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第一章 绪论1

1.1 海洋调查简史1

1.1.1 单船调查时期1

1.1.2 多船联合调查时期3

1.1.3 无人浮标站的使用取得全天候的连续资料6

1.1.4 海洋遥感获得大面积同步资料，开创了空间海洋学时代8

1.2 全球海洋观测系统简述10

1.2.1 大尺度气候研究计划10

1.2.2 现有的和计划的全球海洋观测系统及数据管理系统12

1.3.1 海洋调查系统的完整构成13

1.3 海洋调查的分类及内容13

1.3.2 海洋水文观测的分类及内容17

1.4 海洋调查是海洋科学发展的必由之路20

1.4.1 科学海洋学时代，是从“挑战者”号环球海洋考察开始的20

1.4.2 漂流理论是先由冰山运动得到启示而发展起来的21

1.4.3 每一种先进海洋仪器问世，都将引起深刻的海洋学理论的革命21

第二章 深度测量23

2.1 水深测量的意义和目的23

2.2 水深测量的要求23

2.3 深度测量的方法及资料订正24

2.3.1 钢丝绳测深24

2.3.2 回声测深仪测深27

2.4 深海调查深度订正方法的比较28

第三章 水温观测31

3.1 温度观测的基本要求31

3.1.1 水温观测的准确度要求31

3.1.2 水温观测的时次与标准层次32

3.2 各式测温计简述33

3.2.1 液体和机械式温度计33

3.2.2 电子温度计33

3.2.3 远距离海表温度辐射探测34

3.3 玻璃液体温度计35

3.3.1 玻璃液体温度计的测温原理35

3.3.2 玻璃液体温度计的误差36

3.4 表面温度计测温38

3.4.1 仪器的结构38

3.4.2 观测与使用38

3.5 颠倒温度计测温39

3.5.1 颠倒采水器及颠倒温度计的结构和原理40

3.5.2 观测与使用方法41

3.5.3 利用开闭端温度计计算深度误差分析46

3.6 温深系统测温47

3.6.1 电子式温盐深自记仪（CTD）测温47

3.6.2 常用投弃式深温计（XBT）49

3.7.1 薄层温差的存在51

3.6.3 温深系统测量时压力与深度的换算51

3.7 遥感测温51

3.7.2 大气温、湿度和油膜的影响52

第四章 盐度测量53

4.1 盐度的定义和演变53

4.1.1 克纽森盐度公式53

4.1.2 1969年电导盐度定义54

4.1.3 1978年实用盐标55

4.2.1 观测时间、标准层次及精度要求56

4.2.2 盐度的测量方法56

4.2 盐度的测量56

4.2.3 利用现场温盐深仪测量盐度原理57

4.3 SYC2-2型实验室海水盐度计测盐度58

4.3.1 测盐度原理58

4.3.2 SYC2-2型实验室海水盐度计60

4.3.3 测定方法61

4.3.4 仪器的维护及使用注意63

4.4 海水样品测定结果的整理65

4.4.1 查R15算盐度65

4.4.2 查RT算盐度65

第五章 透明度、水色、海发光的观测67

5.1.1 透明度定义68

5.1 透明度观测68

5.1.2 透明度观测69

5.2 水色观测70

5.2.1 水色及其成因70

5.2.2 水色观测71

5.3 海发光的观测72

5.3.1 海发光及其影响因子72

5.3.2 海发光的观测73

第六章 海冰观测75

6.1 海冰概况76

6.1.1 海水结冰与盐度76

6.1.3 冰期与冰情77

6.1.2 海冰的类型77

6.1.4 海冰观测点的选择78

6.2 冰量和浮冰密集度观测78

6.2.1 冰量和浮冰密集度的定义78

6.2.2 观测与记录79

6.3 冰型、冰的外貌特征和冰状观测80

6.3.1 冰型观测80

6.3.2 冰的外貌特征和冰状观测81

6.4 浮冰运动参数和固定冰堆积状况、范围观测84

6.4.1 浮冰运动参数观测84

6.4.2 固定冰堆积状况和范围观测86

6.5 测绘冰情图87

6.6 海冰监测系统89

第七章 海流观测90

