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. {0 R8 @* n" D P$ w0 H 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。
+ s5 ~, B; R* [% K 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!
& J4 ~2 r: ]& E7 G0 ~ 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。 3 v& w8 b9 r+ o) l: R
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”。
/ b; x+ w. E. b# s 招数一:温盐深观测仪 , R$ ?7 K& _# L& y. P, _0 @
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。 & K$ a6 P V: H4 D( k5 J
招数二:ADCP海流计
" m% `. r5 F* j: @: x4 @- w 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。
" W; K4 ]% @% x/ r) h 招数三:波浪骑士
, l1 m2 a) N. i; |1 Z" d9 I* l1 x% a 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。 $ p+ M+ q8 \, `' A2 P4 t7 K! I
招数四:海洋拖体
; W% {' J5 j0 `% ~ 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。
: j" L; C8 D' t+ w% u4 `; K/ Q 招数五:水下滑翔机
7 w: [3 j5 L: w. ~8 Q! W. i2 Y 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。
/ _1 B4 u' n- R/ j+ T; ` 招数六:探空气球
/ {1 @$ [& E+ A5 N* J) P% T$ W 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。 ( w8 r* d2 z# S! }; w6 H
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。 & m# ?. J# t' I1 F1 u" Z
浮标系统
; Q0 ~6 J6 J" q. o0 c" 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。 / u* Q* L t$ D0 T! S0 K% Q. K
潜标系统 ' d9 F4 p3 B- R# X& R, m Z
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。
5 L5 Y- N1 f8 s/ ]& i: u: W! a$ b0 T 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。
, G* a2 J, X# H2 k; I2 e, U0 H1 b% D 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。
5 b C4 Q6 P( `/ E! Y# _6 C% k: \% d& l. W 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。 & b# M& I: ~' t- p5 q! U q" Q; A
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。 # e$ D" A& G1 ]; x6 E, I6 @
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。
* Q9 p; ^+ k- a: S" ^. N" A1 V 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。 1 G, Z- h5 z" U4 ^7 M) V
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。
9 W6 ]4 s, F% n1 O% G7 v% c 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。
; [7 m7 ?9 S4 ~4 g. u* k7 B 结语 1 w' o7 O- ^, I# S( g* 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。 & t+ {; ~7 J3 ~: n* K+ ?8 z& d
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!
8 T2 e* `' H, j% q$ H4 W6 D' m. C 在线视频观看:《探秘海洋科考》| 带你走进海洋科考 / }1 v0 V1 i& H
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