海洋调查方法部分习题

1. 解释海洋调查及方法。

   海洋调查是用各种仪器仪表对海洋中能表征物理、化学、生物学、地质学、地貌学、气象学及其他相关学科的特征要素进行观测和研究的科学。海洋调查方法是指在海洋调查实施过程中仪器的使用、站位设置、资料整理与信息分析的方法和原则。

2. 简述认识海洋的重要性。

   • 海洋人类重要的食物来源：我们关心海洋就像“农民关心气候”，海洋的“天气”影响海洋的“肥沃程度”；
   • 海洋与人类活动密切相关：旅游、运输、资源，所以我们关心影响这些活动的海洋过程；
   • 海洋灾害威胁着我们居住与赖以生存的环境；
   • 维护国家海洋权益的需要。

3. 简述海洋调查发展历史

   • 航海探险时代；
   • 单船走航调查时期；
   • 多船联合调查时期；
   • 立体化海洋调查时期。

4. 简述海洋调查系统的构成。

   海洋调查系统由被测对象，传感器 ，平台 ，施测方法 ，数据信息处理构成。

   其中被测对象包括基本稳定的、缓慢变化的 、变化的迅变的、瞬变的；

   传感器包括：点式传感器、线式传感器、面式传感器；

   平台包括固定的平台和活动平台；

   观测方法包括随机方法 ,统计信息、定点方法、走航方法和轨道扫描方法。

   数据信息处理包括初级数据处理、进一步的数据处理、初级信息的处理和进一步的信息处理。

5. 简述信息处理过程。

   • 初级资料处理：将最初始的观测资料转化物理量、读数订正
   • 进一步的数据处理：指对初级处理完毕的数据作进一步加工处理，空缺数据的填补，统计参量，延伸的资料获取；
   • 初级信息的处理：数据提取海洋信息，温度大面图，
   • 进一步的信息处理：提取进一步的海洋信息，跃层，水团。

6. 简述全球大尺度研究计划。

   • 气候变异与预测研究计划（CLIVAR）；
   • 热带海洋与全球大气计划(TOGA-COARE）；
   • 世界大洋环流实验(WOCE)；
   • 国际地圈-生物圈计划（IGBP)；
   • 全球海洋观测系统(GOOS)；
   • 地转海洋学实时观测阵（ARGO）。

7. 怎样理解海洋调查是海洋学发展的动力源泉。

   与地学的其他分之一样，海洋科学是一门观测学科，海洋科学的发展史是一部海洋调查的发展史，海洋科学理论的每次革命都来源与海洋调查的新发现。

   • 1）“挑战者号”全球海洋调查，揭开了海洋科学时代；
   • 2）基础理论建立源自调查新发现
   • 3）新的观测手段，催生新的学科领域与方向
   • 4）新技术，推动海洋科学新理论的创建。

8. 水深测量的要求。

   水深测量的时间为，连续站每小时测一次；大面(或断面)，在船到站后即测量。深度测量的准确度为2%。100m 以浅，记录取一位小数； 超过 100m，记录取整数 钢丝绳测深，回声测深钢丝绳测深时，应先求得计数器的校正系数，以便对钢丝绳作计数器的器差较正。测量时若钢丝绳倾斜，应用偏角器量取钢丝绳倾角。倾角超过 10°时，倾角订正；倾角超过 30°时，控制在 30°以内。

9. 回声测深仪测深公式。

   $$ H=(c.t)/2+h $$ 其中 H 为水深，c 为声波传播速度（1500m/s），t 为声波从发射到接受的时间间隔，h 为船的吃水深度。

10. 单波束测深仪的局限性。

    • 1）只有未经稳定补偿的单波束；
    • 2）要想得到更窄的波束只能靠加大换能器面积。这将显著增加费用；
    • 3）要想得到海底的 3 维图非常困难，且精度较差；
    • 4）对海底填图来说，效率太低。

11. 简述温度观测的精度要求。

    深海和浅海温度变化不同，要求精度不同，遵循的基本原则：必须从客观需要出发，并应尽量达到一种资料多种用途的效果；规定观测精度还应考虑到现有的技术条件的可能。

    对于大洋，因其温度分布均匀，变化缓慢，观测精度要求较高。一般温度应准确到一级，即0.02℃。遥感手段观测海温，或用 BT、XBT 等观测上层海水的跃层情况时，可适当放宽要求。

    在浅海，水温观测精度为0.1℃，水团界面和跃层的微细结构调查，以及海洋与大气小尺度能量交换的研究等，应根据各自的要求确定水温观测精度。例如，二级精度为0.05℃。三级精度为0.2℃。

12. 简述表面温度计测温方法。

    • 直接测量：（风浪小）

      第一次感温，适应海水温度。

      第二次感温：0～1m 深度处感温 5min 后取上读数。并力求迅速，要求从温度计离开水面到读数完毕的时间不得超过 20s。根据精度要求，读数要精确到 0.1℃。

    • 水桶取水测量：（风浪大）

      应将取上的一桶海水放于阴影处，把表面温度计放入桶内搅动，感温 1～2min 后，将海水倒掉重新取水 (此时必须注意，在把温度计放入桶内之前，应将温度计桶内的海水倒尽)。

      感温 3min 后，读数。读数时温度计不可离开水面。第一次读数后，过 1min 后再读数一次，当气温高于水温时取偏低的一次，反之，取偏高的一次。

13. 1978 年实用盐标。

    在实用盐标中采用了高纯度的 KCl，用标准的称量法制备成一定浓度(32.4357‰)的溶液，作为盐度的准确参考标准，而与海水样品的氯度无关，并且定义盐度：在一个标准大气压下，15℃的环境温度中，海水样品与标准 KCl 溶液的电导比。

14. 盐度的测量方法和常用仪器。

    化学方法:硝酸银滴定；比重法：密度求盐度；折射法和电导法。 常用仪器：CTD，SYC2-2 型试验室海水盐度计测盐度。

15. 简述 CTD 投放的原则。

    1. 要保证仪器安全，务必不要使仪器探头碰到船舷或触底，注意仪器探头温度与水温之差不能过大，探头应放在阴凉处，切忌曝晒。
    2. 根据现场水深确定探头的下放深度。控制在 0.5～1m/s 范围内，在浅海或上温跃层速度选在 50cm/s 至 100cm/s，在深海季节层以下下降速度可稍高，但也不超过 150cm/s 为宜。并且一次观测中保持不变。若船只摇摆剧烈，应选择较大的下降速度。
    3. 注意感温。探头下放时获取的数据为准，探头上升时获取的数据作为参考值。观测期间应记录仪器的型号、编号、测站的站号，站位和水深，观测日期、开始时间、结束时间和观测深度，数据取样间隔，探头下放速度、探头上升速度和探头出水时间以及船只漂移情况等。
    4. 及时检查数据，补测，书写观测日志。
    5. 比测，明天上午 8 点后的第一次测温，选择在 10 米。

16. 简述国际 ARGO 计划目的。

    旨在快速、准确、大范围收集全球海洋上层的海水温、盐度剖面资料，以提高气候预报的精度，有效防御全球日益严重的气候和海洋灾害（如飓风、龙卷风、台风、冰暴、洪水和干旱，以及风暴潮、赤潮等）给人类造成的威胁。

17. 简述 ARGO 计划科学目标。

    ARGO 资料可以对大洋上层的演变过程及海洋－气候变化的模态（如热量和淡水的贮存和输运等）进行细致的描述。

    ARGO 全球海洋实时观测网的建成，如同天气观测中用大量的无线电探空仪资料，使人们可以更准确地预报 3－5 天内的天气情况一样，ARGO 资料应用可以更准确地进行短期气候预报。

18. 简述透明度观测方法。

    选择在背阳光的地方，观测时必须避免船上排出的污水影响； 将透明度盘放入水中，沉到看不见的深度 ，提到隐约可见时，读数，读到一位小数，重复二到三次，取其平均值，即为观测的透明度值。 有波浪时，读取波峰波谷倾角超过 15，则应进行深度订正。当绳索倾角过大时，盘下的重锤应适当加重 观测只在白天进行，观测时间为:连续观测站，每二小时观测一次，大面观测站，船到站观测。

19. 简述水色观测的方法和注意事项。

    观测透明度后，将透明度盘提到透明度值一半的位置，根据透明度盘上所呈现的海水颜色，在水色计中找出与之最相似的色级号码。水色的观测只在白天进行，观测时间为:连续观测站，每 2h 观测一次，大面观测站，船到站观测。

