科普:海水监测中温盐深数据的重要性

文摘   科学   2024-11-13 10:19   福建  
海洋,那片广袤无垠的蓝色领域,对地球的生态系统以及人类的生存发展都有着至关重要的作用。在守护海洋健康、合理开发利用海洋资源的进程中,海水监测无疑是一项极为关键的工作。海水监测本身就承载着重大意义。它如同海洋的健康卫士,时刻关注着海水的各项指标变化,从而保障海洋生态系统的稳定运行。海洋是无数生物的家园,从微小的浮游生物到庞大的鲸鱼,它们的生存繁衍都与海水的质量息息相关。而且,海洋还是人类重要的食物来源地以及众多经济活动的开展场所,如渔业、海洋运输、海洋旅游等。海水监测能够及时发现海水是否受到污染、是否存在不利于海洋生物生存的因素等,进而为保护海洋生物多样性、保障人类健康以及推动海洋经济可持续发展提供有力支撑。


然而,在海水监测的众多指标中,温盐深的重要性尤为突出。海水的温度、盐度、深度(温盐深,英文缩写为 CTD)监测在海洋科学研究、海洋资源开发、海洋环境保护等诸多方面都有着极为重要的作用,具体如下:

 海洋科学研究方面 

1、了解海洋环流与气候关系
温度:海水温度的分布和变化对海洋环流有着关键影响。不同海域温度的差异会驱动热盐环流等大规模海洋环流系统。例如,在北大西洋,温暖的墨西哥湾流将热量向北输送,其温度变化会影响环流的强度和路径,进而影响全球气候模式,因为海洋环流在全球热量分布和气候调节中起着重要作用。
盐度:盐度的差异同样是驱动海洋环流的重要因素之一。高盐度海水往往密度较大,低盐度海水密度相对较小。这种盐度引起的密度差异与温度引起的密度差异共同作用,促使海水发生流动,形成各种海洋环流。通过监测盐度变化,能更好地理解海洋环流的形成机制和演变规律。
深度:不同深度的海水温度、盐度特性不同,反映了海洋内部的分层结构。这种分层结构对于海洋环流的垂直运动和能量传递有着重要影响。例如,在温跃层,海水温度随深度急剧变化,它限制了上下层海水的热量和物质交换,影响着海洋环流在垂直方向的运动。
2、探究海洋生态系统
温度:海水温度是影响海洋生物分布、生长和繁殖的关键因素之一。不同的海洋生物对温度有特定的适应范围,比如热带珊瑚礁生物适宜生活在温暖的海域,而一些寒带海洋生物则适应低温环境。通过监测海水温度,可以了解海洋生物栖息地的适宜性变化,预测海洋生物种群的迁移和数量变化趋势。
盐度:盐度也会影响海洋生物的生存。某些海洋生物对盐度变化较为敏感,如河口地区的一些鱼类和贝类,它们适应了河口特定的盐度范围。当盐度发生变化时,可能会影响这些生物的渗透压调节等生理过程,进而影响其生存、生长和繁殖。监测盐度有助于研究海洋生物与环境的适应性关系。
深度:不同深度的海洋环境差异巨大,为不同类型的海洋生物提供了栖息场所。深海环境具有高压、低温、黑暗等特点,生活着许多独特的深海生物。通过监测深度相关的温度、盐度等参数,可以深入了解不同深度海洋生物的生存环境和生态特征,为海洋生物多样性研究提供重要依据。


 海洋资源开发方面 

1、海洋渔业资源

温度:适宜的海水温度是鱼类等海洋生物生长和繁殖的重要条件。通过监测海水温度,渔业部门可以确定不同鱼类的适宜生长海域和季节,从而合理规划渔业捕捞区域和时间,提高渔业资源的利用效率,同时也有助于保护渔业资源的可持续发展。

盐度:部分鱼类对盐度也有一定要求,如一些淡水鱼和海水鱼之间存在明显的盐度适应差异。监测盐度可以帮助渔民了解海域的盐度分布情况,以便在合适的盐度海域进行捕捞作业,或者针对不同盐度海域的鱼类进行养殖等开发活动。

