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海浪常用的觀測方法

發布時間:2022-08-11 00:35:43

Ⅰ 判斷涌浪方向的方法

通過風向可以推測海浪方向。
海浪是發生在海洋中的一種波動現象。海浪是由風產生的波動,其周期為0.5秒至25秒,波長為幾十厘米到幾百米,一般波高為幾厘米到20米,在罕見的情況下波高可達30米以上。

Ⅱ 有哪些種類的海洋觀測儀器

逯玉佩觀察和測量海洋現象的基本工具。通常指采樣、測量、 觀察、 分析和數據處理等設備。海洋觀測儀器主要是為了滿足海洋學研究的需要而設計的,有些國家以海洋學儀器命名,中國習慣上稱為海洋儀器。
發展概況 早在15世紀中葉,便有人研製測量海水深度的儀器但是比較簡便而又可靠的測溫工具,是1874年研製出的。隨後又設計出埃克曼海流計。20世紀初研製出了。1938年研製出機械式,從而可以快速觀測水溫隨深度的變化。直到20世紀50年代以前,海洋觀測主要使用機械式儀器,回聲測深儀是唯一的電子式測量裝置。60年代以後,海洋觀測儀器在設計上大量採用新技術,逐步實現了電子化。海洋觀測儀器的電子化,是從單項測量儀器開始的,以後又發展多要素的綜合儀器,例如。今後,海洋觀測儀器將不斷改進結構,降低功耗,增加可靠性,除感測器多樣化外,信號形式和儀器終端將日趨通用化,並進一步向智能化發展。
海洋觀測儀器的種類 海洋觀測儀器可以按照結構原理分為聲學式儀器、光學式儀器、電子式儀器、機械式儀器,以及遙測遙感儀器等。還可以根據運載工具不同,劃分成船用儀器、潛水器儀器、浮標儀器、岸站儀器和飛機、衛星儀器。其中船用海洋觀測儀器品種最多,按其操作方式又可分為投棄式、自返式、懸掛式、拖曳式等。投棄式儀器使用時將其感測器部分投入海中,觀測的數據通過導線或無線電波傳遞到船上,感測器用後不再回收。自返式儀器觀測時沉入海中,完成測量或采樣任務後卸掉壓載物,借自身浮力返回海面。懸掛式儀器利用船上的絞車吊桿從船舷旁送入海中,在船隻錨碇或漂流的情況下進行觀測。拖曳式儀器工作時從船尾放入海中,拖曳在船後進行走航觀測。
海洋觀測儀器對使用者來說,通常按所測要素分類。例如測溫儀器、測鹽儀器、測波儀器、測流儀器、營養鹽儀器、重力和磁力儀器、底質探測儀器、浮游生物與底棲生物儀器等等。將它們歸納起來可以劃分成 4大類,即海洋物理性質觀測儀器、海洋化學性質觀測儀器、海洋生物觀測儀器、海洋地質及地球物理觀測儀器。
海洋物理性質觀測儀器 用於觀測海洋中的聲、光、溫度、密度、動力等現象。因為海水密度不便直接測定,通常用溫度、鹽度和壓力值計算得到,所以鹽度取代密度成為一個必測參數。觀測海水溫度、鹽度和壓力的儀器,20世紀60年代以前只能用顛倒溫度表、、滴定管和機械式深溫計(BT),現在則用電子式鹽溫深測量儀(STD或CTD)等船隻走航測溫常用投棄式深溫計(XBT)。空中遙感觀測海水溫度則用紅外輻射溫度計
