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海洋是人类未来发展的重要领域,海洋科学考察是我们研究海洋的基础。现代海洋观测主要包括三个方面:海洋动力环境、海洋生态环境和海洋地质环境。那科学家是怎样开展这些观测呢?对了,就是借助它们的力量:科学考察船、移动观测平台、浮标和潜标等搭载的各种先进海洋观测仪器。 \1 `# D9 ?3 p6 s0 o/ |% K0 T
接下来就让我们跟随科学家们,开启一段海洋科学考察之旅吧! 2 K6 {6 s3 h6 |& b. m" y
海洋动力环境观测主要包括物理海洋和海洋气象两个方面,科学家们通过观测获取海水的温度、盐度、深度以及流速和流向等海洋环境数据,从而研究海洋环流、海洋与大气相互作用等科学问题。
. h7 Z7 W" y F3 P 下面快来看看,科学家们会在科学考察船上施展哪些“招数吧”。
$ ]. y. G! ?$ J' A0 S 招数一:温盐深观测仪 7 y1 J4 L9 ~0 S* t$ V! Z% r) M0 \
在海洋观测中,温盐深观测仪简称CTD。三个字母分别指:电导率,温度和深度。对这些数据进行长期观测和分析,能显著提高人们对海洋和天气现象的预报水平。 $ `7 N" T' T* u7 F* m. [: @
招数二:ADCP海流计 6 d: T7 ]7 i/ `8 V! n1 R
ADCP海流计的全称是声学多普勒流速剖面仪,它能够同时测量不同深度上海水的流速和流向,从而获得真实的海洋动力环境。
# J- Y, M5 f( O4 ~/ s8 j4 @ 招数三:波浪骑士 ; V# M% h9 d* ]
波浪骑士是波浪浮标的一种,它不骑马,骑海浪,一阵飞奔就可以测量出海浪的高度和方向。 * u3 f/ r! S# u- m4 l* U1 p
招数四:海洋拖体
) h4 t% G5 m- t( e7 F3 c 海洋拖体就像科考船的一条长尾巴,上面搭载着先进的海洋调查仪器。利用科考船拖拽,在0-350米深度上下窜动,不间断地获取相关海洋要素的深度变化曲线。
5 x; Y- \# h& c- h4 a$ ~ 招数五:水下滑翔机
1 H' P+ R) t0 o: w 水下滑翔机就像一艘黄色的潜水艇,可以下潜到1000米深海。它很聪明,只要设定好航行路线,就能自动观测海洋中指定位置温度,盐度,深度的变化。 * y9 T, G R5 K. p
招数六:探空气球
% x; M& E ~; { 探空气球最好玩了,它把无线电探空仪携带到高空,对海面高空的风、气温、气压、相对湿度等气象要素进行探测,帮助科学家们研究海洋和大气之间的相互作用。探空气球不能回收,飞起来就一去不复返啦。
4 B) F& D3 X- X) {6 Z9 I$ P% {! U 接下来我们来讲讲浮、潜标系统。它们可是持续战的高手,可以对海水某个点进行长期、不间断的海洋观测。 . n& q* D8 X$ i7 Q" w' I7 W
浮标系统
- d3 x$ @' n, ?; y: g( x! T# M 这个黄色的“不倒翁”就是浮标,一部分露在海面上,可以观测海风、气温、气压、空气相对湿度和海表面辐射等数据;另一部分则藏在海面下,可以测量海水的温度、盐度、深度、海流等数据。
. {9 A1 P+ Q. P$ T1 p 潜标系统 8 I, _# ?7 B- M+ Z- V3 a$ B; C
潜标系统由浮球、声学释放器、重块及缆绳组成,搭载着温盐深仪、海流计、叶绿素探头等仪器,这些仪器都藏在水面以下,定点测量海水温度、盐度、深度,以及海流等剖面数据,从而为研究海水运动和海洋环境提供数据支撑。
& f* x$ ~ Z, e4 r9 @" \7 i( |0 P 为了更深入的研究,潜标系统会搭载一系列更精密的仪器,比如通量与混合仪,用来测量海水不规则的随机流动。
' l% V; R: A. y 浮标、潜标还会被用来搭载一系列海洋生物化学仪器,获取海水营养盐、溶解氧和pH值等基础生物化学参数。 . o0 A+ L3 w4 M" ]7 ]3 e% |
下面我们来介绍一下,海洋生态环境科学家如何开展工作。采水器是他们室外工作最常用到的仪器,主要包括采水架和采水瓶,它可以采集到海洋不同水层的水样,科学家在船甲板上从采水瓶里取出水样,以便进行下一步研究。 1 ^8 X5 ?$ t) Y+ u
科学家们一般会优先测量海水中的溶解氧,以减小样品接触空气后造成的实验误差。接下来,会对海水样品进行过滤、培养、分析等处理,用于研究海洋初级生产力、海洋生态环境特征等。
* W" \/ c# l e0 t+ r 拖网是采集海洋浮游生物的主要方式之一,分为单层拖网、分层拖网两种。除了应用在海洋生态环境研究外,还常用于海洋地质环境“将今论古”的调查研究中,如:捕获微体古生物现生群体,帮助科学家完成古生物环境和古气候重建等。
) u }4 O0 K9 h 为了更深入了解海底地形特征、矿产资源分布情况,以及了解地震形成机制等,科学家们开展海洋地质调查,从事海洋沉积学和海洋地质构造学的研究。
! D* w/ S% L' N' s! K! \ 科学家通过多管、箱式和抓斗采样器采集海底软质表层沉积物,用于研究海洋近代沉积过程;通过柱状采样器,采集海底软质沉积物的长柱状样品,用以揭示地球气候和环境的演变历史。 1 V$ A5 @- x5 n7 E% M1 Q
海洋地质构造学主要研究海底地质运动。科学家们通常将海底地震仪布设在海底,长期观测天然和人工地震的反射信号,为国家海底油气资源勘探、地震预报和海底工程服务。
) y. s) g. g" u" a+ l6 ` 结语 , W3 G3 i3 I+ f
海洋科学考察是一项长期而繁琐的工作。科学家们通过对海洋的综合研究,可以帮助我们国家预防各种海洋灾害,满足国家在保护海洋生态环境、开发利用海洋资源、维护国家海洋权益等方面的重大需求,并为我们国家的重大海洋工程提供理论保障。 1 w% ^: G0 R- ^& y0 _) u+ ^
走向海洋,筑梦深蓝,让我们向奋战在海洋科考调查一线的科学家们致敬! 3 E( x0 o- o' Q3 Z# A3 X) k* R
在线视频观看:《探秘海洋科考》| 带你走进海洋科考
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