电磁式浪潮流仪测量方法及结果分析

　　0　引言

　　海洋流场的实时监测和测量是海洋学研究、水下工程、航海以及军事活动的重要内容。测流方法可分为间接法和直接法两种。间接法是根据海水的温度和盐度,求出海水的密度,然后推算海流。直接法测流是使用各种测流设备直接观测海流。目前直接观测海流的方法很多,且设备种类繁多。在我国通常利用双联浮筒和直读式海流计进行点式观测表层流。利用电磁海流仪可观测一定范围内的表层流度和流向。如何选择测量方法,正确使用不同类型的海流计,确保测量结果的正确性和实用性,是海洋水文测量领域关注的课题。当前我们使用的浪、潮、流仪由美国InterOcean systems公司研制生产,它具有流速、流向、浪高、温度、盐度、密度等测量功能。

　　1　海洋环流

　　海流构成的循环系统叫海洋环流。大洋中的海洋环流,主要有表层环流和深层环流两大类。

　　1.1　海流的成因和分类

　　海流是海水因受气象因素和热效应的作用而沿一定途径的流动。主要指沿水平和垂直方向的非周期性流动。产生海流的原因虽有多种,但其中主要的原因有两种:一是作用于大洋广阔海面上的风应力;二是由于海面受热与冷却、蒸发和降水不均匀而引起的海水温度、盐度乃至密度分布不均匀。

　　根据工作实际,将我们比较关心的海流按其成因大致可分为以下几类:漂流:指风的拖曳效应形成的海流。这种流的流向几乎年年相同,平均速度和平均流量也几乎保持不便,所以又称常流。尽管漂流也称为风海流,但实际上风海流与漂流在形式上稍有不同。风海流多是在风的作用下,由风引起的海面倾斜和密度重新分布而形成的海流。由于该海域受河流入海、降水、融冰、气压变化和风作用不均匀等原因使海面倾斜而引起的海流称为坡度流。海洋潮汐在涨落的同时,还有周期性的水平流动,这种水平流动称为潮流。

　　1.2　海流的判断

　　描述海水运动的方法通常多用欧拉方法来测量和描述海流,用矢量表示海流的速度大小和方向。海流流速的单位,按SI单位制是米每秒,记为m/s;流向以地理方位角表示,指海水流去的方向。例如,海水以0.01 m/s的速度向北流去,则流向记为0°,向东流动则为90°,向南流动为180°,向西流动为270°,流向与风向的定义恰恰相反,风向指风吹来的方向。风海流的速度和方向随深度(Z)而变化。速度随着深度的增加而按指数规律减小,流向随着深度的增加而逐渐向右偏转。绘制海流图常采用矢长度表示流速大小,箭头方向表示流向。

　　2　电磁式浪、潮、流仪工作原理

　　电磁式浪潮流仪主要由主机球体和配套的S110接口件组成。球体用坚固、高强度、不易变形和防腐的塑料制成,其内部包括电子线路板、数据存储器和电池组,外部用一轴向负荷钛杆与系流连接。它可以用于测量任何水环境中水平流流动的大小和方向,也能够测量波浪、潮、传导、温度、深度及其他水体特性。