7.1 海流观测方法91

7.1.1 浮标漂移测流法91

7.1.2 定点观测海流93

7.1.3 走航测流95

7.1.4 海流连续观测的精度要求95

7.1.5 海流观测的注意事项95

7.2 海流计简介96

7.2.1 机械旋浆式海流计96

7.2.2 电磁海流计98

7.2.3 声学多普勒海流计99

7.2.4 其他测流仪99

7.3 海流观测的持续时间选择100

7.3.1 流速场的描述100

7.3.2 海洋湍流100

7.3.3 观测持续时间长短的选择102

7.4 影响海流观测误差分析103

7.4.1 平台无运动时出现的误差104

7.4.2 平台缓慢移动所产生的误差106

7.4.3 平台的快速运动——波浪场的影响106

7.4.5 海洋生物的影响108

7.4.4 铅鱼和吊链的影响108

7.5 直读式海流计109

7.5.1 仪器结构及工作原理109

7.5.2 仪器操作方法及注意事项111

7.6 声学多普勒海流剖面仪（ADCP）112

7.7 近岸异重流现象与观测114

7.7.1 异重流定义114

7.7.2 理论上的近似推导114

7.7.3 流速的直接观测116

7.8 近底层海流的观测117

7.8.1 近底层海流定义117

7.8.3 观测的实施方法118

7.8.2 钢架的设置与观测点的选择118

7.8.4 确定海底粗糙度Z0119

7.9 海流观测资料的整理与分析119

7.9.1 流速流向曲线图120

7.9.2 流速流向曲线的修匀121

7.10 计算余流中误差分析121

7.10.1 浅海潮汐余流的产生机制和实测结果分析122

7.10.2 资料分析方法上的误差123

第八章 海浪观测126

8.1 海浪的基本要素127

8.1.1 海浪的基本要素127

8.2 测波方法简述130

8.1.2 周期、波长和波速130

8.1.3 波向和波峰线130

8.2.1 单点测量131

8.2.2 多点测量133

8.3 目测海浪134

8.3.1 海面状况观测135

8.3.2 波型观测135

8.3.3 波向观测136

8.3.4 周期和平均周期的观测136

8.3.5 部分大波波高及周期的观测136

8.3.6 波长和波速的计算137

8.4.1 测波仪的结构原理138

8.4 光学式测波仪测波138

8.4.2 测波浮标140

8.4.3 安装测波仪和测波浮标141

8.4.4 波浪诸要素的测定142

8.4.5 仪器的维护和保养144

8.5 其他测波仪145

8.5.1 加速度测波仪145

8.5.2 水压式测波仪147

8.5.3 声学式测波仪147

9.1.1 潮位变化的一般规律149

9.1 潮位观测的基本概念149

第九章 潮位观测149

9.1.2 验潮站站址的选择150

9.1.3 海平面与基准面151

9.1.4 验潮仪简介153

9.2 测站的设置154

9.2.1 水尺设置及其维护154

9.2.2 水准点的设置156

9.2.3 验潮井的设置及其维护157

9.2.4 井内外水尺的设置159

9.3 水准联测161

9.3.2 测量的基本原理和方法162

9.3.1 水准仪的主要结构及作用原理162

9.3.3 四等水准测量手薄的记录、整理及其限差的要求164

9.3.4 几种特殊情况下的联测方法166

9.3.5 水准仪和水准标尺的检验166

9.3.6 三等水准测量168

9.3.7 水准仪的维护和测量中的注意事项168

9.4 利用水尺进行潮位观测169

9.4.1 观测与记录169

9.4.2 水位换算170

9.4.3 几种特殊情况的处置方法170

9.5 利用浮筒式水位计进行水位观测171

9.5.2 仪器的安装和使用172

9.5.1 HCJ1-2型验潮仪的结构和工作原理172

9.5.3 验潮仪的记录观测173

9.5.4 验潮系统的一般故障排除和维护保养176

9.6 其他验潮仪176

9.6.1 挪威安德拉公司的水位记录仪176