。岸邊潮汐觀測使用浮子式,外海測潮採用壓力式自容儀,大洋潮波的觀測依靠衛星上的雷達測高儀。海浪觀測儀器的品種比較繁雜,有各種形式的測波桿、壓力式、光學原理的測波儀、超聲波式測波儀。近年用得較多的是加速度計式測波儀。海流觀測相當困難,或用儀器定點測量,或用漂流物跟蹤觀測。定點測流是海洋觀測中常用的辦法,所用儀器有轉子式海流計、電磁式海流計、聲學海流計等,其中最流行的是轉子式儀器(見)。海洋聲參數儀器主要有,用以觀測聲波在海水裡的傳播速度。海洋光參數儀器有透明度計和照度計,用以觀測海水對光線的吸收和海洋自然光場的強度。
海洋化學性質觀測儀器 海洋觀測中所用的化學儀器,主要用來測定海水中各種溶解物的含量。60年代以前,除少數幾項可在船上用滴定管和目力比色裝置完成外,大部分項目要保存樣品帶回陸上實驗室分析。60年代以後,調查船上逐漸採用船用、船用pH計、溶解氧測定儀,以及船用分光光度計和船用熒光計。近年來船用單項化學分析儀器與自動控制裝置相結合,形成船用多要素的自動測定儀器。這種綜合儀器還可配備電子計算機
,提高其自動化程度。船用化學分析儀器的工作原理大致分兩類:一類用感測器(主要為電極)直接測定化學參數;一類通過樣品顯色進行光電比色測定。目前,海水中的各種營養鹽靠比色儀器測定,pH值、溶解氧、氧化-還原電位等利用電極式儀器測定。
海洋生物觀測儀器 海洋生物種類繁多,從微生物、浮游生物、底棲生物到游泳生物,相應有不同的觀測儀器。海水中的微生物需采樣後進行研究,采樣工具有復背式采水器和無菌采水袋。浮游生物采樣器主要有浮游生物網和浮游生物連續採集器。底棲生物采樣使用海底拖網、采泥器和取樣管。游泳生物采樣依靠魚網,觀察魚群使用魚探儀(見)。海洋初級生產力的觀測,除利用化學儀器測營養鹽,利用光學儀器測定光場強度之外,還用熒光計測定海水中的葉綠素含量。為了觀察海洋生物在海中的自然狀態,需要利用水中攝象,有時還得使用。可使人們在海底停留較長時間,是觀察海洋生物活動情況的良好設備。
海洋地質及地球物理觀測儀器 底質取樣設備是最早發展的海洋地質儀器,分表層取樣設備與柱狀取樣設備兩類。表層取樣設備又稱采泥器,有重力式采泥器、彈簧式采泥器和箱式采泥器,其中箱式采泥器能保持沉積物原樣。底質柱狀采樣工具有重力取樣管、振動活塞取樣管、重力活塞取樣管和水下淺鑽,有一種靠玻璃浮子裝置使柱狀樣品上浮的重力取樣管稱為自返式取樣管。結合底質取樣,還可進行海底照相。回聲測深儀是觀測水深、地貌和地層結構最常用的儀器。又稱地貌儀,安裝在船殼上或拖曳體上,可以觀測海底地貌。利用聲波在海底沉積物中的傳播和反射測出地層結構。海洋地球物理儀器有重力儀(見)、磁力儀(見)和地熱計等。

