如何测量三亚的沿岸流?

三亚是中国的一座海滨城市,以其迷人的海滩、清澈的海水和温和的气候而闻名。三亚周边的沿岸流极为重要,它塑造了海洋环境,对海洋生态、航运、旅游业等方面产生了深远影响。

1. 三亚周边沿岸流的状况如何?


多种因素相互作用影响着三亚附近的沿岸流。南海的地形相当复杂,分布着岛屿和礁石,这会影响水流模式。除此之外,潮汐力、风场模式以及海洋环流系统也会引发水流动力学的变化。
随着潮汐的涨落,水位和流速会定期发生变化。涨潮时,海水被推向内陆,而落潮时则被拉回大海。此外,风能够产生表层流,这对总体水流趋势有贡献。最后,来自南海的暖流和来自深海的寒流相互作用,进一步使沿岸流的情况变得复杂。

2. 影响三亚沿岸水流的因素有哪些?


有几个因素决定了三亚的沿岸水流。首先,海底和海岸线的地形可以引导水流向特定方向流动。例如,浅水区或礁石可能会减缓水流速度或改变其流向。第二个重要影响因素是潮汐。潮汐的规律性涨落产生特定的水流,在某些地方这种水流可能相当强劲。
另一个主要因素是风。较强的风会产生表层流,进而影响海岸附近的水流运动。大气压力的变化也可能对水流产生潜在影响。从更广泛的角度来看,可以说海洋环流模式可能会对三亚的沿岸流产生影响。例如,黑潮和其他主要洋流确实有可能影响南海海水的温度和流量。

3. 如何观测三亚的沿岸水流?


实际上,在三亚,为了海洋科学研究、航行安全以及环境保护,急需了解沿岸流的速度和流量。传统方法包括使用流速仪测量沿岸流,因为它们固定在特定位置,测量水流的速度和方向。这种方法非常耗时耗力,而且很难甚至无法通过这些方法进行空间覆盖观测,以全面了解复杂的水流状况。
近年来,声学多普勒流速剖面仪(ADCP)作为一种更先进、更便捷的测量沿岸流的技术应运而生。它将多普勒原理应用于不同深度的水流速度测量,能够详细获取三维水流结构信息。

3.1 基于多普勒原理的声学多普勒流速剖面仪(ADCP)如何工作?


ADCP 向水中发射声波,并测量反射波的频率变化。这种频率变化与水颗粒的速度成正比,这一现象被称为多普勒频移。通过测量不同深度的多普勒频移,ADCP 可以确定不同水层的流速。
ADCP 流速仪通常由一组发射和接收声波束的换能器组成。声音从水中的颗粒(如浮游生物或悬浮沉积物)反射回来。ADCP 分析反射波束以确定水流速度。ADCP 流速剖面仪是一种利用多普勒效应测量三维水流的流速测量仪。

3.2 三亚沿岸流高质量测量需要什么?


在三亚沿岸流高质量测量所需的条件中,必须保证设备的可靠性,其材料要能够承受恶劣的海洋环境。小尺寸、轻重量、低功耗和低成本是大规模测量所需的其他重要特性。
以下是钛合金是 ADCP 外壳极佳材料的主要原因:它强度高、耐腐蚀、重量轻,能够承受海水施加的高压以抵抗侵蚀和腐蚀。这确保了设备具有长期的稳定性和可靠性。其重量轻可确保易于部署和回收,减少野外作业的工作量和成本。

3.3 如何选择合适的流速测量设备?


选择用于测量三亚沿岸流的合适设备应基于各种参数。选择取决于其预期的应用,以及所需的测量要求。
一种常见的做法是在基于船舶的测量中使用船载 ADCP。它们可以安装在船舶上,在船舶航行时连续测量水流速度。它们适用于大规模测量,能够在相对较短的时间内覆盖广阔区域。
对于固定位置的长期测量,可以使用坐底式或系泊浮标式 ADCP。坐底式 ADCP 安装在海底,可在较长时间内提供连续测量。系泊浮标式 ADCP 安装在浮标上,可从不同深度测量水流速度。
频率也取决于水深。对于深度达 70 米的浅水区,600kHz 的 ADCP 就足够了;对于深度达 110 米的水域,将使用 300kHz 的 ADCP;对于深度达 1000 米的更深水域,75kHz 的 ADCP 就可以满足需求。


市场上有多个 ADCP 品牌。其中包括但不限于 Teledyne RDI、Nortek、Sontek 等。在这些品牌中,偶信科技ADCP 是一款非常出色且经济实惠的产品。它采用全钛合金材料设计,性能卓越且价格合理。偶信科技的网站为https://oceantek.pro/ 。


测量三亚的沿岸流对于了解海洋环境和其他应用至关重要。在这方面,ADCP 是测量沿岸流的重要设备,它们提供了关于流速和水流模式的详细信息。通过正确选择设备和频率,并考虑材料可靠性、尺寸、重量、功耗和成本等其他因素,我们就能正确测量三亚的沿岸流。


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dolphin 2025年1月13日
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