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+ c: C% D( w! C1 @- ` 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。 9 {9 Q D' n/ ^8 b* u
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! ' ]8 }7 {5 M. c. C/ V
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。 - t: I* c* w- s5 z- d- e6 D( Y5 W
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”。
7 }; @3 a) h8 n7 Q3 \ 招数一:温盐深观测仪 / W3 `- f5 b4 m/ w
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。 : m/ ?5 a6 \# l
招数二:ADCP海流计 / F% {! }8 |% y. Z8 E
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。
& I, [3 j7 W; g9 v; Q! o% Y6 H 招数三:波浪骑士
3 ~$ N7 a! g# i& f9 M9 N# O7 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。
& a4 M& C/ ~; j0 M. K5 u 招数四:海洋拖体 & z7 p# [- @. }0 v" V
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。
: l0 s& P3 y5 K0 V7 R+ S 招数五:水下滑翔机
) W2 Z$ a, I) w5 b" x. a: A 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。 ( o; W& Y+ ?5 |& J. S# _
招数六:探空气球 ; l2 ]6 o$ }3 `8 X4 B) X! |: 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。
. z& m# P- v; a 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。
* p- @6 T' J# i. `8 x0 c' s 浮标系统
U9 \+ D: ?9 B1 P& o/ _# {) ` 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。
) {" a* u" Y8 K" \ 潜标系统 3 @% T) r' t* X
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。
V# e$ Q, J; n, B) k8 ~) t' w; {% ~ 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。 3 Q8 l( } V0 E1 m( ?9 i
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。
3 N) e, k& {6 w+ p3 P) o. p/ g 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( ?) K+ Z" [: l0 m7 e+ w% 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。
' Y' W: P: c" ]; v2 Y* P) _ 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。 . n3 A" d+ k( q5 ~* d( T U/ K
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。
, P. _7 A/ O! g, S( @ e% E, C 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。
4 K b6 X- B% k' \3 s5 j 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。 : l8 Q4 v7 T5 j d/ P1 s
结语 9 m. _2 h, s7 U* j
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。 9 W2 S; M% V7 ?, b o4 k* o4 `
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! 5 t/ I- s0 @( I, E& R }: I) Q
在线视频观看:《探秘海洋科考》| 带你走进海洋科考
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