    观测时水色计内的玻璃管应与观测者的视线垂直水色计必须保存在阴暗干燥的地方，切忌日光照射，以免褪色 6 个月内至少用标准水色校准一次，发现褪色现象，应及时更换，作为标准用的水色计平时应封装在里红外黑的布套中，并保存在阴暗处。

20. 简述常用海流计。

    根据其流速测量原理，可以分为机械旋浆式海流计、电磁感应式海流计、声学多普勒海流计和漂流浮标四个基本种类。

    1. 机械旋浆式海流计基本原理是依据旋浆叶片受水流推动的转数来确定流速，用磁盘确定流向。原理基本相似，只是信号记录和传输方式不同。根据这类仪器记录部分的特点，大致可分为厄克曼型、印刷型、照相型、磁带记录型（安德拉海流计）、直读型、遥测型等旋桨海流计。

    2. 电磁海流计其基本原理：流过一个环形线圈的电流在传感器周围产生一个磁场，流动的水体作为一个运动的导体切割磁力线时，根据法拉第感应定律，会激发与流速成正比的电压（电位梯度），然后被安装在球形内赤道位置两对钛电极测得，信息存放在固态存储器内。球形外形可以消除水波运动的垂直分量，减少测量误差。

    3. 声学多普勒海流计其基本原理：能发出超声波的探头前面，随水流一起移动的小颗粒、小气泡也会反射超声波，从而使探头接受的声波频率改变，这种改变随水中悬浮物运动速度的增加而增加。由此测出多普勒频移，也就测出了水的流速。仪器无活动部件，无摩擦和滞后现象。对流场不产生任何扰动，不存在机械惯性和机械磨损，可以真实反映流场。

       其缺点是：在水下的仪器本身是超声波发射者，因此发射能量、电池寿命和声波衰减等问题不易解决，从而限制该类仪器的发展。

    4. 漂流浮标

21. 给出常用的海流计测流方式。

    1. 锚定船只测流；
    2. ADCP 走航测流
    3. 表层锚定浮标测流
    4. 半潜锚系浮标测流
    5. 固定平台测流
    6. 仪器坐底测流

22. 简述海流观测时间的选择。

    1. 昼夜观测至少要 25 小时。不管是日潮还是半日潮流区，都要在 24 小时 48 分钟内（近似 25 小时）潮流才能完成一个周期性运动。在一个完整的潮流周期内，潮流的速度矢量和为零。正是基于此原理，才能将周期性的潮流与余流分开。如果仅用 24 小时观测资料，就会带来计算误差。

    2. 要进行大、中、小潮观测。进行短期（三次 24 小时）潮流观测，是为了潮流调和常数计算尽可能准确。但要在选定那几天完成三次观测，难度非常大。后来，退而求其次，就是大、中、小潮观测各一次，也可以在很大程度上满足潮流调和常数计算的精度要求。在这三次观测中，对大潮要求更为严格。因为大潮期间流速大，可以减少相对误差。 此外，根据大中小潮观测资料对比，可以直观看出：不同潮时条件下潮流和余流运动规律。

23. 流速流向曲线绘制应注意的问题。

    1. 在往复流为主的水域流速流向曲线绘制。

       流向曲线的相邻两点间的连线（包括转流场合）所经过的角度数一般不能超过 180°，360°线实质上与 0°线一致。 转流时应根据以上的原则及相邻各层情况仔细判断的转向是向右转还是向左转，即连接时曲线应向上方还是向下方延伸。 转流时流向曲线与流速曲线应当有以下对应关系：流向变化最快时对应着流速最小值。当转流的时间不好确定时，应当参照上、下层情形确定。 曲线所达到的最大值常常要大于最大观测值，在转流时，曲线所达到的最小值常常是要小于最小的观测值。

    2. 在旋转流水域流速流向曲线绘制流向不是只在两个方向变化，而是在 12.4 小时（半日潮海区）或 24.8 小时（日潮海区）内流向连续变化 360°，形成椭圆流矢量，最大流速在椭圆长轴方向，最小流速在椭圆短轴方向，两者相差 90°。

    3. 流速流向曲线修匀

       流速小时，流向变化迅速；在旋转流的情况下，流向变化是逐渐的、平稳的，流速变化不很大。在往复或者旋转流而带有较大的余流情况下，流速曲线显示为峰谷相间的波状，与之相应的流向曲线是一个一个平台状。近岸浅海，潮流是实测流中的主导成分，潮流上、下层变化是不大的，表现得较显著的仅是下层（尤其是底层）的最大流速比上层的要小， 最大流或者转流时刻一般上、下层变化不很大，因此各层曲线图形相似。

24. 海洋中的波动按照波动的成因可以分为几类？

    1. 表面张力（毛细波）；
    2. 重力（重力波）；
    3. 风应力（风浪）；
    4. 日月引潮力（潮波）；
    5. 火山和地震（海啸）
    6. 科氏力（开尔文波、罗斯贝波）

25. 风浪和涌浪的特征及区别。

    风浪：由当地风产生且一直处于风力作用下的波浪，风浪的成长取决于风速、风时和风区；风浪的特点：外形杂乱粗糙，周期小，传播方向基本与风向一致；

    涌浪：离开风的作用后依靠惯性进行传播的波浪；涌浪的特点：外形规则，波面光滑，周期大，且随传播距离的增大而增大。

26. 深水波浪与浅水波浪的定义。

    当水深 D 与波长 L 之比大于 1/2 时为深水波；当水深 D 与波长 L 之比小于 1/20 为浅水波；之间为浅水到深水的过渡带。

    其中，当 H/d = 0 时为深水区；当 H/d 小于0.5时为浅水过渡区，当H/d 接近0.5 时为波浪破碎带。

27. 波浪破碎的判据。

    当波陡 h/L>1/7 时，波浪破碎。

28. 1985 国家高程。

    青岛大港 1952-1979 年验潮资料平均海平面，也称 85 基面。

29. 简述潮位观测的重要意义。

    • 长期的气候变化（海平面的变化）；
    • 沿岸潮位变化直接关系到船舶进出港口；
    • 海洋和海岸工程设计；海军的水雷布设深度；
    • 海上作战指挥；
    • 风暴潮汐预报；
    • 海涂围垦；
    • 潮汐发电；
    • 确定平均海平面和深度基准面；
    • 潮汐表制作；
    • 海底电缆的敷设；
    • 地震预报。

30. 潮位变化的影响因子。

    潮位变化包括在天体引潮力作用下发生的周期性的垂直涨落，以及风、气压、大陆径流等因子所引起的非周期变化，潮位站观测到的水位是以上各种变化的综合结果。

31. 水尺设置方法包括哪几类？

    水尺是验潮站观测的基本设备，其设立方法按型式分,分为：直立式、倾斜式、矮桩式和悬锤式四种。

    1. 直立水尺安装

       开敞式水域安装方法 ：根据不同海底底质，码头等建筑物而定。对于海底底质是泥沙等较软的物质，先将水尺钉在木桩上再打入海底，四周拉上铅丝加以固定。对于海底质坚硬的地区，可在大石块中间打一孔插入水尺，或用水泥、沙、石浇成水泥沉石，将木桩浇在中间，再将水尺固定在木桩上，然后放入海中，同时用铅丝加固。

    2. 倾斜水尺

       设置直立水尺有困难的地区(例如在波浪冲击力很大的岸边)可以设置倾斜水尺。由上而下，每隔一定距离，用混凝土做成稳定基础或打下木桩，再用粗木条固定在基础或木桩上面，然后钉上木刻水尺。用水准仪测量每米水位标记线的位置，再把相邻两条水位标记线中间的斜距离等分为十分或一百分，用颜料划成线条和数字。

    3. 短桩式水尺

       此种水尺适用于有严重流冰和漂浮物以及有频繁航运的地方，但不宜于易淤的地方。 由若干根牢固地打入海中的矮木桩组成。短桩群的连线应垂直于海岸线。矮桩露出地面的高度一般为 5-20cm，并用水准仪测出每根短桩顶之间的高度差。观测水位时，可将活动水尺放在每矮桩顶的圆头钉上。读取铁钉以上水尺的水位，再经过矮桩顶上水尺的之间的换算，即得水位在水尺上的高程。

    4. 悬臂式水尺

       它适用于水很深、石质底、岸壁陡峭的地区。在江河封冻无法设立木桩式水尺时，也采用此法。它是将水尺固定在横木上，绳索绕过滑轮，上端伸向水尺板并装有拉环作为指标，下端吊有重锤(或浮鼓)，直抵水面，安装时应估计最低水位，据此以决定绳索的长度，观测水位时，先把重锤(或浮鼓)放下，当锤和海水表面接确时，再看指标拉环对在水尺板上的读数,此时的读数就是当时的潮位。