9.6.2 SCA6-1型声学水位计177

9.7 验潮井设置参数的选取177

第十章 海洋遥感、浮标观测及内波调查180

10.1 遥感使人类获得大面积同步资料180

10.1.1 航空海洋遥感181

10.1.2 卫星遥感181

10.2.1 海面温度遥感184

10.2 海洋遥感的主要对象184

10.2.2 盐度观测185

10.2.3 海面风场观测186

10.2.4 海浪观测187

10.2.5 海流观测187

10.2.6 潮汐观测189

10.2.7 水团观测189

10.2.8 海洋水准面观测189

10.2.9 浅海测深189

10.2.10 海冰遥感190

10.2.12 泥沙、叶绿素观测191

10.2.11 溢油污染遥感191

10.3.1 锚定浮标192

10.3 浮标与潜标观测192

10.3.2 漂流浮标193

10.3.3 潜标195

10.4 内波调查195

10.4.1 内波锚系阵列观测196

10.4.2 内波拖曳及投抛观测197

10.4.3 内波中性浮子观测198

10.4.4 内波声学观测198

10.4.5 内波卫星观测199

10.5.2 潜水器200

10.5.3 取样技术200

10.5 水下探测技术200

10.5.1 水声技术200

第十一章 海洋气象、化学、生物、地质和声光调查202

11.1 海洋气象观测202

11.1.1 观测目的202

11.1.2 观测项目202

11.1.3 观测的次数和时间202

11.1.4 能见度观测203

11.1.5 云的观测203

11.1.7 风的观测205

11.1.6 天气现象的观测205

11.1.8 空气温度和湿度的观测206

11.1.9 气压的观测206

11.2 海洋化学调查207

11.2.1 调查目的和方法207

11.2.2 水样的采集209

11.2.3 采样的程序209

11.3 海洋生物调查210

11.3.1 目的、任务和常用名词210

11.3.2 调查的项目和方式211

11.4.1 调查目的和术语212

11.4 海洋地质与地球物理调查212

11.4.2 调查内容213

11.4.3 调查的基本方法和图件214

11.5 海洋声学、光学要素调查215

11.5.1 站位布设和标准层次215

11.5.2 海水声速调查216

11.5.3 海洋环境噪声测量217

11.5.4 海洋光学调查218

第十二章 海洋工程环境调查219

12.1 海洋工程水文219

12.1.1 海浪观测和计算220

12.1.2 潮汐观测和计算221

12.1.3 海流观测和计算222

12.1.4 风暴潮推算224

12.2 海洋工程地质224

12.2.1 底质采样224

12.2.2 粒级划分225

12.2.3 粒度分析226

12.3 悬移质与推移质229

12.3.1 悬移质230

12.3.2 推移质与推移质输砂率232

12.4.2 指数法现状评价程序236

12.4.1 水质调查项目236

12.4 海洋环境质量评价236

12.4.3 污水排放标准237

12.4.4 污染现状数值模拟计算238

12.4.5 拉格朗日余流追踪238

第十三章 海洋水文要素非直接观测量的计算240

13.1 海水密度和比容的计算240

13.2 1978年国际实用盐标与1980年国际海水状态方程241

13.2.1 旧的海水密度计算公式242

13.2.2 新状态方程对流速的修正243

13.2.3 新状态方程稳定度与声速的修正244

13.3 海水中声速的计算248

13.4.1 梯度流流速计算原理250

13.4 海流的动力计算250

13.4.2 海流要素的动力计算方法251

第十四章 海洋要素图255

14.1 要素随时间变化图形绘制255

14.1.1 过程曲线255

14.1.2 时间剖面图256

14.1.3 过程曲线的修匀257

14.2 要素空间分布图257

14.2.1 垂直分布图258

