基于CR800的海洋要素采集系统设计

为现场测量极端海况条件下的多种海洋要素,建立了一套海床动力特性原位监测系统和检测方法。为力求避免中央统一采集、控制的常态设计模式,采用分散控制的方法,从根本上解决了关键核心采集设备失效,引发全部测量失败的弊端。该系统以CR800数据采集器为核心,实现了独立的数据采集、存储和读出功能。其通用性强,可移植或改造成为不同应用目的测量系统。本文详细阐述了CR800数据采集系统的硬件和软件设计,并对测量结果进行了简单的分析。结果表明该系统工作正常,可靠性高。

USB接口在海洋数据存储中的应用

设计了一种新型海洋要素数据存储系统。该系统以USB接口进行数据存储,实现了对U盘的读写,解决了海洋数据采集过程中,数据存储量大、存储设备不易与PC机接口的问题。

基于单片机的海洋要素垂直剖面测量系统的控制电路设计

设计了一种基于AT89C2051单片机的海洋要素垂直剖面测量系统(简称“海马”)的控制电路。实验表明,该控制电路实现了“海马”的核心部件——棘爪机构单向抓紧、阻尼锁定和自由上浮3个状态的控制,方法简单新颖,同时实现了“海马”下潜运动的能量全部来自波浪,上浮依靠自身浮力的目标。

北部湾悬浮颗粒现场剖面测量与粒度分析

应用LISST-100现场激光粒度仪于2006年8月在北部湾首次进行了悬浮颗粒剖面测量,获得了整个垂直剖面的悬浮颗粒现场粒径分布、体积比和光衰减系数,并计算得到了垂直剖面的总浓度和各层的粒度参数及粒级组成。结果表明,悬浮颗粒自上而下均为双峰分布,只是表层的双峰位于5.57μm和34.4μm,中间层和底层的双峰位于34.4μm和129.4μm。悬浮颗粒体积比自上而下逐渐增大,到达底层时达到最大。光衰减系数的变化趋势与颗粒体积比非常相似,且二者存在很好的相关性,相关系数高达0.98。整个垂直剖面上,表层粒度较细,随着深度增加粒度逐渐变粗,到达底层时粒度最粗。悬浮体总体上正偏,峰态值较小,分选较差。粒度以砂为主,粉砂含量次之,不含黏土。

冬季南黄海浮游动物群落结构及其对黄海暖流的指示

2009年12月和2010年1月对南黄海进行浮游动物采集,以了解冬季浮游动物群落结构及其对黄海暖流的指示作用。结果表明,南黄海冬季仍然以温带和暖温带种为主,中华哲水蚤Calanus sinicus、强壮滨箭虫Aidanosagitta crassa、细足法Themisto gracilipes等温带和暖温带种类在浮游动物数量组成中具有较大优势。与此同时,一些暖水种在调查海域局部出现。2009年12月暖水种仅分布在南黄海东南部黄海暖流源地附近。位于黄海中部的调查区东侧温盐层化现象明显,近底层低温、高盐、高营养盐的水文特征体现了黄海冷水团的残留;2010年1月在35°—36°N区域暖水种种类明显增加,截平头水蚤Paracandacia truncata、长尾基齿哲水蚤Clausocalanus furcatus出现的位置与暖流路径相吻合,海洋真刺水蚤Euchaeta rimana数量相比12月有明显向北推进的趋势。主成分分析显示暖水种的分布与温度有良好的相关性。Shannon-Weaver指数、丰富度指数、均匀度指数等没有呈现明显的分布规律,对黄海暖流的指示作用不如种类明显。

温盐深测量仪(CTD)资料质量对比分析

温盐深测量仪(CTD)是目前国际上应用最为广泛的物理海洋调查仪器设备之一。2014年,中国科学院海洋研究所在黄海布放的潜标上搭载了3种不同型号的CTD(37Coastal、CTD48和304Plus),本文分别对这3种CTD所获取的数据资料进行了对比分析。三者数据两两对比结果显示,37Coastal与CTD48压力及温度数据最为接近,盐度数据则为37Coastal与304Plus相差最小。3种设备的压力、温度及电导率数据稳定性对比结果如下:37Coastal压力数据稳定性表现最好;三者温度数据稳定性表现一致;而37Coastal盐度数据稳定性和CTD48一致。三种设备均能适应海洋真实的物理环境参数变化观测,同时各自有其不同的使用环境,对于不同海域环境使用需要进行详细评估,综合各个方面的因素确定最终适合自身科学研究需求的方案。

舱体式防渔拖海床基的研制和应用

本文介绍了一种新型舱体式防渔拖海床基,可布放在200m以浅海域进行长期、定点、连续、综合观测。该型海床基由坐底平台、浮体仪器舱和释放器等配件组成,可以搭载多种观测传感器进行多学科综合观测。同时,针对该海床基设计了安全有效的布放回收方法。通过实际海上应用,结果表明,舱体式防渔拖海床基具有长时间自动观测、隐蔽性好及有效防渔拖等优点,可实现对海洋环境的长期综合观测。

基于无人船的大洋中尺度涡观测系统展望

中尺度涡在大洋中普遍存在,研究发现,其能量比大尺度海洋环流的能量大一个量级,在海洋物质能量输运和全球气候变化中起着重要作用。受观测条件限制,目前对中尺度涡的观测主要通过卫星高度计实现,只能从海面高度来推算中尺度涡大小、分布、强度及其伴随的水体和能量输送,而卫星高度计对中尺度涡垂直结构特征认识不足,也导致了对中尺度涡所引起的上层海洋能量、热量输送估计误差偏大。目前,对中尺度涡三维结构观测认识不足,展望未来将会出现基于无人船平台的大洋中尺度涡三维结构自动观测系统,该平台将集成自动水下剖面观测功能等先进技术,以便观测中尺度涡的垂直结构特征及其时空变化特征,进而系统地认识中尺度涡带来的物质和能量输送。