32. 水准测量的观测过程。

    1. 将水准标尺放在水准点上或尺垫上。水准仪放在两标尺的中间位置，整理仪器“水平”。
    2. 照准后视标尺黑面，调整气泡严格居中，按上、下丝及中丝进行读数，估读至毫米。
    3. 照准前视标尺黑面，与后视标尺相同，进行读数。
    4. 前视标尺转红面，中丝读数。
    5. 后视标尺转红面，中丝读数。

    由此可见水准测量的观测程序为后--前--前--后。

    第一测站完毕后，将后视标尺移至水准仪的前方作为第二测站的前视标尺，原来的前视标尺作为第二测站的后视标尺，进行第二测站的观测。 以此类推，直至观测完毕。为了观测的准确起见，要求对全程往返观测两次求其高差的平均值，作为最后结果。

33. 自记水位计的类型。

    按其工作原理可分为：浮筒式水位计、压力式水位计和声学水位计。我国海洋站潮位测量多采用浮筒式水位计。

34. HCJ1-2 型验潮仪观测记录的整理过程。

    1. 检查和修正记录曲线

       ①检查记录曲线的开始时刻和潮位与前一天的曲线是否衔接，并检查观测站名、时间、观测人员有否填错或漏填，如发现问题应立即改正；

       ②检查记录曲线是否连续光滑，记录曲线可能出现中断，若其中断时间间隔不超过三小时，可用铅笔按前后曲线趋势并参考前一天曲线情况用铅笔描绘，其中断处恰在高(低)潮时，作可疑记录处理，其它时间作正式记录。若中断时间超过三小时者，皆作缺测处理；

       ③因测井消波不好，曲线受波浪影响而造成较宽的带状，或在高 (低)潮处形成锯齿状，可用铅笔在带状或锯齿状曲线中间位置划一光滑曲线，用此曲线摘读潮位。

    2. 潮时订正如时间校核记号与时间坐标差值≥1 分钟，则应进行潮时订正。 由于验潮仪记录观测是每隔 12 小时校测一次的，故其记录“潮时订正”的时间间隔为 12 小时 。

    3. 潮高订正在经过潮时订正后的每整小时标记上读取每整小时的潮位值，写在自记纸下半部适当位置，排成一横行，若校测时的潮位与校核水尺得出的潮位不符，则须进行潮高订正。 其订正方法与潮时订正方法相同。订正时，实测潮位大于曲线读数，K 值为正;小于曲线读数，K 值为负。

    4. 高低潮的挑选 高低潮的挑选，直接从经过检查修正后的曲线上进行，如曲线比较规则，可在最高(低)处作一平行于潮高轴的线段，直接读取高(低)潮时的潮高。当曲线上平潮时间较长，潮时决定有困难时，可在接近高 (低)潮附近绘一平行于时间轴的弦，再连接涨落潮曲线中点得一弦。 取两弦中点延长线与曲线相交之点即为该次高(低)潮潮时。 挑选高(低)潮后，应将潮时、潮高填在相应的高(低)潮处，进行订正，如高(低)潮出现于正点，则直接用潮时潮高相应正点的订正值；若高 (低)潮出现非正点，则按其前后两个正点的订正值进行内插订正，再如高低潮出现在换纸时间，则将前后两张自记纸按时间并在一起，使曲线衔接，读出高(低)潮潮高及潮时，其订正值取出现高(低)潮那一张上的订正值。

35. 冰期及其特征期。

    初冰日起至终冰日止的一个时段的天数，反映海冰维持的时间，与实际有冰的天数不同依据冰的发展又分为 3 个特征期：初冰期、盛冰期（严重冰期）和融冰期。

36. 根据运动状态海冰的分类及其主要特征。

    1. 固定冰。

       与海岸、岛屿或海底冻结在一起的冰；常随潮汐而运动；其宽度可从海岸向外延伸数米甚至数千米；

    2. 浮冰（流冰）

       自由浮在海面上，能随风、流漂移的冰 ；浮冰块大小差别很大。

37. 给出海冰监测手段。

    海冰监测手段以卫星遥感观测和岸站常规观测为主，现场冰调、飞机和船航测、岸站雷达观测等为辅。

38. 海冰基本观测参数。

    1. 海冰大面分布观测参数：

       密集度、外缘线、范围、面积、冰速、厚度

    2. 目测海冰观测参数：

       冰量、浮冰密集度、冰型、冰表面特征、冰状、最大浮冰块水平尺度、浮冰漂流方向和速度、固定冰堆积量、固定冰堆积高度、固定冰宽度和厚度

    3. 现场海冰观测参数：

       冰厚、光学性质、物理性质、力学性质

39. 冰量观测的内容主要包括哪些？

    冰量：能见海域内，海冰覆盖的面积占该海域面积的成数包括总冰量，浮冰量和固定冰量三种：

    • 总冰量：所有冰覆盖整个能见海面的成数；
    • 浮冰量：浮冰覆盖整个能见海面的成数；
    • 固定冰量：固定冰覆盖整个能见海面的成数。

40. 固定冰堆积状况观测主要内容。

    固定冰堆积状况是指堆积量、堆积高度。

    固定冰的堆积量是指沿岸冰堆积聚块的情况。固定冰堆积量观测时，将整个能见固定冰冰面分为十等分，用 0～10 和 10，共 12 个数字和符号来表示，以三角形符号表示，在符号内标出堆积量。

    堆积高度为从冰面到堆积顶点的垂直距离。固定冰堆积高度分为一般堆积高度和最大堆积高度。

41. 简述冰情实况图的组成。

    冰情实况图是表示冰情况的原始记录图（铅笔绘制），记录测冰点现场的冰情，边测边绘，并说明天气等背景情况。冰情实况图由底图和冰情两部分组成：

    1. 底图： 包括测点位置及测点附近的岸线、一些特征地形和标志物；以测点为中心每 2km 作一等距圆孤线，每 10°作一方位线；图例一般在图上方图右下方可填冰情概述以及站名、日期、比例尺等；

    2. 冰情： 将观测结果及海冰分布情况在测点（或海区）的局部范围内，用规定的格式、符号和色彩反映出来。冰情实况图形式各异，主要有岸边定点观测冰情图和乘船海区冰情图等。

42. 简述中国南海陆架陷波的观测的必要性和观测方案。

    1. 观测的必要性

       陆架陷波是广东沿岸不容忽视的动力因子。

       南海是台风多发区，根据近三十年的资料统计，南海海域平均每年约有 3 个台风形成，主要出现在 5—11 月，其中以 9 月最多，6、7、8 月次之。

       能够影响南海，并且能够产生陆架陷波的并不只限于南海台风，从南海外围经过的台风都会引起陆架陷波。

    2. 观测方案。

       1. 在南海北部陆架区，水深 20~30m 处，设置 5 个锚系浮标站，用 ADCP 观测逐层海流。同时用测温链观测温度垂直结构。这 5 个浮标站依次位于台湾海峡西端、红海湾、珠江口、陵山岛和电白附近；
       2. 在上述 5 个站点设立岸边潮位站，观测潮位的变化；
       3. 红海湾和电白站点设立与海岸垂直的断面，穿过岸边潮位站、锚定浮标站向外到水深 100m 处，用 3 个水位计观测潮位；
       4. 在台风之前和结束，对从 5 个站点向外延伸的断面，用 CTD 观测温盐度，了解温跃层变化；
       5. 观测时间，只在台风多发期 6、7、8、9 月份。

43. 内波主要特征。

    內波或內潮，是一種因海水密度垂直分层所引發的一種重力波。 内波的最大振幅出现在海水内部，频率介于惯性频率和布伦特----维塞拉频率之间（量阶为周/天至周/分），水平波长在几百米至几千米之间也曾观测到波高达几百米的内波。 海洋内波影响到潜艇航行和停泊的平稳性。内波引起的强剪切流也会影响到海上石油钻探活动。内波还能改变海洋中声传播特性，从而严重影响声纳的功能，因此它也是潜艇隐蔽和监测技术必须设计的环境要素。

44. 大洋中内孤立子的形成原因。

    第一种机制，是在陆架边缘处，正压潮因地形变化的交互作用进而引发斜压潮运动，而被引发的斜压潮若其传递方向與地形斜坡方向平行，則更可能更進一步將能量投影至更高頻率的運動，並引發非線性效应應，進而產生內孤立子，此机制犹如发生在喬治亞浅滩附近海域的現象。

