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第一章 绪论1

海洋调查发展简史1

单船走航调查时期2

多船联合调查时期3

立体化海洋调查4

海洋调查方法8

海洋观测对象8

传感器8

观测平台9

施测方法10

数据处理12

全球大尺度研究计划12

气候变异与预测研究*计划（CLIVAR）12

热带海洋与全球大气计划（TOGA和TOGA-COARE）13

世界大洋环流实验（WOCE）13

极地计划14

国际地圈-生物圈计划（IGBP）14

联合全球海洋通量研究（JGOFS）14

全球海洋观测系统（GOOS）14

全球海洋综合服务系统（IGOSS）15

近海海洋观测系统（NEAR-GOOS）16

ARGO计划16

实践是开启真理的钥匙，也是检验真理的标准17

阿尔文潜水器的水下探索，发现一种全新生态系17

大洋底地磁和热流测量，导致板块构造理论问世17

微体古生物的测量，导致地球古气候重建18

大洋钻探结果导致海洋灾变论产生19

卫星遥感19

每一种先进海洋仪器问世，都带来深刻的物理海洋学理论的革命20

第二章 深度测量21

水深测量的意义和目的21

水深测量的要求21

深度测量的方法及资料订正22

钢丝绳测深22

回声测深仪测深25

现代主要测深系统26

深海调查深度订正方法的比较27

海图水深计算29

第三章 水温观测31

温度观测的基本要求31

水温观测的准确度要求31

水温观测的时次与标准层次32

各式测温计简述33

液体和机械式温度计33

电子温度计33

远距离海表温度辐射探测34

玻璃液体温度计35

玻璃液体温度计的测温原理35

玻璃液体温度计的误差36

表面温度计测温38

仪器的结构38

观测与使用38

颠倒温度计测温39

颠倒采水器及颠倒温度计的结构和原理40

观测与使用方法42

利用开闭端温度计计算深度误差分析46

温深系统测温47

电子式温盐深自记仪（CTD）测温47

常用投弃式深温计（XBT）49

温深系统测量时压力与深度的换算51

遥感测温51

薄层温差的存在51

大气温、湿度和油膜的影响52

第四章 盐度测量53

盐度的定义和演变53

克纽森盐度公式53

1969年电导盐度定义54

1978年实用盐标（psu）55

盐度的测量56

观测时间、标准层次及准确度要求56

盐度的测量方法56

利用现场温盐深仪测量盐度原理57

SYC2-2型实验室海水盐度计测盐度58

测盐度原理58

SYC2-2型实验室海水盐度计60

测定方法61

仪器的维护及使用注意63

海水样品测定结果的整理65

查R15算盐度65

查RT算盐度65

第五章 透明度、水色、海发光的观测67

透明度观测68

透明度定义68

透明度观测69

水色观测70

水色及其成因70

水色观测71

海发光的观测72

海发光及其影响因子72

海发光的观测73

第六章 海冰观测75

海冰概况76

海水结冰与盐度76

海冰的类型77

冰期与冰情77

海冰观测点的选择78

冰量和浮冰密集度观测78

冰量和浮冰密集度的定义78

观测与记录79

冰型、冰的外貌特征和冰状观测80

冰型观测80

冰的外貌特征和冰状观测81

浮冰运动参数和固定冰堆积状况、范围观测84

浮冰运动参数观测84

固定冰堆积状况和范围观测86

测绘冰情图88

海冰监测系统90

第七章 海流观测91

海流观测方法92

浮标漂移测流法92

定点观测海流94

走航测流96

海流连续观测的准确度要求96

海流观测的注意事项96

海流计简介97

机械旋浆式海流计97

电磁海流计99

声学多普勒海流计100

声学多普勒海流剖面仪（ADCP）100

其他测流仪102

海流观测的持续时间选择103

流速场的描述103

海洋湍流104

观测持续时间长短的选择105

近岸异重流现象与观测107

异重流定义107

理论上的近似推导107

流速的直接观测109

近底层海流的观测110

近底层海流定义110

近底层流的观测110

确定海底粗糙度Z0111

影响海流观测误差分析112

平台无运动时出现的误差112

平台缓慢移动所产生的误差114

平台的快速运动——波浪场的影响114

铅鱼和吊链的影响116

海洋生物的影响116

资料分析方法上的误差117

海流观测资料的整理与分析119

流速流向曲线图绘制120

流速流向曲线的修匀120

第八章 海浪与内波观测122

海浪的基本要素123

海浪的基本要素123

周期、波长和波速126

波向和波峰线126

目测海浪126

海面状况观测127

波型观测127

波向观测128

周期和平均周期的观测128

部分大波波高及周期的观测129

波长和波速的计算129

测波仪器简介130

光学式测波仪130

测波杆130

波浪骑士浮标（Waveridebuoy）131

SZF2-1型测波仪131

船舷测波仪135

浮标阵列136

水下测波装置136

遥感测波仪138

内波调查139

内波锚系阵列观测140

内波拖曳及投抛观测141

内波中性浮子观测142

内波声学观测143

内波卫星观测143

第九章 潮位观测145

潮位观测的基本概念145

潮位变化的一般规律145

验潮站站址的选择146