14.2.2 平面分布图和断面分布图259

14.3.1 点聚图263

14.3 点聚图和频率分布图263

14.3.2 频率分布图264

14.4 跃层的确定265

14.4.1 跃层强度、深度和厚度265

14.4.2 跃层顶界和底界及其确定266

14.4.3 跃层强度最低的规定267

14.4.4 跃层特征图的绘制268

第十五章 海洋观测中的误差及其处理269

15.1 概述269

15.1.1 数据的作用269

15.1.2 数据的误差269

15.1.3 数据中的信息和噪音270

15.1.4 观测数据的处理271

15.1.5 有效数字271

15.1.6 有效数字的计算法则272

15.2 海洋观测中的误差与误差的产生273

15.2.1 误差的定义273

15.2.2 误差的产生274

15.2.3 算术平均值276

15.2.4 其他几个误差定义277

15.2.5 精密度和准确度280

15.3 偶然误差的正态分布281

15.4 函数误差的传播282

15.5 流速矢量在经线和纬线投影测量的随机误差分析284

15.6 多个变数相关285

第十六章 海洋资料分布曲线的平滑和滤波287

16.1 海洋资料分布曲线的平滑287

16.1.1 图解平滑法287

16.1.2 滑动平均值法288

16.2 潮流滤波器292

第十七章 常用的插值法在海洋观测资料处理中的应用294

17.1 方法简介294

17.1.1 三点拉格朗日（Lagrange）抛物插值法294

17.1.2 二次样条函数（Spline-2）插值法295

17.1.3 三次样条函数（Spline-3）插值法295

17.1.4 阿基马（Akima）插值法296

17.2 不同插值法对温盐曲线拟合及讨论298

17.2.1 无温（或盐）跃层情况298

17.2.2 有温（盐）跃层存在，但跃层不强的情况298

17.2.3 有强温（盐）跃层存在的情况299

17.2.4 海洋中具有的多跃层情况301

17.3 几种插值法拟合结果讨论302

第十八章 海洋要素中多年一遇的极值求取304

18.1 皮尔逊Ⅲ型曲线法304

18.1.1 理论基础304

18.1.2 具有Г分布的随机变量x的数学期望及均方差306

18.1.3 三参数的皮尔逊Ⅲ型曲线确定306

18.1.4 绘制皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线的方法309

18.2 利用耿贝尔曲线计算“多年一遇”312

18.2.1 理论基础312

18.2.2 实例（矩法）315

18.3 有特大值时频率计算法317

18.3.1 何谓特大值317

18.3.2 特大值频率计算法317

第十九章 调查船观测工作的组织及实施322

19.1 调查任务的制定322

19.1.1 制定任务书内容的准备工作322

19.1.2 任务书的主要内容323

19.1.4 报表324

19.1.3 观测项目、方式324

19.2.1 站位布设原则及采样间隔选取325

19.2 测站布设原则、采样间隔、定位与观测时间标准325

19.2.2 测站定位与观测时间标准327

19.3 选用观测仪器和记录的基本要求328

19.3.1 仪器和设备328

19.3.2 工作日志330

19.4 观测层次、时间和顺序330

19.4.1 观测层次330

19.4.2 大面（或断面）观测330

19.4.3 连续观测331

19.5.2 值班制度332

19.5 人员分工、值班和观测记录的要求332

19.5.1 人员与分工332

19.5.3 观测与记录333

19.6 海洋调查的典型实例——TOGA-COARE实施计划333

19.6.1 TOGA-COARE简介333

19.6.2 TOGA-COARE主要成员及职责335

19.6.3 使用仪器336

19.6.4 调查船工作339

19.6.5 飞机观测340

19.6.6 卫星观测340

19.6.7 陆地辅助观测341