深度:不同深度的海洋中有不同种类的鱼类资源。例如,一些深海鱼类具有较高的经济价值。通过监测深度相关的温度、盐度等参数,渔业企业可以更准确地定位深海鱼类的栖息海域,为深海渔业开发提供指导。

2、海洋能源开发

温度:海洋温差能是一种潜在的可再生能源。海水表面温度和深层温度存在较大差异的海域,具备开发海洋温差能的条件。通过监测海水温度的分布和变化,能源开发企业可以筛选出适宜开发海洋温差能的海域,评估其开发潜力,制定开发方案。

盐度:在一些海洋能源开发项目中,如海水淡化与盐差能开发,盐度监测至关重要。海水淡化过程需要了解海水的盐度,以便选择合适的淡化技术和工艺参数。而盐差能开发则是利用海水和淡水(或低盐度水)之间的盐度差异来产生能量,准确的盐度监测能为其开发提供基础数据。

深度:海洋能源开发往往涉及到不同深度的海水。例如,海洋温差能开发通常需要考虑海水表面层和深层的温度差异,这就需要对不同深度的海水进行温度、盐度等参数的监测,以便准确评估能源开发的可行性和效益。


 海洋环境保护方面 

1、海洋污染监测
温度:海水温度变化可能会影响污染物在海水中的扩散速度和化学转化过程。例如,在温暖的海水中,一些有机污染物可能会分解得更快。通过监测海水温度,环保部门可以结合污染物浓度监测,更好地理解污染物在海水中的动态变化过程,从而制定更有效的污染防治措施。
盐度:盐度的变化也会对污染物的行为产生影响。不同盐度的海水对某些污染物的吸附、溶解等性质不同。例如,高盐度海水可能会使一些重金属污染物的溶解度降低,从而影响其在海水中的分布和传播。监测盐度有助于深入了解污染物在海水中的存在形式和传播规律。
深度:污染物在海洋中的垂直分布是不均匀的。不同深度的海水温度、盐度等因素会影响污染物的下沉、扩散等行为。通过监测不同深度的海水温度、盐光、盐度等参数,环保部门可以更全面地了解污染物在海洋中的分布情况,以便采取针对性的污染防治措施。
2、海洋生态保护
温度:如前面所述,海水温度变化会影响海洋生物的生存、生长和繁殖。当海水温度出现异常升高或降低时,可能会导致海洋生物的栖息地丧失、种群数量减少等生态问题。通过监测海水温度,环保部门可以及时发现温度异常情况,采取措施保护海洋生物的栖息地,维护海洋生态系统的平衡。
盐度:同样,盐度变化也会对海洋生物的生态产生影响。当盐度出现异常变化时,可能会导致一些海洋生物无法适应而死亡或迁移,进而影响海洋生态系统的稳定。监测盐度有助于及时发现盐度异常情况,保护海洋生物的生存环境。
深度:不同深度的海洋生态系统都需要得到保护。通过监测不同深度的海水温度、盐度等参数,环保部门可以全面了解不同深度海洋生态系统的现状,针对不同深度的生态问题采取相应的保护措施,确保海洋生态系统的完整性和稳定性。
综上所述,海水监测中的温盐深监测对于全面了解海洋、开发海洋资源以及保护海洋环境等方面都起着不可或缺的作用。


