2 v3 o" X; I! V/ H* Y' }3 n4 U 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。 6 M% H; B# x% {, A* S4 b
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! ' j" m5 G0 ~/ O* @! Z' k! J4 i
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。
8 o1 s4 k, {: F' l- k$ W" 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”。 / G0 ~% G8 z: u9 i' ]" \7 H/ J& |
招数一:温盐深观测仪
+ j+ H/ U( o; t7 m+ U+ Y 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。
: j9 \; S8 Q# ^: c2 J 招数二:ADCP海流计 6 s) W- u. [$ ~' z2 j
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。 : C5 ?! d& `' Z8 ^3 \
招数三:波浪骑士
2 e, K Q, o. l 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。
1 ^4 F4 k) q1 v0 x) }6 ?9 U3 v 招数四:海洋拖体
+ y* |: a( }- S8 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。 . |7 s& v# {4 Y+ K
招数五:水下滑翔机 & O7 O$ I0 c7 z! }2 R
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。
) |. U8 A- q& C- t" y& x+ o% i" q 招数六:探空气球 # z! w/ g% X3 ?6 x) R( S
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。
: r1 W( b, X, ]' V6 { 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。 3 ~$ L- w0 c8 y- h
浮标系统 ' [8 _8 \- E5 D/ U# A1 Z, B( S$ l
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。
: v" v* [$ |3 B 潜标系统
! P+ w5 W; m/ {. S/ T 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。
/ [9 q7 t* T& k% f 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。 : c& k" _+ ^+ z/ o$ j( z' 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。 & F: t0 e# 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。 8 z- o4 h3 @, l3 g8 ~
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。
4 D, P" p! S! b c. m+ v( J 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。 4 h! _* z' W; R3 Y2 U: ]4 ]! y8 {
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。 5 V9 _& C5 d V' 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。
2 _& P% F: I) e/ y+ w( [ K 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。 . g4 w9 ~7 d5 V& ~
结语
0 a9 m4 W0 ^4 K+ d 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。 D7 l" r5 w% z$ O. f
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!
; B! a5 [7 ^5 H# w% g3 A: r 在线视频观看:《探秘海洋科考》| 带你走进海洋科考 ) B1 d- P& i* o; k0 f
' k0 q" B& b# h4 s
( j- O4 Z% Y. c7 D& G0 C
( b$ F" m! |" k( { t9 e1 L! B1 r( w$ l$ v9 [1 E
|