海洋水温的测量

1.水温太阳辐射的作用，使海洋水能保持一定的温度。水是地球上热容量最 大的物质之一。水的热容量比花岗石的热容量大5倍，比空气的热容 量大3000多倍。正是由于水域面积辽阔，热容量很大，所以海洋水 温的变化比陆地温度变化幅度小。海洋温度因季节不同而异，夏天海水的温度低于空气的温度，冬天则 相反，海水温度高于空气的温度。海洋表层年平均水温的变化幅度很 大，通常在零下2C到30C之间。全世界海洋表面的年平均温度是 17.4C，而全世界大气的年平均温度是14C。因此，冬天的海洋能 起到温暖大陆的作用。海水温度不仅因季节不同而有所差异，还会随昼夜变化而变化，这种 昼夜水温的变化幅度，在热带为0.51C，在温带为0.4C，在寒带 为 0.1C。深海的温度变化较小，因为大约只有5%的光线能量可以透过5000米 的深海，1%的光线能量可以透入1万米的深海。距海水表层300350米以下的地方，水层的温度常年不变，这叫恒 温层。恒温层以下的海水温度，随深度的增加而逐渐下降。但是，在 深海中，无论热带或寒带，无论夏天或冬天，无论白天或夜晚，海水 温度总是维持在0C左右的低温。1.1水温测量的精度要求（1）对于大洋，因其温度分布均匀，变化缓慢，测量精度要求较高。 一般温度应准确到一级，即0.02C。但对用遥感手段观测海温，或用BT、XBT等观测上层海水的跃层情况时，可适当放宽要求。(2)在浅海，因海洋水文要素时空变化剧烈，梯度或变化率比大洋 的要大上百倍乃至千倍，水温测量的精度可以放宽。1.2观测时次沿岸台站只观测表面水温，观测时间一般在每日2，8，14，20时进 行。海上观测分表层和表层以下各层的水温观测，观测时间要求为： 大面或断面站，船到站就观测一次。连续站每两小时观测一次。1.3测量方法a.表层水温表法表层水温表用于测量海洋、湖泊、河流、水库等的表层水温度，它由 测量范围为一5+40 C，分度0.2C的玻璃水银温度表和铜制外壳组 成。用表层水温表测量时应先将金属管上端的提环用绳子栓住，在离监测 船舷0.5 m以外的地方放入01 m水层中，待与外部的水温达到热 平衡之后，即感温3 min左右，迅速提出水面读数，然后将筒内的水 倒掉，把该表重新放入水中，再测量一次，将两次测量的平均值按检 定规程修订后，即为表层水温的实测值。风浪较大时，可用水桶取水进行测量，测量时把表层水温表放入水桶 内，感温12min后，将水桶和表管中的水倒掉，重新取水，将该表 再放入水桶中，感温3 min读数，然后过1min再读数，当气温高于 水温时，把两次读数偏低的一次读数，按检定规程修订后的值，即为 表层水温的实测值。反之，把两次读数偏高的一次读数，按检定规程修度后的值，即为表层水温的实测值。b.颠倒温度表法颠倒采水器，又名南森采水器(Nansen Bottle)19世纪挪威探险家 内森所发明，一直沿用至今。南森采水器由一个两端具有活门的镀镍黄铜(或不锈钢)圆筒构成 总长度为65厘米，容积约1升。圆筒两端的活门由螺旋形弹簧调节 松紧，在两个活门较粗端装有两根平行的杠杆，并由连接杆连在一起， 使两个活门可以同时开关。通过采水器下端的固定夹和上端的释放器 把采水器固定在钢丝绳上，释放器由撞击开关和挡片构成。采水器沉 放到规定水层之前，挡片将采水器上端扣在钢丝绳上。当使锤投下时， 撞击开关，挡片移开，采水器上端离开钢丝绳，整个采水器以固定夹 为中心旋转180度，两个活门自动关闭。采水器颠倒时，连结杆上的 圆锥体移到弹簧片后面，使活门更加密闭。释放器离开钢丝绳时，使 锤沿着钢丝绳滑下击在固定架的小杠杆上，使下面的第二个使锤滑落 在下一个采水器的撞击开关上，下面的采水器也自动颠倒过来。如此 反复可以使成串南森采水器工作。附在采水器上的两支颠倒温度表随同采水器颠倒，记录采水时的温度，通过两支表的读数，还可以估算采水时的深度。