    第二种机制，是流速較大的正压潮流於漲(退)潮時流经一海脊)，因而引發駐波形式的山後波(standing lee wave)，當潮流轉向后，此山後波扰动会伴隨着相對较慢的正压潮流运动再次越过海脊，同時扰动區域將会變得较為宽广，而此扰动的传递過程会引發非線性效应，進而產生內孤立子，此机制犹如发生在苏祿海的現象。

45. 给出内波观测方法。

    1. 内波的锚系阵列观测。

       是在一组锚系装置上用多架自记仪器记录海水物理量空间分布和时间变化序列，从中分析内波的运动规律。为了减少海面风、浪、流和水位变化对观测结果的影响，一般采用潜标观测。浮子距水面距离，视研究水深和跃层位置而定，一般为十几米至几百米。锚系装置上悬挂仪器有 CTD、ADCP 或其他海流计。

    2. 内波的拖曳及投抛观测。

       观测仪器（如温度计、电导率计、压强计、ADCP 等）在走航中观测，为了仪器安全，船只要低速、直线航行。仪器可以稳定在一个水层，也可以改变安装仪器的升降翼角度，使该仪器沿着一个波状轨迹运动（如拖曳式温度计）。将所得资料整理成水平空间序列和垂直空间序列。 投掷式仪器有 XBT（投掷式温深仪）、XCTD（投掷式温盐深自记仪），这种仪器有的从船上释放，有的从飞机上投掷。从船上投掷的 XBT，信号则通过导线传输至船上记录器；从飞机上投掷的 XBT，则温深资料通过无线传输方式传至飞机记录。XCTD 有的一次观测后抛弃的，也有回收的。两次投掷的时间间隔，应远小于所研究问题的时间尺度；投掷的时间长度应远大于所研究问题的最大时间尺度。

    3. 内波的中性浮子观测。

       是指将一种沉入水中的、浮力与重力相互平衡的浮子，悬浮在一定水层中不断进行海水理化要素的观测。通常，中性浮子是一个耐压容器，下联几十米甚至几百米的电缆，电缆下端悬挂声学释放器和重物。在电缆不同部位悬挂温度和电导率探头，可以连续记录温度和盐度。

    4. 内波声学观测。

       即使用声学仪器，观测海水温度、密度、流速等物理量在空间分布和随时间的变化。从设于船上的高频声纳（例如 5~25kHz），随船只运动的同时，不断反射信号，并接收从不同等温面（或等密度面）反射回来的信号，配以其他仪器少量现场观测资料，经过校核，就可知道沿航线的内波波高和波长等信息。 在声学多普勒剖面仪（ADCP）大量使用，与温度、密度剖面资料相结合为内波与细结构提供更有效手段。

    5. 内波的卫星观测。

       在跃层上方由跃层处内波产生的波流，其水平分量垂直于波峰线，一个波长内流向改变 180º。在流向相向处和相背处分别形成辐聚带和辐散带，它们相间排列。 当表面存在短波长涟漪时，这些涟漪在辐聚带内波长减小，表面显得粗糙；在辐散带内，波长增大，表面变得光滑。光滑表面色亮，粗糙表面色暗。当表面有油污或细碎漂浮杂物时，它们会聚集在辐聚带内，使辐聚带变得更暗。于是，在海面上呈现出与内波波峰线平行的或明或暗的条纹。

46. 海洋气象观测的次数和时间要求。

    担任气象观测的调查舰船（无论是走航还是定点观测），每日都要进行四次基本气象观测，观测时间：02、08、14、20 时（北京时间）；

    在连续站观测中，四次基本气象观测外，还需要进行四次辅助气象观测，观测时间：05、11、17、23 时（北京时间）；

    在大面站观测中，一般是到站后即进行一次气象观测。如果到站时间在基本气象观测前后半小时内，则不进行观测，可用该次基本气象观测的资料代替。

47. 简述云状的分类。

    1. 低云：积云，积雨云，层云，层积云，雨层云，
    2. 中云：高层云 As、高积云 Ac。云底高度一般在 2500-5000 米之间；中云由水滴、过冷水滴与冰晶混合组成。
    3. 高云：全部由细小的冰晶组成，云底一般在 5000 米以上。高云一般不产生降水。冬季北方的卷层云、密卷云，偶尔也会降雪，有时可见雪幡。包括：卷云、卷层云、卷积云等 3 属 7 类：卷云：毛卷云、密（厚）卷云、钩卷云、伪卷云；卷层云：薄幕卷层云、毛卷层云；卷积云。

48. 湿度的观测内容。

    1. 混合比 γ：g/g。湿空气中水汽质量为 MV，干空气质量为 Ma；
    2. 水汽的摩尔分数；
    3. 水汽压
    4. 饱和水汽压
    5. 相对湿度
    6. 露点温度(Td )、霜点温度(Tf)

49. 如何取得具有代表性的风资料？

    在观测中为了取得具有一定代表性，一般是取某一时段内的平均风速和最多风向。

    实验表明：取十分钟时段内的平均值即可以达到一定代表性的要求；在大多数风的阵性涨落不大的情况下，取 2－3 分钟时段内的平均值，也可达到一定代表性的要求。因此，一般人工观测取两分钟的平均风速和最多风向，自记仪器是取十分钟的平均风速和最多风向。

50. 海洋化学样品预处理步骤。

    去除悬浮颗粒物：无机——岩石风化，有机——生物体及其碎屑

    1. 必要性 a. 水中某元素的颗粒物状态、溶解状态具有不同的生物化学作用和物质输运方式 b. 悬浮颗粒物的吸附解吸影响海水组成，特别是加固定液后 c. 在样品储存中，水中的细菌作用会使颗粒物组成发生变化而影响海水

    2. 分离 a. 过滤（抽滤、压滤） b. 离心分离

    3. 滤器（主要是滤膜） 烧结玻璃(由半熔融的优质玻璃细粒组成，2～120 µm) 玻璃纤维( 450°灼烧，1.0 µm、0.7 µm ) 微孔滤膜( 0.45 µm ,1.0 µm、5 µm 等) 核孔滤膜(聚碳酸酯膜，一般 0.5 µm )

51. 常规海洋化学参数。

    常量组分：一般情况下，含量大于 1mg/kg(50m mol/kg～0.05 m mol/kg) ，占海水元素总量的 99%以上。 盐度、氯度；溶解氧；化学需氧量。

52. 简述海水二氧化碳系统参数测定方法。

    碳系统循环：水-气界面、固液界面、无机碳-有机碳；碳在各个界面之间相互转换是研究重点，对碳的研究的重要性仅次于盐度的研究。 海水中二氧化碳系统参数 ： $pH、ALK、DIC 、pCO_2 、DOC、POC 、VOC$。

    1. pH 测量方法：电测法、光度法
    2. 碱度（ALK）：酸直接滴定、pH 法（单点法）、返滴定法
    3. 二氧化碳分压（pCO2)：平衡器测定法
    4. 溶解有机碳（DOC）：一般测定步骤： ⑴ 海水样品处理； ⑵DOC 氧化； ⑶氧化物的测定。

53. 海水中营养盐的分析方法。

    1. 亚硝酸盐的分析一定酸度下，亚硝酸盐与芳香胺反应生成重氮化合物，继而与另一种芳香胺偶联，生成红色偶氮化合物，最大吸收波长 540nm $NO2^+$ 氨基苯磺酸类→重氮化，+ $α^-$ 奈胺→偶联

    2. 硝酸盐的测定选择适宜还原剂，将硝酸盐定量还原为亚硝酸盐或氨，然后根据亚硝酸盐和氨的显色反应进行比色测定。 最常用的方式在金属的表面上将硝酸盐还原为亚硝酸盐。 基本反应如下：

       $$NO_3^-+Me（S）+H_2O→NO_2^-+Me_2^++2OH$$

       还原性的影响因素

         (1)选用金属的性质：电负性不能太小，造成过度还原，反之还原不完全
       
         (2)金属的表面活性
       
         (3) 介质的 pH 值

    3. 铵盐的测定--次溴酸钠氧化法原理 在强碱性条件下，次溴酸钠将海水中氨氧化为亚硝酸盐

       $$3BrO^-+NH_4^++2OH^- →NO_2^-+3Br^-+3H_2O$$

       优点:

