昨日，青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室發(fā)布信息，在剛剛結(jié)束的“向陽(yáng)紅01”科考船第四次海試航次中，深海可視化液壓貫入式海底沉積聲學(xué)原位測(cè)量系統(tǒng)（HISAMS）成功實(shí)現(xiàn)了3000米海試。這是我國(guó)開(kāi)展深水區(qū)的海底聲學(xué)特性參數(shù)測(cè)量，相關(guān)技術(shù)與設(shè)備在海底環(huán)境監(jiān)測(cè)、海底資源調(diào)查和海洋權(quán)益保護(hù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值。
海底沉積物的聲學(xué)特性（包括聲速、聲衰減系數(shù)等）是影響海洋聲場(chǎng)與聲傳播的重要因素。HISAMS由海洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的海洋地質(zhì)過(guò)程與環(huán)境功能實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家海洋局*海洋研究所自主研制，是我國(guó)該研究領(lǐng)域的新成果，也是目前上為數(shù)不多的可在深海使用的沉積聲學(xué)原位測(cè)量設(shè)備。該套設(shè)備在南海北部水深分別為1880米、3018米、3021米和3036米的四個(gè)站位獲取了海底沉積物的聲學(xué)特性數(shù)據(jù)，并取得高清海底視頻影像等輔助資料。
據(jù)介紹，海洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室副主任劉保華帶領(lǐng)海底聲學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，自2007年以來(lái)一直致力于沉積聲學(xué)原位探測(cè)技術(shù)的研究，整合了國(guó)家海洋局*海洋研究所、國(guó)家深海基地管理中心、山東拓普液壓氣動(dòng)有限公司、山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所和同濟(jì)大學(xué)等單位的相關(guān)技術(shù)力量，早在2009年就研制出了國(guó)內(nèi)*套淺水型自容式HISAMS，并成功實(shí)現(xiàn)了在南黃海的規(guī)模化應(yīng)用，獲得100余個(gè)站位的原位觀測(cè)數(shù)據(jù)。本次海試的深海可視化型HISAMS是該團(tuán)隊(duì)將沉積聲學(xué)原位探測(cè)技術(shù)逐步向深海推進(jìn)的階段性新成果。該系統(tǒng)目前能夠適應(yīng)3000米以淺的各種沉積物類(lèi)型，可廣泛應(yīng)用于近海和深海海底聲場(chǎng)環(huán)境調(diào)查。
海洋觀測(cè)儀器可以按照結(jié)構(gòu)原理分為聲學(xué)式儀器、光學(xué)式儀器、電子式儀器、機(jī)械式儀器，以及遙測(cè)遙感儀器等。還可以根據(jù)運(yùn)載工具不同，劃分成船用儀器、潛水器儀器、浮標(biāo)儀器、岸站儀器和飛機(jī)、衛(wèi)星儀器。其中船用海洋觀測(cè)儀器品種多，按其操作方式又可分為投棄式、自返式、懸掛式、拖曳式等。投棄式儀器使用時(shí)將其傳感器部分投入海中，觀測(cè)的數(shù)據(jù)通過(guò)導(dǎo)線或無(wú)線電波傳遞到船上，傳感器用后不再回收。自返式儀器觀測(cè)時(shí)沉入海中，完成測(cè)量或采樣任務(wù)后卸掉壓載物，借自身浮力返回海面。懸掛式儀器利用船上的絞車(chē)吊桿從船舷旁送入海中，在船只錨碇或漂流的情況下進(jìn)行觀測(cè)。拖曳式儀器工作時(shí)從船尾放入海中，拖曳在船后進(jìn)行走航觀測(cè)。
海洋觀測(cè)儀器對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，通常按所測(cè)要素分類(lèi)。例如測(cè)溫儀器、測(cè)鹽儀器、測(cè)波儀器、測(cè)流儀器、營(yíng)養(yǎng)鹽儀器、重力和磁力儀器、底質(zhì)探測(cè)儀器、浮游生物與底棲生物儀器等等。將它們歸納起來(lái)可以劃分成 4大類(lèi)，即海洋物理性質(zhì)觀測(cè)儀器、海洋化學(xué)性質(zhì)觀測(cè)儀器、海洋生物觀測(cè)儀器、海洋地質(zhì)及地球物理觀測(cè)儀器。
海洋物理性質(zhì)觀測(cè)儀器
