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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。
# K. |% I: I' _; V/ p 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!
$ w) r4 A$ o9 e5 O2 W4 Q D( C: U; k 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。 * Z" X7 \$ z( z! s$ |' _
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”。 ( K, ~0 v2 ~/ [' v0 x
招数一:温盐深观测仪
" X( ~$ g& y) t! s( j5 O6 J6 \ 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。 # S& x) |& m6 S% S% Y" c& J
招数二:ADCP海流计 * v7 R+ f! ^& T7 {/ q" N: W7 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。
6 T8 H& j- m( W3 P 招数三:波浪骑士 & a$ g; s5 D/ @( j$ a! d6 S
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。
' ?+ k( [0 U C0 D& B9 q: s" d 招数四:海洋拖体
' N% t9 y0 \% D$ k% _# | 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。
2 p \+ W# i5 } X- W2 ?. X4 H1 y 招数五:水下滑翔机 ( L7 d) x! D: h, B% n# k5 V
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。
7 s3 Y3 A' {5 _: O 招数六:探空气球 H% w' d# t' F0 D: b7 c6 t
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。
! q; t2 ]7 \5 g 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。 % c# _: B9 ?6 A! r. s
浮标系统 ( Z3 ]' s8 x( u* _9 J' B
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。
$ {% b6 T; A; q: U! }9 x! O 潜标系统
5 w9 |& C" A. m" D 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。
& I; N% l3 y. O2 ?. ` 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。
0 A) w2 a5 L3 C 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。
) b/ y0 g z8 ]2 m, {% ] 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。
9 Q- U) [# \) [% f+ }6 E 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。
3 r0 v( {, g6 k2 x1 I7 x1 Q6 m( o: W 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。
6 O }) f( R' c3 y$ h& f" {8 ^% U* I 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。
7 W4 b+ g: H- m! z' h2 H 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。
+ `+ r, _0 F- Y* O- Z 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。 - m' r5 r- |- `( B
结语
+ A3 U, v: _& M2 p 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。 / j( f4 F# d2 f, s6 L$ O; T+ ~" L
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! F4 b8 r+ t+ T& F2 s' T a1 j
在线视频观看:《探秘海洋科考》| 带你走进海洋科考
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