海平面与基准面147

基准面和水准点与各种潮位的关系149

测站的设置151

水尺设置及其维护151

水准点的设置153

验潮井的设置及其维护154

井内外水尺的设置156

水准联测158

水准仪的主要结构及作用原理158

测量的基本原理和方法159

四等水准测量手簿的记录、整理及其限差的要求161

几种特殊情况下的联测方法163

水准仪和水准标尺的检验163

三等水准测量165

水准仪的维护和测量中的注意事项165

利用水尺进行潮位观测166

观测与记录166

水位换算167

几种特殊情况的处置方法167

利用浮筒式水位计进行水位观测168

HCJ1-2型验潮仪的结构和工作原理169

仪器的安装和使用169

验潮仪的记录观测170

验潮系统的一般故障排除和维护保养173

其他验潮仪173

挪威安德拉公司的水位记录仪173

SCA6-1型声学水位计174

验潮井设置参数的选取174

第十章 海洋气象观测176

海洋气象观测的平台、内容、次数和时间176

海洋气象观测的目的176

海洋气象观测平台176

观测的项目177

观测的次数和时间177

常规海洋气象观测项目178

能见度178

云的观测179

天气现象的观测181

风的观测182

空气温度和湿度的观测183

气压的观测184

降水量观测184

高空气压、温度、湿度的探测185

技术要求185

探测方法185

资料整理方法186

特殊情况的处理187

高空风的探测188

技术指标188

探测方法188

资料整理方法189

大气边界层观测190

风、温、湿梯度观测190

海气界面通量观测192

辐射观测193

天空辐射计194

通量计算195

船姿态订正196

通量计算197

观测仪器199

地面气象观测仪器199

高空气象探测仪器204

第十一章 海洋化学调查206

检测内容和层次206

采样项目206

水样的采集206

常规海洋化学要素调查207

溶解氧207

pH208

总碱度209

活性硅酸盐测定（硅钼蓝法）209

活性磷酸盐测定（抗坏血酸还原磷钼蓝法）210

亚硝酸盐测定（重氮-偶氮法）210

硝酸盐测定（锌镉还原法）210

铵盐测定（次溴酸钠氧化法）211

氯化物测定（银量滴定法）211

总磷测定（过硫酸钾氧化法）212

总氮测定（过硫酸钾氧化法）212

总有机碳和溶解有机碳213

悬浮物213

海水污染物质调查213

石油213

化学需氧量（COD）214

生化需氧量（BOD5）214

六六六、DDT214

多氯联苯、狄氏剂215

重金属215

其他水质分析方法215

大气化学采样分析（包括相应海水中应测项目）217

颗粒物（大气气溶胶）217

碳氧化合物218

氮氧化物218

卤素化合物219

碳氢化合物220

有机硫化物测定220

大气中营养元素222

大气干湿沉降中的重金属223

大气化学调查技术指标224

常用主要仪器225

便携式溶解氧分析仪225

分光光度计226

其他仪器228

第十二章 海洋地形、地貌、地质与地球物理调查229

海水深度、海底地形、地貌测量229

多波束测深系统229

海底测量的相干声纳（ISIS）系统230

侧扫声纳231

海底浅层结构探测234

拖曳式浅地层剖面探测234

船载式浅地层剖面探测236

底质采样器237

海洋底质表层采样237

海洋底质深层采样239

海洋重力测量仪器243

基本要求243

海洋重力仪简介245

海底热流测量246

技术要求246

仪器设备247

海上测量248

资料整理249

海洋地磁测量仪器250

工作原理251

G801型海洋质子磁力仪252

G880-G铯光泵磁力仪253

海洋地震测量仪器255

地震仪的基本要求255

中国产宽频带大动态三分量数字记录海底地震仪256

其他地震仪简介257

调查的基本方法和图件258

调查船作业的方式258

图件基本要求和精度258

第十三章 海洋生物调查260

概述260

名词解释260

调查内容、方式和采样深度261

叶绿素和初级生产力测量262

叶绿素a的测定262

初级生产力测定263

常用仪器264

微生物调查266

技术要求266

常用仪器266

浮游生物调查267

微微型、微型浮游生物267

小型浮游生物270

大中型浮游生物271

底栖生物调查271

大型底栖生物271

小型底栖生物272

底栖生物资料整理273

游泳生物调查273

鱼类273

鱼卵、仔鱼分离274

分类鉴定274

污损生物调查274

调查要素和技术要求274

大型污损生物调查采样275

潮间带生物调查276

基本要求276

潮间带底栖微型藻类叶绿素a的测定276

潮间带底栖微型藻类丰度及种类组成277

潮间带底栖生物现存量和种类277

生物量计算277

生物量计算277

浮游动物个体密度计算278

摄食压力计算278

第十四章 海洋声学、光学要素调查279

海洋声速测量279

观测要素279

站点的确定279

测量方法和精度280

测量仪器280

资料处理280

今后发展目标281

海洋环境噪声测量282

海洋环境噪声基本概念282

测量仪器283

水中目标物的声学探测284

布里渊散射激光雷达水下目标探测技术284