用于觀測(cè)海洋中的聲、光、溫度、密度、動(dòng)力等現(xiàn)象。因?yàn)楹Ｋ芏炔槐阒苯訙y(cè)定，通常用溫度、鹽度和壓力值計(jì)算得到，所以鹽度取代密度成為一個(gè)必測(cè)參數(shù)。觀測(cè)海水溫度、鹽度和壓力的儀器，20世紀(jì)60年代以前只能用顛倒溫度表、采水器、滴定管和機(jī)械式深溫計(jì)(BT)，現(xiàn)在則用電子式鹽溫深測(cè)量?jī)x(STD或CTD)等。船只走航測(cè)溫常用投棄式深溫計(jì)(XBT)。空中遙感觀測(cè)海水溫度則用紅外輻射溫度計(jì)。岸邊潮汐觀測(cè)使用浮子式驗(yàn)潮儀,外海測(cè)潮采用壓力式自容儀,大洋潮波的觀測(cè)依靠衛(wèi)星上的雷達(dá)測(cè)高儀。海浪觀測(cè)儀器的品種比較繁雜，有各種形式的測(cè)波桿、壓力式測(cè)波儀、光學(xué)原理的測(cè)波儀、超聲波式測(cè)波儀。近年用得較多的是加速度計(jì)式測(cè)波儀。海流觀測(cè)相當(dāng)困難，或用儀器定點(diǎn)測(cè)量，或用漂流物跟蹤觀測(cè)。定點(diǎn)測(cè)流是海洋觀測(cè)中常用的辦法，所用儀器有轉(zhuǎn)子式海流計(jì)、電磁式海流計(jì)、聲學(xué)海流計(jì)等，其中流行的是轉(zhuǎn)子式儀器（見(jiàn)測(cè)流裝置）。海洋聲參數(shù)儀器主要有聲速儀，用以觀測(cè)聲波在海水里的傳播速度。海洋光參數(shù)儀器有透明度計(jì)和照度計(jì)，用以觀測(cè)海水對(duì)光線的吸收和海洋自然光場(chǎng)的強(qiáng)度。
海洋化學(xué)性質(zhì)觀測(cè)儀器
海洋觀測(cè)中所用的化學(xué)儀器，主要用來(lái)測(cè)定海水中各種溶解物的含量。60年代以前，除少數(shù)幾項(xiàng)可在船上用滴定管和目力比色裝置完成外，大部分項(xiàng)目要保存樣品帶回陸上實(shí)驗(yàn)室分析。60年代以后，調(diào)查船上逐漸采用船用鹽度計(jì)、船用pH計(jì)、溶解氧測(cè)定儀，以及船用分光光度計(jì)和船用熒光計(jì)。近年來(lái)船用單項(xiàng)化學(xué)分析儀器與自動(dòng)控制裝置相結(jié)合，形成船用多要素的自動(dòng)測(cè)定儀器。這種綜合儀器還可配備電子計(jì)算機(jī)，提高其自動(dòng)化程度。船用化學(xué)分析儀器的工作原理大致分兩類(lèi)：一類(lèi)用傳感器(主要為電極)直接測(cè)定化學(xué)參數(shù)；一類(lèi)通過(guò)樣品顯色進(jìn)行光電比色測(cè)定。目前，海水中的各種營(yíng)養(yǎng)鹽靠比色儀器測(cè)定，pH值、溶解氧、氧化-還原電位等利用電極式儀器測(cè)定。
海洋生物觀測(cè)儀器
海洋生物種類(lèi)繁多，從微生物、浮游生物、底棲生物到游泳生物，相應(yīng)有不同的觀測(cè)儀器。海水中的微生物需采樣后進(jìn)行研究，采樣工具有復(fù)背式采水器和無(wú)菌采水袋。浮游生物采樣器主要有浮游生物網(wǎng)和浮游生物連續(xù)采集器。底棲生物采樣使用海底拖網(wǎng)、采泥器和取樣管。游泳生物采樣依靠魚(yú)網(wǎng)，觀察魚(yú)群使用魚(yú)探儀（見(jiàn)海洋生物采樣器）。海洋初級(jí)生產(chǎn)力的觀測(cè)，除利用化學(xué)儀器測(cè)營(yíng)養(yǎng)鹽，利用光學(xué)儀器測(cè)定光場(chǎng)強(qiáng)度之外，還用熒光計(jì)測(cè)定海水中的葉綠素含量。為了觀察海洋生物在海中的自然狀態(tài)，需要利用水中攝象，有時(shí)還得使用潛水技術(shù)。水下實(shí)驗(yàn)室可使人們?cè)诤５淄Ａ糨^長(zhǎng)時(shí)間，是觀察海洋生物活動(dòng)情況的良好設(shè)備。
海洋地質(zhì)及地球物理觀測(cè)儀器
底質(zhì)取樣設(shè)備是早發(fā)展的海洋地質(zhì)儀器，分表層取樣設(shè)備與柱狀取樣設(shè)備兩類(lèi)。表層取樣設(shè)備又稱(chēng)采泥器，有重力式采泥器、彈簧式采泥器和箱式采泥器，其中箱式采泥器能保持沉積物原樣。底質(zhì)柱狀采樣工具有重力取樣管、振動(dòng)活塞取樣管、重力活塞取樣管和水下淺鉆，有一種靠玻璃浮子裝置使柱狀樣品上浮的重力取樣管稱(chēng)為自返式取樣管。結(jié)合底質(zhì)取樣，還可進(jìn)行海底照相。回聲測(cè)深儀是觀測(cè)水深、地貌和地層結(jié)構(gòu)常用的儀器。側(cè)掃聲吶又稱(chēng)地貌儀,安裝在船殼上或拖曳體上,可以觀測(cè)海底地貌。地層剖面儀利用聲波在海底沉積物中的傳播和反射測(cè)出地層結(jié)構(gòu)。海洋地球物理儀器有重力儀(見(jiàn)海洋重力測(cè)量)、磁力儀（見(jiàn)海洋磁力測(cè)量）和地?zé)嵊?jì)等。地?zé)嵊?jì)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，將熱敏電阻安放在鋼質(zhì)探針的頂端，靠重力作用插入海底，便能測(cè)出海底沉積物的溫度。
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