什麼是海浪方向譜

方向譜的研究,除理論上的意義外,還可用於大面積海浪的預報,波浪的繞射和折射,水工建築物的作用力和振動,船體、浮標和其他浮體對海浪的反應,以及泥沙運動等問題的研究。但由於觀測上和資料處理上的困難,海浪方向譜的研究遠少於頻譜。

通常將方向譜取為S(ω,θ)=S(ω)·G(ω,θ),其中S(ω)為頻譜,G(ω,θ)為體現能量相對於方向分布的一個函數,θ為海浪主方向(一般取為平均風向)和組成波的波向之間的夾角。G(ω,θ)必須通過觀測得到,其中最簡單的形式為cos。通常取2~4,愈大,能量愈集中於主波向附近。對於淺水波來說,比較大。

為了測量方向譜,可用幾個與海水接觸的測頭組成儀器陣列,記錄的項目可以是波面高度,也可以是水質點的速度、加速度、壓力或作用力。為經濟起見,通常將盡可能少的測頭擺成合理的幾何圖形,以得到最大的解析度。還可用尺寸遠小於海浪波長並跟隨波面運動的自由浮標,記錄波面的高度和兩個方向的波面斜率和曲率,也可以利用壓力、水質點速度或波浪作用力的記錄。此外,航空遙感和衛星遙感也可以確定方向譜。

如何求得海浪譜,主要方法有二:一是利用觀測得到的波高、周期的推導,得出半理論、半經驗形式的海浪譜;二是利用某一固定點測得的波面隨時間變化的這段記錄,來推算相關函數,然後求譜。也有通過建立能量平衡方程式來求譜。目前得到的譜,主要是建立在觀測數據的基礎上求出的。但由於目前尚缺乏精確的風和海浪的觀測資料,故已提出的一些譜,彼此相差較大。海浪譜的分析研究是很重要的,根據海浪譜,可以較合理地設計防坡堤及海面對雷達的反射部分,利用海浪譜,可以算出波高、周期等海浪要素。目前,有的國家根據海浪譜設計出自動控制系統,來校正軍艦上武器發射偏差。

Ⅳ 如何提前知道某地的海浪大不大

降雨量的預報主要還是通過數值模式計算出來的,再通過集合預報、統計預報等客觀方法做出綜合預報.
數值天氣預報:是指應用描述天氣演變過程的流體力學和熱力學的方程組,在一定的初值條件和邊界條件下,通過大型計算機作數值計算,預測未來一定時段的大氣運動狀態和天氣現象的方法.
因此,我們現在一般採用早上8點和晚上8點的全球觀測網氣象資料,輸入計算機作為初值條件,計算機通過數值求解動力學方程組,會自動計算出來.

Ⅳ 海洋氣象學的觀測方式

分常規觀測和非常規觀測兩種。前者按國際統一規定的時間和內容進行觀測並發布天氣報告,後者包括海洋調查、海上觀測實驗和其他非特約船隻的觀測。常規觀測中以商船氣象觀測數量最多,已積累了近百年的記錄。據美國國家氣候中心統計,20世紀70年代以來,每天可以從世界各大洋獲得9000多組的實時天氣報告,但這種觀測在時間上是不連續的,在空間上是分布不均勻的。第二次世界大戰以後,在北大西洋和北太平洋先後設立了十多個定點天氣船,加上日益增多的自動浮標氣象站,可以獲得較高質量的連續觀測資料,但因站點稀少,還不能滿足分析和預報的需要(見地面氣象觀測)海洋觀測台站網。20世紀60年代以來,隨著氣象和海洋衛星的發射並投入業務使用,人們可以在(地球大氣)外層空間的不同高度上對大氣和海洋進行大范圍的均勻的實時觀測,直接或間接地獲得海洋上空各層的大氣溫度、濕度、風速、雲霧、降水、海面溫度、海面風速、海浪、海流、水位和海冰等各種要素的觀測值,對海上龍卷、熱帶風暴、溫帶氣旋等災害性天氣系統進行嚴密的監測,為海洋氣象的研究和業務工作提供了良好的條件(見氣象衛星、衛星氣象學)。

Ⅵ 海浪譜的計算方法

主要方法有二:一是利用觀測得到的波高、周期的推導,得出半理論、半經驗形式的海浪譜;二是利用某一固定點測得的波面隨時間變化的這段記錄,來推算相關函數,然後求譜。也有通過建立能量平衡方程式來求譜。得到的譜,主要是建立在觀測數據的基礎上求出的。但由於缺乏精確的風和海浪的觀測資料,故已提出的一些譜,彼此相差較大。海浪譜的分析研究是很重要的,根據海浪譜,可以較合理地設計防坡堤及海面對雷達的反射部分,利用海浪譜,可以算出波高、周期等海浪要素。有的國家根據海浪譜設計出自動控制系統,來以校正軍艦上武器發射偏差。

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