合成孔径声纳284

声光悬浮砂粒径谱测量仪285

声学悬浮泥沙浓度剖面仪286

海洋光学调查286

名词解释287

标准层次和精度288

海面照度测量方法289

光束透射率和光束衰减系数的测量290

测量仪器291

第十五章 海洋遥感和浮标观测293

遥感使人类获得大面积同步资料293

航空海洋遥感294

卫星遥感294

海洋遥感的主要对象297

海面温度遥感297

盐度观测298

海面风场观测299

海浪观测300

海流观测300

潮汐观测302

水团观测302

海洋水准面观测302

浅海测深303

海冰遥感303

溢油污染遥感304

泥沙、叶绿素观测305

浮标与潜标观测305

锚定浮标306

漂流浮标306

潜标308

第十六章 海洋观测中的误差及其处理309

数据误差的几种定义310

函数误差的传播313

误差的产生和消除315

偶然误差的正态分布320

流速矢量在经线和纬线投影测量的随机误差分量322

有效数字323

第十七章 海洋资料分布曲线的平滑和滤波326

海洋资料分布曲线的平滑326

图解平滑法326

滑动平均值法327

潮流滤波器331

第十八章 常用的插值法在海洋水文资料处理中的应用333

方法简介333

三点拉格朗日（Lagrange）抛物插值法333

二次样条函数（Spline-2）插值法334

三次样条函数（Spline-3）插值法334

阿基马（Akima）插值法335

不同插值法对温盐曲线拟合及讨论337

无温（或盐）跃层情况337

有温（盐）跃层存在，但跃层不强的情况337

有强温（盐）跃层存在的情况338

海洋中具有的多跃层情况340

几种插值法拟合结果讨论341

第十九章 海洋水文要素非直接观测量的计算343

海水密度和比容的计算343

1978年国际实用盐标与1980年国际海水状态方程执行后对海洋参量计算的修正344

旧的海水密度计算公式345

新状态方程对流速的修正347

新状态方程稳定度与声速的修正347

海水中声速的计算352

海流的动力计算354

梯度流流速计算原理354

海流要素的动力计算方法355

第二十章 海洋要素中多年一遇的极值求取359

皮尔逊Ⅲ型曲线法359

理论基础359

具有Г分布的随机变量x的数学期望及均方差361

三参数的皮尔逊Ⅲ型曲线确定361

绘制皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线的方法364

利用耿贝尔曲线计算“多年一遇”367

理论基础367

实例（矩法）370

有特大值时频率计算法371

何谓特大值371

特大值频率计算法372

第二十一章 资料、资料库与地理信息系统376

数据分类376

根据要素分类376

根据观测方式分类377

按数理概念分类377

按调查航次来分类377

数据的空间分布和时间序列378

描述空间分布特征的海洋资料378

描述时间分布特征的海洋资料379

海洋格网数据空间分析的基本模式379

海洋场模型的时间序列分析380

海洋数据融合与同化384

数据融合（DataFusion）384

数据同化（DataAssimilation）384

技术产品、信息服务、数据传输和网络技术385

资料库386

方区化处理386

航次综合报告（CSR，CruiseSummaryReport）387

资料库（DataBase）387

海洋地理信息系统（MGIS）390

地理信息系统简介390

海洋GIS系统的概念和构成391

海洋数据处理/分析方法391

海洋信息模型化392

数据模型与数据结构393

第二十二章 调查船观测工作的组织及实施394

定位与观测的标准时394

测站定位与观测时间标准394

选用观测仪器和记录的基本要求395

仪器和设备395

观测资料记录、整理396

观测层次、时间和交接班397

观测层次397

时间观测397

人员组织与分工398

海洋调查的典型实例——TOGA-COARE实施计划398

TOGA-COARE强化观测398

TOGA-COARE主要成员及职责400

使用仪器401

调查船工作403

飞机观测405

卫星工作405

陆地辅助观测405

第二十三章 海洋调查首席科学家应该做些什么407

了解海域特点和前人研究工作407

了解调查区域环境特点407

了解前人在这个海域的研究成果408

站位设置要合理409

断面取向要有依据410

远岸调查断面设置要尽量与主流轴垂直410

近岸调查断面走向要尽量与海岸垂直411

海湾观测，湾口一定要设断面研究海湾内外物质交换411

在地形复杂地方（陆坡、岬角和水下峡谷等）调查站位要加密412

海底峡谷412

海湾岬角413

要尽可能进行长系列观测，多学科联合参加415

潮汐余流因潮时而异415

风对近岸海流有复杂的扰动416

多学科综合调查，以便互相印证，加深研究成果417

浅海水文要素的多变性，要尽量同步调查418

太阳辐射的影响418

冬季寒潮降温的影响419

内波将引起水温的显著日变化420

量力而行420

紧急情况处理421

仪器进入船底421

冰上作业421

水下作业安全性421

质量保证422

方案评审422

仪器要先进、可靠和备用422

使用前要鉴定422

调查人员的培训422

参考文献423