如何测量湛江的沿岸流?

湛江位于中国广东省,是一座海洋条件广阔且复杂的海滨城市。沿岸流状况在多种因素的共同作用下发生变化。无论是与海洋生态、航运安全还是海岸工程相关,了解和测量这些情况都是必要的。

1. 湛江附近沿岸流的状况如何?


湛江周边的沿岸流本质上极为复杂。这座城市面向南海西部,不同的海洋和大气作用力变化多样,带来了无数种水流模式。海底地形可能包括浅滩、深槽和岛屿,这些同样会导致水流发生重大变化。
潮汐力是形成沿岸流的主要力量之一。潮汐持续且规律的涨落将海水推进和推出海湾与河口,从而在许多地方产生相当强劲的潮流。此外,风的分布也有相当显著的影响。强风可能引发表层流,甚至会影响更靠近海岸的总体水流模式。
除此之外,来自南海的暖流与来自较深水域的寒流之间的相互作用,可能使沿岸流的状况变得更加复杂。它们还携带着具有不同温度、盐度和营养水平的各种水体,进而影响海洋生态系统。

2. 湛江沿岸水流的控制因素有哪些?


首先,地理位置和地形对于湛江沿海水域的水流至关重要。岛屿、礁石和半岛的存在常常使水流绕过障碍物,形成漩涡,从而改变水流的方向和速度。
主要影响因素如下:

潮汐


湛江的潮差通常较大,潮流很容易导致强劲的水流。它会随着潮汐周期和海岸地形而变化。


然而,影响海岸线附近水流运动的还有另一个重要方面:风。同样重要的是,强风会导致表层流,根据天气状况和一年中的时间,这些表层流往往会将海水带到海岸周围的多个方向。

环流模式


从更广泛、更普遍的全球范围来看,环流模式也对其产生影响。南海只是一个更复杂的海洋系统的一部分,在这个系统内,该区域各种水体的运动影响着湛江周边的沿岸流。例如,流入的黑潮和其他重要洋流可能会对南海的水温及水流产生影响。

3. 如何观测湛江的沿岸水流?


测量湛江的沿岸水流对于了解海洋环境以及多种应用来说非常重要。传统的流速测量方法,如流速仪或漂流瓶,在测量的空间和时间覆盖范围上存在一些固有局限性。近年来,ADCP 流速仪被视为测量沿岸流更先进、更便捷的工具。
它们能够测量不同深度的水流速度,并详细告知三维水流结构。基于多普勒原理的 ADCP 通过检测从水中颗粒反射回来的声波频率变化来工作,这种频率变化与水流速度成正比。

3.1 基于多普勒原理的 ADCP 如何工作?


声学多普勒流速剖面仪(ADCP)使用一个换能器阵列,将声波向下发射到水中。这些波从水中的悬浮颗粒(如浮游生物和悬浮沉积物)反射回来。反射波被返回至换能器阵列,测量其相对于发射频率的频率变化。
这被称为多普勒频移,它与水颗粒的速度成正比。因此,ADCP 能够同时测量多个深度不同水层的水流速度剖面。ADCP 流速剖面仪还可以测量水流方向,因为发射波和接收波之间的相位差能提供有关方向的信息。

3.2 湛江沿岸流高质量测量需要什么?


准确测量湛江的沿岸流涉及多种因素。首先,考虑到恶劣的海洋环境,测量过程中使用的设备必须非常可靠。它应具备抗腐蚀、抗压以及耐温度变化的能力。
对于大规模测量而言,理想的设备特性是尺寸小、重量轻、功耗低且成本低。这些特性使设备更易于部署和操作,因为在实地作业中需要的成本和精力更少。
钛合金是 ADCP 流速仪外壳的最佳材料,它强度高、耐腐蚀且重量轻。由于该设备能够抵抗海水压力和腐蚀,因此可确保长期稳定可靠地运行。此外,它重量轻,便于操作和投放。

3.3 如何选择合适的流速测量设备?


选择用于测量湛江沿岸流的合适设备必须基于几个因素。这取决于应用本身及其在测量方面的要求。

  • 船载测量:对于基于船舶的测量,通常会使用船载 ADCP 流速仪。这种声学多普勒流速仪可以安装在船舶上,当船舶在水中航行时持续测量水流速度,这使其适用于在相对较短的时间内覆盖大面积区域的大规模测量。
  • 固定位置长期测量:对于固定位置的长期测量,可以使用坐底式 ADCP 或系泊浮标式 ADCP。坐底式 ADCP 安装在海底,可以较长时间地测量水流速度。系泊浮标式 ADCP 通过安装在浮标上,能够测量不同深度的水流速度。
  • 频率选择:水深也决定了频率的选择。对于深度达 70 米的水域,需要选择 600kHz 的 ADCP;如果水深达 110 米,可以选择 300kHz 的 ADCP;对于水深达 1000 米的水域,建议使用 75kHz 的 ADCP。


市场上有多种类型的 ADCP,其中包括 Teledyne RDI、Nortek、Sontek 等。在这些产品中,偶信科技 ADCP 是性价比最高且质量上乘的 ADCP 之一。它采用全钛合金材料,价格非常合理,性能十分出色。偶信科技网站是https://oceantek.pro/ 。


测量湛江的沿岸流对于了解海洋环境至关重要,并且有许多应用。使用 ADCP 剖面仪测量沿岸流是详细获取流速和水流模式信息的有力工具。要实现湛江沿岸流的高质量测量,取决于正确选择设备和频率,同时牢记材料可靠性、尺寸、重量、功耗和成本等因素。


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dolphin 2025年3月26日
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