[发明专利]一种海洋流速断面观测方法

说明书

本发明公开了一种海洋流速断面观测系统及观测方法，所述观测系统包括移动平台和观测链，该观测链包括与移动平台连接的浮体、与浮体相连的水下供电通信缆、沿水下供电通信缆轴向间隔分布的多个集成有温度、盐度和压力传感器的自容式测量探头、以及设置在水下供电通信缆底部的配重块。本发明不仅可以大量节省传统观测模式所需的人力、物力和成本，还可根据实际需求设置观测路径，依据测量得到的各个探头位置处实时的深度、温度和盐度数据，计算出各个探头位置处的海流速度，得到整个剖面的廓线数据，实现对海洋上层温度、盐度、和流速进行长时间连续的断面式观测。

技术领域

本发明涉及海洋观测与应用技术领域，具体涉及一种海洋流速断面观测系统及观测方法。

背景技术

目前国内外对海流的观测主要是通过声学多普勒流速剖面仪(ADCP)、声学多普勒点式流速仪(ADV)、以及海流计等仪器进行直接观测。但这些观测模式的主要缺陷是：观测设备体积和重量较大，成本较高，收放较复杂，对观测姿态要求较高，难以进行长时间连续的断面式观测等。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种海洋流速断面观测系统及观测方法，不仅可以大量节省传统的海流观测模式所需的人力、物力和成本，还可根据实际需求设置观测路径，实现对海洋上层温度、盐度、和流速进行长时间连续的断面式观测。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种海洋流速断面观测系统，包括移动平台和观测链，该观测链包括与移动平台连接的浮体、与浮体相连的水下供电通信缆、沿水下供电通信缆轴向间隔分布的多个集成有温度、盐度和压力传感器的自容式测量探头、以及设置在水下供电通信缆底部的配重块。

使用时，移动平台按照事先设定的运行路径和运行模式在海上航行，带动观测链在预定的目标海域进行长时间的海洋上层断面环境参数的实时观测。

进一步地，所述移动平台为波浪滑翔器或无人船，能够按设定模式和路径提供行进动力。

进一步地，所述配重块为铅块或水泥块，所述浮体由至少1个空心玻璃球构成，工作时浮体提供的浮力要大于水下供电通信缆对浮体向下的拉力。

进一步地，所述水下供电通信缆(13)的长度为1m-1000m。

进一步地，所述移动平台和浮体之间通过柔性缆或杆连接。

一种海洋流速断面观测方法，采用上述的观测系统，其特征在于：包括以下步骤：

1)通过自容式测量探头实时测量并获取各探头所在位置的温度T_i、盐度S_i和水深h_i，其中，i表示从上至下第i个探头；上述参数以及后续公式中的参数均为相应的国际单位；

2)根据海水状态方程计算出各探头所在位置的海水密度ρ_i，根据浮力公式计算出各探头所受的海水浮力Fb_i：

Fb_i＝ρ_igV_i (1)

其中，V_i为第i个探头的体积；

3)通过如下公式求取各探头处的水下供电通信缆相对铅垂方向的偏斜角θ_i：

其中，L_i为第i个探头对应的缆长；

4)通过如下公式求取各探头行进中受到的海水阻力Fd_i：