       1. 可将氨定量氧化为亚硝酸盐，其回收率为 97％
       2. 氧化速度较快，15～30min 即可完全氧化
       3. 没有盐误差
       4. 灵敏度比次氯酸钠法、靛酚兰法都高

    4. 海水中无机磷酸盐 DIP 的测定 海水中 DIP 测定，大多采用比色法或分光光度法试样中 DIP 在酸性条件下与钼酸铵作用形成黄色磷钼杂多酸络合物 (磷钼黄)，或进一步将黄色络合物还原为蓝色化合物(磷钼蓝)，然后测定其颜色强度或吸光度。前者为磷钼黄法，后者为磷钼蓝法。 DIP 与 酸性 钼酸 铵形 成磷 钼黄 ，其 P 和 Mo 原 子比 为 1:12，$H3P(Mo_3O{10})4·nH_2O$，有 α 和 β 两个异构体，β 形不稳定能自发转变成为 α 形。若降低酸度并控制好钼酸盐浓度，有利于形成 β 磷钼酸。酸度太低，钼酸铵本身被还原→兰色酸度太高，还原磷钼黄速度低，且存在有机磷水解必须选择适宜的酸度和试剂浓度

    5. 海水中硅的测定

       测定的仅是单分子或低聚合度的硅酸盐（聚合度不大于 2），只有此部分硅易被硅藻吸收—活性硅海水中硅酸盐的测定方法

       1. 硅酸盐在酸性条件下，和钼酸铵反应形成硅钼 杂多酸络合物，俗称硅钼黄，控制适宜酸度使 之形成灵敏度稍高的 β－硅钼酸.
       2. 采用还原剂还原为硅钼蓝,可提高灵敏度 λmax=810nm 还原剂：$SnCl_2$（灵敏度较高，产物不稳）米吐尔: N-甲基-对氨基苯酚硫酸盐加入 $Na_2SO_3$ 溶液，可以提高还原效率（产物稳定，方法重现性较好，发色时间长）

54. 叶绿素 a 的取样和测定方法。

    采水：按标准层采水，条件许可加采跃层上、跃层中、跃层下 3 层采水量视调查海区而定

    • 富营养海区 50~100ml
    • 中营养海区 200~500ml
    • 寡营养海区 500~1000ml

    测定方法萃取荧光法：叶绿素 a 的丙酮萃取液受蓝光激发产生红色荧光，过滤一定体积海水（主要过滤的是浮游植物）用 90%丙酮提取其色素，使用荧光计测定提取液酸化前后的荧光值，计算出叶绿素 a 的浓度除萃取荧光法外，还可采用分光光度法和高效液相色谱—HPLC 法等方法测定。

55. 简述初级生产力测定方法。

    水样分装 尽快在弱光下，用孔径为 200m 的筛绢过滤，分装至培养瓶（每层2 白瓶 1 黑瓶）加 14C 工作液。根据样品中浮游植物的量和培养时间，取相同体积的 14C 工作液加至每个培养瓶培养将培养瓶罩上培养罩，置于阳光不受遮蔽处，用流动的表层海水保持培养期间的温度恒定，培养 2×24h，并尽量接近当地中午时间培养后过滤水样并进行放射性活度测定。

56. 海洋微生物调查要素包括哪些？

    • 海洋微生物现存量，即病毒、细菌总数与其它微生物类群（放线菌、酵母、霉菌等）的丰度等；
    • 海洋微生物的活性，即细菌生产力、微生物异养活性、生态呼吸率等。

57. 浮游生物调查要素？

    • 微微型浮游生物
    • 微型浮游生物
    • 小型浮游生物
    • 大、中型浮游生物
    • 鱼类浮游生物

58. 浮游动物样品处理方法。

    固定：

    浮游动物采用 5%中性甲醛海水溶液需进行电镜观察的样品，用 2.5%戊二醛固定浮游植物可采用鲁哥氏液固定浮游动物一般采单样，供湿重生物含量测定后进行种类鉴定与个体计数，若同时要求生物体积分数或干重生物量测定，应同时采双样或三样样品室内分析：测定湿重生物量；

    个体鉴定计数：

    网采浮游植物采用浓缩计数法浮游动物以大型或浅水 Ι 型网采样品为准，定量分析夜光藻以中型网或浅水Ⅱ型网为准，但在其个体较小（<200µm）的季节（例如南方的秋、冬季）应参考小型或浅水Ⅲ型网的采集结果根据计数值计算丰度。

59. 鱼类浮游生物拖网方式。

    垂直或倾斜拖网：

    >200m 的海区拖网深度为 200m 至表垂直拖网或斜拖， <200m 的则由底至表垂直拖网或斜拖；

    水平拖网：

    深度为 0~3m 垂直或倾斜分段拖网： 根据测站深度、调查性质和目的不同确定。

60. 大型底栖生物调查要素。

    调查要素为大型底栖生物生物量、栖息密度、种类组成、数量分布及群落结构。

61. 潮间带生物调查要素和时间要求。

    调查要素包括潮间带不同生境的底栖动物、底栖植物的种类组成、数量（栖息密度、生物量或现存量）及其水平分布和垂直分布。

    调查时间：潮间带生物采样须在大潮期间进行，或大潮期间低潮区取样，小潮期间再进行高、中潮区取样。基础（背景）调查，通常按春季、夏季、秋季和冬季进行周年 4 季调查。专项调查可根据要求选择春、秋季两季。

62. 游泳生物调查目的。

    调查类型，根据调查目的分为 3 种：

    • 专题性大面定点调查
    • 为特定目的而进行的调查
    • 资源监测性调查

    为对某一种或多种渔业资源进行定期性或非定期性的定点调查和非定点性的调查和探捕

    海洋生物资源声学调查与评估（选做） 在以上两类调查中，如果调查船具备声学调查与评估的功能，也可采用声学调查和试捕取样相结合的方法进行。

63. 海洋地质调查的目的。

    1. 提供海底的地形地貌特征
    2. 提供海底的底质类型
    3. 提供海底沉积物的运动状态与方式
    4. 提供海底的地层分布
    5. 提供海底的地基承载力和计算参数
    6. 提供海底的地质灾害特征

64. 按调查内容海洋地质调查方法包括内容。

    1. 水深地形调查

       • 单波束调查
       • 多波束调查

    2. 底质类型调查

       • 表层取样
       • 柱状取样

    3. 沉积物动态调查

       • 悬移质调查
       • 推移质调查

    4. 地层分布调查

       • 浅地层调查
       • 单道地震
       • 多道地震

    5. 地基承载力调查

       • 原位测试
       • 室内土工试验

    6. 地质灾害调查

       • 旁侧声呐调查
       • 浅地层调查
       • 水深调查

65. 底质调查采样方法。

    • 表层取样：蚌式取样、箱式取样、拖网取样；
    • 柱状取样：重力取样。

66. 工程地质钻探分类。

    1. 浅孔钻探 浅孔钻探适用于海底砂层的下部取样;

       • 钻孔深度：一般视砂层的厚度而定，可由lm至30m左右。
       • 安装：取样钻机一般安装在固定式平台、坐底平台或特制的船上，有些国家亦利用潜艇打钻。
       • 钻孔直径：由 10cm 到 90cm;
       • 钻头：使用空心钻，以便提取岩芯;
       • 用途：定量分析。

    2. 深孔钻探

       • 钻孔深度：海底钻孔的深度则已达到 6966m，陆地上钻孔的最大深度已超过万米。
       • 安装：取样钻机安装在固定式平台、坐底平台或特制的船上;
       • 钻孔直径：直径 127 毫米和 140 毫米;
       • 钻头：使用空心钻，以便提取岩芯;
       • 用途：适用于海底深部坚硬岩层的钻探取样，一般是在对海底石油、天然气、煤、铁等矿床进行详细勘探时使用。

67. 室内土工试验物理性质测试要素。

    1. 含水量
    2. 密度
    3. 比重
    4. 液限、塑限
    5. 相对密实度
    6. 粒度分析

68. 室内土工试验力学性质测试包括哪些实验？

    1. 压缩试验
    2. 剪切试验
    3. 静三轴试验
    4. 动三轴试验

69. 悬移质调查工作方法。

    悬移质亦称悬浮体，指海水中包括胶体在内的、各种悬浮颗粒物质。 单位水体中所含的悬移质泥砂数称为含砂量，亦称含砂浓度。 单位时间内通过河流或某一水文断面的悬移质泥砂数量，称为悬移质输砂量，以 t／s 或 kg／s 计。 水样含砂量的测定，有过滤法、焙干法、置换法等 ，此外还可用同位素含砂量计和光电测砂仪在测点上直接测定含砂量。 过滤法是最常用的方法：一般用 0.45μm 的过滤膜将其从海水中分离出来，然后去盐(用淡水冲洗)，最后在分析天平上称出重量。 为了测得含砂量随时间的连续变化过程，要在断面上选择有足够代表性的若干垂线、测点，频繁取样。

