

簡(jiǎn)介在海洋調(diào)查中，觀測(cè)海洋水文要素更有其重要的意義。人類(lèi)的生存活動(dòng)與海洋水文的關(guān)系、海洋能源的利用、海洋航運(yùn)、造船海洋工程、海洋漁業(yè)都迫切需要掌握海洋水文要素的變化規(guī)律。因此，海洋水文要素的觀測(cè)就顯得非常重要。

內(nèi)容海洋水文要素主要包括海水溫度、鹽度、密度、海流、潮汐、潮流、波浪等。水文觀測(cè)是指在江河、湖泊、海洋的某一點(diǎn)或斷面上觀測(cè)各種水文要素，并對(duì)觀測(cè)資料進(jìn)行分析和整理的工作。水文測(cè)量為水下地形測(cè)量、水深測(cè)量以及定位提供必要的海水物理、化學(xué)特性參數(shù)。如測(cè)定海水溫度、鹽度或密度可以計(jì)算聲波在水中傳播的速度；潮汐觀測(cè)可為水下地形測(cè)量提供瞬時(shí)垂直基準(zhǔn)；波浪改正可提高測(cè)深及定位精度。

應(yīng)用利用海洋水文測(cè)量資料可以繪制不同海洋要素的海洋水文圖，表示各要素水平分布和垂直分布的一般規(guī)律，顯示其隨時(shí)間變化的一般性規(guī)律和特點(diǎn)。各種水文圖都在地理基礎(chǔ)底圖上加繪專(zhuān)題要素。專(zhuān)題要素采用多種表示方法。溫度、鹽度、密度、聲速等要素常用等值線法表示其水平分布，用斷面圖表示其垂直分布。水色圖一般用底色法表示。潮流、海流用動(dòng)線法以不同顏色的矢符表示不同深層的流向，用矢符長(zhǎng)短表示流速。

觀測(cè)方法海水的溫度、鹽度可以利用溫鹽深計(jì)通過(guò)物理或化學(xué)方法測(cè)定，是間接計(jì)算海水中聲速的三個(gè)主要參數(shù)。海水中聲速的測(cè)定還可以通過(guò)聲速剖面儀來(lái)測(cè)量。聲速剖面儀通過(guò)在不同深度和一定距離內(nèi)聲波的傳播時(shí)間，獲得對(duì)應(yīng)深度層的聲速，從而形成聲速剖面。圖1為世界各大洋溫度和鹽度的分布圖。圖2為聲速剖面儀和實(shí)測(cè)的聲速剖面。

海水的流速流向是海床演變的兩個(gè)動(dòng)力要素。流速流向可通過(guò)ADCP（AcousticDoppler Current Profile）來(lái)測(cè)量。ADCP是利用海流與ADCP幾個(gè)超聲波聲柱的Doppler效應(yīng)來(lái)計(jì)算流速的，通過(guò)聲柱的位置來(lái)計(jì)算流向的。根據(jù)作業(yè)方式不同，ADCP又可分為靜置式和走航式兩種。利用ADCP實(shí)測(cè)的流速和流向數(shù)據(jù)，可以繪制水域流場(chǎng)分布矢量圖，如圖3。

潮汐觀測(cè)值一方面用于獲取當(dāng)?shù)氐某蔽毁Y料、分析潮汐變化特征，另一方面為水下地形測(cè)量提供垂直參考面。潮位觀測(cè)通常可采用水尺驗(yàn)潮、超聲波驗(yàn)潮、浮子式驗(yàn)潮、壓力式驗(yàn)潮和GPS驗(yàn)潮等手段。圖4為超聲波驗(yàn)潮儀潮位測(cè)量原理示意圖；圖5為實(shí)測(cè)的不同類(lèi)型的潮汐變化圖。1

重要意義表征和反映海洋水文狀態(tài)與現(xiàn)象的基本因素。影響海上軍事活動(dòng)的海洋水文要素主要有：海水的溫度、鹽度、密度、水色、透明度,海發(fā)光、海冰、海流、海浪、海洋潮汐、潮流，以及海洋躍層、內(nèi)波、海洋鋒、中尺度渦等。通常由海洋觀測(cè)站，海洋浮標(biāo)、潛標(biāo),飛機(jī),雷達(dá),海洋衛(wèi)星和海洋調(diào)查船等進(jìn)行定時(shí)或不定時(shí)觀測(cè)獲取。海洋水文要素對(duì)作戰(zhàn)、訓(xùn)練、武器裝備使用、國(guó)防科研試驗(yàn)和其他軍事活動(dòng)有重要影響。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李斌 - 副教授 - 西南大學(xué)