南森采水器适于常规水文、海水化学和微生物调查，由于结构简单， 工作可靠，使用方便，是各国常规使用的一种采水器。颠倒采水器颠倒温度表用以测量表层以下水温。颠倒温度表分为：测量海水温度 的闭端颠倒温度表和测量海水深度及温度的开端颠倒温度表。由主温 表和辅温表组装在厚壁玻璃套管内而成的温度表。专用于测量海洋或 湖泊表层以下各水层的温度，准确度高达0.02C，只适用于定点不 连续的测量。适用于测量水深在40m以上的各层水温。见图。闭端（防压）式颠倒温度计由主温计和辅温计 组装在厚壁玻璃套管内构成，套管两端完全封 闭。主温计测量范围一2+ 32C,分度值为 0.10C,辅温计测量范围为一20+50C,分度 值为0.5C。主温计水银柱断裂应灵活，断点位 置固定，复正温度计时，接受泡水银应全部回流， 主、辅温计应固定牢靠。颠倒温度计需装在颠 倒采水器上使用。受压型的颠倒温度计的套管一端封闭，防压型的 两端完全封闭。主温表为双端式水银温度表， 由贮蓄泡、接受泡、毛细管和盲枝等部分组成。贮蓄泡和玻璃套管之间充以水银，为避免深水水压影响主温表中水银 柱的升降，特留有一定的空间。感温时贮蓄泡向下，盲枝的交叉点（断 点）以上的水银柱高度取决于现场温度。将温度表颠倒时，水银柱便 在断点处断开，从而保留了现场的温度读数。将温度表提出水面后， 即可读出所测量的水层的温度。辅温表为普通的水银温度表，可用其 测量环境的温度，计算出主温表读数的误差而加以订正。闭端颠倒温 度表的水银柱高度不受水压（或水深）的影响，故可利用闭端的和开 端的颠倒温度表的差值算出仪器沉放的深度。将二只闭端颠倒温度表装在颠倒采水器的温度表管内，当水深超过 200m时，其中一只要装开端颠倒温度表。采水器挂在离重锤1m的 钢丝绳上沉入海里。使采水器所在的实际深度尽量接近标准层深度。待采水器全部颠倒后，依次提取，立即读取水温。a）检查仪器设备颠倒采水器检查：采水器活门密封良好，弹簧松紧适宜，气门不漏气， 固定夹和释放器无故障。颠倒温度表检查：要符合ZBY 11682颠倒温度表标准的要求。绞车和钢丝绳的检查：绞车转动灵活，刹车和排绳器性能良好，钢丝 绳不能有断脱扭折或细刺。b）安装颠倒采水器按编号顺序自左向右安置在采水器架上。挑选Vo和器差相近的两只闭端颠倒温度表，装在同一采水器的温度 表管内，当水深超过200m时，要装一只开端颠倒温度表。c）测量步骤根据调查和监测要求确定观测层次，并将各层次的采水器号、温度表 号和Vo值记入原始记录表中。将预测底层的采水器挂在离重锤1m 的钢丝绳上，当钢丝绳端的重锤降至海面时，将计数器指针拨至0。 依各水层的间距h和计数器校正系数A、查表2求得各水层的计数 器示值，其式为L=h+a。然后根据计数器示数将预定各层的采水器相继挂在钢丝绳上，并挂好 使锤.每挂一个采水器，检查固定是否牢固，水龙头、气门是否关好。 在水深小于200m的海区，悬挂采水器的钢线绳倾角小于15时， 查海洋水文常用表中的表1.2，得出底层采水器所在深度。在 水深大于200m的海区，应根据当时的钢丝绳倾斜情况，适当增加两 个采水器之间的距离，使采水器所在的实际深度尽量接近标准层深 度。温度表感温7min后，测量钢丝绳倾角，投下“使锤”，并记录倾 角和打锤时间，打锤后应手触钢丝绳，默数振动次数，每个采水器振 动两次，如果次数不够，用力摇动钢丝绳使“使锤”释放，当感觉不 到振动时，可依“使锤”的滑行速度，估算底层采水器的颠倒时间。 待采水器全部颠倒后，依次提取，并逐个核对计数器示数，然后将采 水器自左至右置于采水器架上，立即读取并记录水温。取完水样后，进行第二次读数并记录水温。然后换人重读一次，若同 一只颠倒温度表的主温两人读数相差大于0.02C，应重读。d) 读数记录后按海洋监测规范(GB17378-2007 )说明进行修正。