70. 水深测量调查方法？

    • 机载激光测深
    • 多波束测深调查
    • 双频单波束测深调查
    • 单频单波束测深调查
    • 重锤测深调查
    • 测杆

71. 旁侧声纳调查目的。

    绘制海底地貌图；识别海底的微观与宏观特征，如海底沟谷、泥火山、沉溺物、沙坡、海底滑动等；和测深、海底取样、浅地层剖面等资料进行综合解释后，可以判别海底沉积的岩性。 如在特定区域加密测线，可以做出旁侧声纳镶嵌图，以直观地了解海底呈现的地貌地质现象。 确定埋藏管线位置、状态和周围障碍物等。特别是用于检测暴露海底管线状态和悬跨判别。

72. 浅地层调查工作原理。

    发射换能器周期性的向海底发射低频超声波脉冲，当声波遇到海底及其以下地层界面时，产生反射，返回信号，换能器接收，接收机放大，最后输给记录器，并自动绘制出海底及海底以下几十米的地层剖面。

73. 单道地震调查用途。

    获得海底以下约 100m 深度内沉积物的沉积层序、结构、地层厚度及浅断层、掩埋河谷、滑坡、塌陷、可能的浅层气囊等资料，并在综合浅钻资料的基础上查明第四纪沉积物特征、沉积环境及土工特性。

74. 磁法调查用途。

    用来探测海床上或埋置于海底的金属物体，如沉船、铁锚、海底管道等，为海上平台场址调查提供金属障碍物分布情况，是海床金属障碍物探测的重要手段。 此外磁力仪还用于海底管道探查，在管道物探调查中应用广泛。

75. 重力调查分类。

    海洋重力测量是在海上测定重力加速度的工作。按照施测的区域可分为:

    海底重力测量（沉箱法和潜水法）、海面（船载）重力测量、海洋航空重力测量和卫星海洋重力测量。

76. 什么是环境评价？

    环境评价（environmental assessment）一般是指对一切可能引起环境质量变异的人类社会行为（包括政策、法令、规划、经济建设在内的一切活动）产生的环境影响，从保护环境和建设环境的角度进行定性和定量的评价。

77. 海洋环境质量评价内容。

    • 入海污染源现状评价
    • 水环境质量现状评价
    • 沉积物质量现状评价
    • 生态环境现状评价

78. 生态环境现状评价内容。

    从生态系统完整性的角度评价生态环境质量现状，注意区域生态环境的功能与稳定性；

    用可持续发展的观点评价海洋生物资源（特别是渔业资源）现状、发展趋势和承受干扰的能力；

    详尽阐述生境破坏、珍稀濒危动植物损害、海洋经济生物产卵场破坏或损害、生物多样性减少、外来生物危害等重大海洋生态环境问题。生态环境现状评价应论证原有海洋自然生态系统或次生生态系统的生产能力状况并用调查数据予以佐证。

79. 简述生物种群指标。

    种群的密度及大小：密度是指在一定时间内，单位面积上或单位空间内的某种群的个体数目。一般种群的大小变化可用下式表示：

    $$Ni+1=Ni+（出生-死亡）+（迁入-迁出）$$

    式中 Ni——t 时间内的个体数； Ni+1—— t 时间后的个体数。

    种群结构：种群中个体的性别和年龄的分配以及各种年龄的个体的估计寿命是种群的结构特征。根据年龄组成可将种群分为三种类型：生长种群，幼体+成体＞老年；静止种群，幼体+成体=老年；老龄种群，幼体+成体＜老年。污染物质将导致种群结构不合理。

    种群数量：种群数量是种群的特别是自然种群的主要生态变化特征。环境变化越大，种群数量变化也越大。研究种群的目的，在于更深入地了解和分析群落，特别是研究种群不同生长发育阶段对环境污染的反应，有助于在群落的控制和利用方面采取具体措施。近年来工业污染物成为影响种群增长的重要因素。

    物种优先保护顺序及评价：确定评价依据或优先保护物种的指标。一般认为，以下几类野生生物具有较大保护价值：具有经济价值的物种；对于研究人类和行为学有意义的物种；有助于进化科学研究的，如活化石；能给人以某种美的享受的物种。保护价值评价与优先顺序用“危险序数”来表达物种的保护价值。

80. 水下滑翔机主要功能的特点。

    水下滑翔机主要功能包括海洋环境参数测量功能（可以根据测量需求，搭载各种海洋参数测量传感器）、自主滑翔运动控制功能、测量路径规划功能、测量数据存储与远距离传输功能等。主要特点：

    • 1）与当前被广泛用于海洋环境监测与测量的浮标技术相比，水下滑翔机具有优越的机动性、可控性和实时性。
    • 2）与传统水下航行器相比，水下滑翔机具有作业时间长、航行距离大、作业费用低和对母船的依靠性小等优点。

81. 水下滑翔机在海洋监测领域的应用包括哪些？

    • 1）应用于海洋环境立体监测系统中，提供详细的海洋环境信息，有助于提高海洋环境的监测能力；
    • 2）作为水下传感网络的一个移动网络节点，成为水下传感网的重要组成部分。总之，水下滑翔机作为一种通用的新型水下测量平台，既可以单独使用，也可以组成网络使用，可以满足不同用户不同的作业需求，因此具有极好的应用前景。

82. 无人机海洋观测系统应用包括哪些？

    无人机通过搭载 SAR、激光雷达、摄像机等多种传感器，可实现海陆气一体化的全方位多参数观测。

    • 1）海洋动力环境监测；
    • 2）海洋测绘；
    • 3）海洋大气监测；
    • 4）海上通信中继；
    • 5）海上灾害监测；
    • 6）海上目标监测。

83. 海洋遥感的优点？

    ①具有同步、大范围、实时获取资料的能力，观测频率高。这样可把大尺度海洋现象记录下来，并能进行动态观测和海况预报。

    ②测量精度和资料的空间分辨能力达到定量分析的要求。

    ③具备全天时(昼夜)、全天候工作能力和穿云透雾的能力。

84. 我国海洋卫星计划？

    1. 以可见光、红外波段遥感探测海洋水色和水温为主的“海洋一号”系列卫星；
    2. 以微波遥感探测为主，全天候获取海面风场、海面高度和海表面温度场的“海洋二号”系列卫星，
    3. 同时配备光学遥感器和微波遥感器，可对海洋环境进行综合监测的“海洋三号”系列卫星。

85. 简述主要的海洋遥感传感器。

    1. 水色传感器－主要用于探测叶绿素浓度、悬移质浓度、海洋初级生产力和其它海洋光学参数；
    2. 红外传感器－主要用于测量海表温度；
    3. 微波散射计－海面风场；
    4. 微波辐射计－SST、海面风速、水汽含量、降水、CO2 海气交换等。
    5. 微波高度计－海面高度、大地水准面、有效波高、海面风速、地转流、重力异常等动力参数；
    6. 合成孔径雷达 SAR－海浪方向谱、中尺度漩涡、内波等；

86. 影响离水辐亮度的主要因素包括哪些？

    • a、海水的吸收和散射；
    • b、叶绿素的吸收和散射；
    • c、悬浮泥沙的散射；
    • d、黄色物质的吸收。

87. 海水、叶绿素、黄色物质和悬沙的吸收和散射特征。

    海水吸收系数随波长减小而降低，后向散射系数随波长减小而增加；

    叶绿素 a 对蓝光吸收强烈，在 440nm 附近存在吸收峰，对黄绿光（550～575nm）吸收较弱,因而呈现特征的绿色。

    有色溶解有机物（CDOM）是 DOM 中的主要成分，它能吸收蓝色的光而散射黄色的光，从而使水呈浅黄色。

    悬浮泥沙的特征信号是宽光谱范围内的强后向散射。悬浮泥沙的散射特性是可变的，与波长的相关性也是可变的。随叶绿素浓度的增加，悬浮泥沙后向散射增加。

88. 为什么选用热红外波段而不是可见光波段的辐射计来遥感海表面温度？

    普朗克辐射定律确定了黑体表面自发辐射的能量分布曲线，维恩位移定律指出了对应自发辐射最大值的波长位置。

    使用可见光和近红外波段的传感器测量的是反射或散射的太阳光；

    使用热红外波段的传感器测量的是地球表面的自发辐射。

    因此选用热红外波段而不是可见光波段的辐射计来遥感海表面温度。

89. 给出两个可用于星载辐射计探测海面物理要素的热红外窗。

    波段 3.7～4.1μm 和 10～12μm

90. 解释厄尔尼诺和拉尼娜现象的温度异常。

    厄尔尼诺和拉尼娜是热带中、东太平洋海温冷暖交替变化的异常表现。

    厄尔尼诺是指赤道太平洋东部和中部海表面温度持续异常偏高的现象，该现象首先发生在南美洲的厄瓜多尔和秘鲁太平洋沿岸附近，多发生在圣诞节前后。

    厄尔尼诺过后，热带太平洋有时会出现与上述情况相反的状态，称为拉尼娜现象。拉尼娜现象表现为赤道太平洋东部和中部海表面温度持续异常偏低。

91. 合成孔径雷达测波原理。

    合成孔径雷达（SAR）是一种主动式微波成像雷达，通过测量海面后向散射信号，能产生标准化后向散射截面（NRCS）的图像。标准化后向散射截面（NRCS）携带着海面信息，它反映了雷达观测到的海面粗糙度。

    雷达所测量的海面粗糙度是由几厘米到几十厘米的表面张力波和短重力波引起的。测量原理是微波与满足条件的海面微尺度波浪的布拉格共振散射。

92. 什么是参考椭球面。

    作为实际海平面的零级近视，引进参考椭球面，它是理想化的数学曲面。参考椭球面（reference ellipsoid）是由一个双轴椭圆的旋转产生的，它是最接近地球表面形状的一个椭球面，它的赤道半径是6378.1363km，偏心率是 1/298.257。

93. 什么是大地水准面？

    它是对应于平均海平面高度的等势面。是一个假想球面，其形状主要决定于地球的内部结构和外部形态，是实际海平面的一级近视。如果在海洋中没有潮汐、海流和涡旋等运动，在大气中没有气压的变化，那么，大地水准面和平均海平面一致。

94. 解释厄尔尼诺中海面异常显现。

    西太海平面的降低和热带东太平洋海平面的增高是厄尔尼诺（ElNiño）事件中发生的典型现象。

95. 西边界流引起的海面地形是多少？

    西边界流（western boundary current）例如湾流（gulf stream）和黑潮（Kuroshio or black tide）在一百公里的尺度上由于科氏力的作用在中纬度海域能产生 130cm 的海面地形。

96. 使用什么波段进行盐度遥感？为什么？

    在 1～2GHz（L 波段）的频率范围内，菲涅耳反射率 ρ 随盐度不同而有明显差异；

    在 3-40 GHz 的频率范围内，菲涅耳反射率 ρ 几乎与盐度的变化无关。

    微波辐射计通过采用 L 波段测量海面的菲涅耳反射率来测量盐度。

97. SAR 遥测内波的原理？

    内波对表面波的调制：当内波出现的时候，波流相向处辐聚，表面波波长减小，海面粗糙，在波流相背处辐散，表面波波长增大，海面光滑。

    这些改变会在 SAR 图像上产生明暗条纹。

98. 简要说明我国近海潮流类型。

    我国近海大部分海域潮流类型为规则半日潮流；

    渤海中东部海域、黄海中南部海域、东海中部海域和台湾以南海域表现为不规则半日潮流；

    山东半岛北部海域潮流类型复杂：

    烟台和威海以北海域、龙口附近海域为不规则全日潮流；

    烟台附近海域表现为规则全日潮流。

99. 概述我国近海最大可能潮流分布。

    北部海区中东营黄河口附近海域、蓬莱海域和成山头附近海域潮流较大，流速大于 150cm/s；

    自江苏废黄河口海域向南至浙江宁波的近海海域潮流都大于 150cm/s；

    盐城海域的潮流大于 200cm/s；

    杭州湾的潮流最大，超过 300cm/s；

    台湾海峡的潮流较大，大部分海域潮流超过 100cm/s。

100. 简述潮流观测时间的选取。

     至少进行全潮（大、中、小潮）观测；每个潮期的观测时间至少 25h。一个朔望月为 29.5306 天，一个回归月为 27.32158 天。

     对于半日潮海区，在朔望月期间观测潮流，确保得到正确的 M2、S2 分潮的调和常数；对于日潮海区，应该在回归大潮期间测流，确保得到正确的O1、K1 分潮的调和常数。

101. 简述平均海平面不同时间尺度的变化。

     平均海面的高度是从深度基准面起算的高度。因而平均海平面的高度反映了各点的潮差大小。时间的变化：

     1）日变化：引潮力产生的大小潮、天气影响－风、气压、降水、径流在局部海区发生堆积和流失。

     2）月变化：风影响。我国海域夏季和秋季多东风和东南风，冬季多西和西北风。渤海和黄海 9 月最高，2 月最低；南海 10～11 月最高，3～4 最低。

     3）年变化：18.61a－月球升交点西退周期；8.85a 月球近地点变化周期。4）平均海平面随地点的变化。渤海高 0～10cm；东海高 0～20cm；南海高 20～40cm。

102. 简述四种不同潮汐类型基本特征。

     • 正规半日潮：在一个太阴日内两次高潮两次低潮，从高潮到低潮和从低潮的潮差几乎相等。
     • 不正规半日潮：不正规半日潮：大多数日子，一个太阴日内有两次高潮和低潮，但有少数日子，第二次高潮很小，半日潮特征不明显。
     • 正规日朝：一个太阴日内只有一次高潮和低潮。
     • 不正规日潮：大部分时间具有全日潮的特征，少数日子具有半日潮的特征。

103. 什么是设计高水位和设计低水位？

     设计高水位：取历时累积频率曲线的 1％或高潮累积频率曲线的10％。 设计低水位：取历时累积频率曲线的 98％或低潮累积频率曲线的 90％。

104. 简述 SWAN 模式中波动生成和耗散过程。

     • 风能输入；
     • 白浪耗散；
     • 波波相互作用；
     • 底摩擦引起的耗散；
     • 深度诱导的波浪破碎；
     • 波流相互作用；
     • 障碍物引起的耗散。

105. 风暴潮产生的条件

     • 1）天文大潮；
     • 2）大风过程：产生风暴潮的强烈大气扰动，主要有热带风暴、温带气旋、寒潮或冷空气等大风天气。

106. 简述渤海风暴潮基本特征。

     渤海中产生风暴潮的主要是寒潮（或冷空气）大风引起的。在夏、秋季节台风也能引起。在近百年该区发生的 6 次特大风暴潮中，有 4 次由寒潮产生，另外两次则由台风产生。 其中以 1969 年发生的风暴潮最严重，它在莱州湾南部羊角沟地区引发的最大增水为 3.55m，在渤海湾南岸湾沟和埕口水文站引发的最大增水分别为2.34m，2.27m。

107. 简述 ADCIRC 模型的基本特征。

     ADCIRC 模型中包含了非线性对流项、有限振幅项以及非定常的湍粘性项，对于潮滩的变化采用了干湿网格的运动边界处理技术； 开边界处可由水位、调和分潮、大气压力和时空分布不匀的表面应力等驱动。模式中的底应力有多种计算方法，可采用标准的二次参量化形式、线性形式和混合形式等。 空间上采用有限元方法，利用三角网格进行离散，以便较好的弥合曲折复杂的海岸边界、岛屿边界和工程海域。

108. 误差产生的原因。

     1. 系统误差

        由于测量仪器不准确，测定方法不合理，测定技术不完善，测量条件(如温度、湿度、气压等)的非随机变化，不同测量者不同习惯(如有人总用左眼观测，有人总用右眼观测，从而造成读数的视差)等所引起的观测误差，统称为系统误差。 意思是这样误差与观测系统本身有关。系统误差又可分为恒定系统误差和非恒定系统误差两种。 恒定系统误差的特点是：总是偏大或总是偏小，偏离的数值和符号也大体相同。总之，误差的数值是恒定的，故又称为“常差”。 非恒定误差的特点是：误差数值并非自始至终都是固定的数值，而会有所变化。由于自然或人为的偶然原因，或由于磨损，或仪器中某些器件性能的退化，都会造成非恒定系统误差。非恒定系统误差可以通过统计方法来检验。

     2. 过失误差

        由于观测者疏忽大意，以至观测时操作错误，读数时读错了数，计算时算错了数而引起的误差，叫过失误差。出现这种误差是不应该的，故也叫做不正当误差。 每一位观测者都必须提高认识，深刻了解观测工作的重要性，加强责任感，技术上精益求精，观测时集中注意力，严格遵守观测过程。 这样，过失误差是完全可以避免的。 一旦出现了可能是过失误差造成的可疑数据后，要仔细分析，加以鉴定，确定之后就要努力找出原因及其具体细节，以求补正，否则这个观测值应予以作废。

     3. 偶然误差

        偶然误差又称实验误差或可几误差，它包括了除系统误差和过失误差之外的一切误差。也包括后面将会讲到的随机干扰。 具体地说，在观测或实验时，观测者需要对仪器上的指示主观估计到最小格子的分数，但观测者主观判断的读数由于种种原因而会产生变化；实验条件(如温度，气压)的无规则的涨落，也会使读数产生无规则的变化。外界条件的干扰(如机械运动、船只摇摆)以及仪器本身的结构、性能的不稳定等，都会在测量中产生误差。由于这些因素的复杂性和无规则性，使得每一次测定中出现误差的大小都具有偶然性。而这些因素加在一起，所造成的误差，称为“偶然误差”。 偶然误差服从正态概率分布规律。

109. 精密度和准确度。

     1. 精密度简称精度。

        在重复测量一个量时，如果观测值都很相近，相互间的差异小，就叫精密度高，它在数学上表现为偶然误差小，绘成误差正态分布曲线，显得高和陡。换句话说，精密度是指观测值出现的密集程度，精密度高，观测值显得集中，精密度低，则显得分散。

     2. 准确度是指观测值的算术平均值与真值符合的程度。

        准确度只是一个定性概念而无定量表达。测量误差的绝对值大，其准确度低。但准确度不等于误差。准确度只有诸如：高、低；大、小；合格与不合格等类表述。 通常把观测值的平均值作为真值。这里实际上包含了一个假设条件，即观测中不存在系统误差。系统误差大，准确度就低。如果在观测中虽然不存在系统误差，而每次观测的偶然误差很大，即数据显得非常分散时，观测的准确度也是不高的。

     精密度的高低决定于偶然误差的大小，而与系统误差无关，准确度的高低则既决定于系统误差的大小，也与偶然误差有关。

110. 常用平滑方法。

     1. 图解平滑法

        这个方法是观测者直接从上下跳动的折线或曲线，即离散的或连续的观测值中用手工描绘能代表数值变化趋势的平滑曲线。

     2. 滑动平均值法线性三点平滑公式

        当假定相邻五个点之间为线性变化时，可以求得这种情况下两端四个点（最初两点和最后两点）的滑动平均值。

     3. 二次函数平滑公式

111. 常用数据插值法。

     • 三点拉格朗日（Lagrange）抛物插值法；
     • 二次样条函数(Spline-2)插值法；
     • 三次样条函数(Spline-3)插值法；
     • 阿基马(Akima)插值法；

112. 解释海洋格网数据的聚类、矢量和关联分析。

     1. 海洋格网数据的聚类分析是指将一个单一层的海洋格网数据经过某种变换而得到一个具有新含义的格网数据系统的数据处理过程。

        在海洋数据分析中应用非常广泛。 一般可以分为聚类分析和聚合分析，实际上常简称为聚类分析。其中，狭义的聚类分析主要是根据设定的聚类条件对原有数据系统进行有选择的信息提取而建立的格网数据系统的方法。聚合分析是指根据空间分辨力和分类表，进行数据类型的合并或转换以实现海域范围的兼并。 海洋格网数据的聚类分析主要应用于海洋水团研究，并在相关的海流、锋面、水系和水型等方向有较大的用途。

     2. 矢量分析

        格网数据的矢量分析在物理力学中，矢量表示具有大小和方向的物理量，因此必须有两个参数才能进行完整描述，可以采用数值和方向的形式，也可以采用两个分量的形式。而在格网数据模型中，一个图层的格网原则上只能表示一个参数的特性，因此表示一个物理矢量需要两个图层，从而限制了图层的分析功能。

     3. 格网数据的关联分析

        主要是指在同一图层中空间关联性分析。大致上可以分为邻近分析和窗口分析。

        • 邻近分析工具可以在这些空间关系的基础上生成新的数据层，也可以说是对象间的距离研究，包括缓冲区分析和最邻近查找分析。
        • 窗口分析是指对于格网数据系统中的一个、多个格网或全部数据，开辟一个有固定分析半径的分析窗口，并针对这一窗口进行一系列分析，包括空间提取和空间统计等。窗口的类型可以多种多样，如矩形、圆形、环型、扇形等。

113. 南大洋观测重要性。

     • 南极磷虾资源的综合开发利用技术研究；
     • 南大洋关键水团及其输运动力学过程研究；
     • 南大洋海区碳的生物地球化学通量研究；
     • 南大洋海冰对全球气候及中国气候影响研究；

114. 北冰洋主要观测内容。

     1. 研究北极大气边界层及海-冰-气相互作用；
     2. 研究北极海冰快速变化过程及其机理；
     3. 研究北极海冰快速变化过程及其机理；
     4. 研究北极中层水增暖对海冰变化和海气热通量影响；
     5. 加拿大海盆中层水和深层水交换过程。

115. 任务书的主要内容。

     • 海洋调查的具体目标；
     • 调查的海区范围与与测站布设，观测项目、观测层次与观测资料的质量要求；
     • 观测方式；对调查船及其主要设备的要求；
     • 主要观测仪器的名称及数量，实验室的使用，甲板绞车的分派，各学科的分工和配合，科学家与船员的协调等 ；
     • 检测方法、技术指标；观测资料的整理方法，计算资料所用的公式、模式和依据。提交的最终成果方式、完成时间和对成果鉴定；
     • 国际合作的伙伴，浮漂观测的配合，人造卫星的资料传输；
     • 经费预算与来源。

116. 测站的选取原则。

     • 条件允许尽量加大时空采样频率；
     • 每一水文断面应不少于三个测站；
     • 同一断面上各测站的观测工作应在尽可能短的时间内完成。
     • 水文断面设置的方向，应尽可能与经过观测海区的主导海流相垂直。

117. 资料记录、整理的相关要求。

     1. 原始记录的数字或符号，填写在格的左下方。若记录有误，不得涂改，在原记录中间划一横线，在右上方填写正确数字或符号；
     2. 资料严禁伪造；
     3. 某项无法调查时，在该该记录栏内划一线；某项因仪器设备故障可能影响调查结果的质量时，必须在记录表上注明情况；
     4. 某项因故提前或延迟调查时，除注明原因，须记录实际时间。
     5. 电子资料要有备份规则；
     6. 海上作业过程中，须认真填写调查值班日志，内容包括仪器安装调试及运转、船舶航行及导航定位、仪器故障及检修、值班人员姓名、调查质量、调查中遇到的特殊海洋现象及处理情况等。

118. 海洋调查中对观测与记录的要求规定。

     1. 海上观测都按各项记录表格规定的要求记录。
     2. 海上观测结果必须立即记入规定的记录表中，不得凭借记忆或临时记在记录表外的其它纸张上，或以后再进行补记。
     3. 观测记录等一律用黑色的铅笔 ，如记录和计算差错需要改正时，不能涂擦原记录，而应在原记录上划一横线(仍使原记录看清)，再在原记录右上方填写改正的数字，以便备查。
     4. 为了保证记录的准确性，在一人读数，一人记录的情况下，记录进行应将记录数字向读数人复诵，以作校核，同时在每张记录纸上，记录人，计算人和校对人都应签名，表示负责，计算人和核对人不得同为一人
     5. 如遇特殊情况无法进行某项观测时，则应在该记录栏内画一横线。 如某项观测因故延迟未能按原定时间或程序进行时则应记录实际的观测时间。上述情况，均应在备注栏内写明原因。
     6. 观测得到的所有资料，必须妥善保存。严防遗失和火焚，特别要避免资料被风吹落海中等事故的发生。
     7. 电子资料要进行及时的备份。

119. 海洋调查任务制定过程中仪器和设备的选取要求。

     1. 选用符合《海洋调查规范》要求的仪器和设备。须全面检查、调试，使处于良好工作状态 。
     2. 仪器测量范围和采样频率必须满足观测海区的水深范围和所测要素的变化范围 ；
     3. 调查使用的仪器必须按规定定期经国家法定计量机构检定，或校准根据调查计划要求，详细列出所需仪器设备及消耗品的名称和数量，特别重要的仪器要有备份。