温盐深解决方案

产品一   Leveline-CTD

LeveLine-CTD
LeveLine-CTD海洋用小型自容式温盐深仪可以根据用户的需求定制绝压和透气两种类型的压力传感器。此外,除了可以测量电导率之外,记录器可以根据电导率和温度实时的计算出盐度,同时盐度数据可以实时输出,不需要第三方采集器进行计算。这个电导率传感器需要通过LeeLink软件或GPS LeveLine Meter不定期的校准,可以选择100us-99,999us范围内的任何点进行单点校准,此步骤简单方便。
LeveLine-Mini-CTD
LeveLine-Mini-CTD是在LeveLine-Mini水位计的基础上增加电导率传感器,测量电导率和盐度。采用钛合金外壳,适用于淡水、海水,同时具有钛合金连接器,可以通过连接器连接到电脑和GPS LeveLine手簿对电导率传感器进行校准。LeveLine-Mini-CTD也可选绝压和透气型压力传感器,如果用户需要使用数据记录器,推荐采用绝压版本,如果用户需要遥测,推荐使用透气型版本。如果选择透气型传感器,推荐用户选配电缆干燥剂,以防湿气通过电缆进入传感器,进而腐蚀传感器。
LeveLink PC软件
LeveLink PC软件主要用于配置记录器和分析处理数据,所有水位计均需要LeveLine-PC-KIT工具连接到电脑。


/LeveLine-CTD/


主要特征
● 配置记录器包括:站点号、采样频率、开始时间和工作周期
● 从LeveLine、LeveLine-CTD、GPS LeveLine 手簿导入数据
● 从LeveLine-Baro气压计导入数据
● 各种补偿功能包括:气压、盐度
● 校准CTD
● 当GPS数据可用时,经数据导为Google Earth文件
● 将数据导出为可编辑的文档包括:Excel
● 可以直接保存数据到PC

可选配件
● LeveLine PC Kit:LeveLine PC Kit 可以直接通过USB连接到LeveLine-     CTD温盐深。
● 通过一个电缆连接到电脑
● 透气电缆连接LeveLine-CTD进行自容式工作时,需要配干燥剂

/LeveLine-CTD/

主要技术参数


参数

LeveLine-CTD

LeveLine-Mini-CTD

一般特征

温度

操作: -20-80 (-4-176)

操作: -20-80 (-4-176)

储存: -40-80 (-40-176)

储存: -40-80(-40-176)

补偿: -20-80(-4-176)

补偿: -20-80 (-4-176)

直径

22mm

22mm

长度

260mm

146mm

重量

250g

210g

材料

钛合金外壳和缩醛树脂帽

钛合金外壳和缩醛树脂帽

输出

Modbus/RS485, SDI-12, Aquaread 专有

Modbus/RS485, SDI-12, Aquaread 专有

电池类型和寿命

3.6V锂电池,大寿命可达10

外部供电

6-24VDC

6-24VDC

内存

大小

8MB

记录数据量

500,000

记录模式

线性、事件触发、用户可自行设定开始和停止条件、实时数据

记录(Modbus

1Hz

1Hz

SDI-12输出频率

1Hz

1Hz

实时时钟

精确到1s/24h周期(6min/年)

压力传感器

类型/材料

压阻式/陶瓷

压阻式/陶瓷

量程(透气和绝压)

10.0M (32.8 ft) 50.0M (164 ft),

10.0M (32.8 ft) 50.0M (164 ft),

20.0M (65.6 ft), 100M (326 ft)

20.0M (65.6 ft), 100M (326 ft)

大耐压

2倍,极限2.5倍耐压

2倍,极限2.5倍耐压

精度(在15℃)

±0.05% 全量程

±0.05% 全量程

精度(全量程)

0.1%全量程

0.1%全量程

分辨率

0.002%全量程或1mm(取大值)

0.002%全量程或1mm(取大值)

测量单位

压力:mbarpai,kPa,bar,mbar,mmHg,inHg,cmH2O,inH2O

压力:mbarpai,kPa,bar,mbar,mmHg,inHg,cmH2O,inH2O

水位:in,mm,ft,cm,m

水位:in,mm,ft,cm,m

电导率

量程

0-200mS/cm (0-200,000μS/cm)

0 - 200mS/cm (0 - 200,000μS/cm)

分辨率

1μS

1μS

精度

±1%读数或者±1μS 取较大者

±1%读数或者±1μS 取较大者

盐度

量程

0 - 70PSU/0 - 70ppt(g/Kg)

0 - 70PSU/0 - 70ppt(g/Kg)

分辨率

0.01PSU / 0.01 ppt

0.01PSU / 0.01 ppt

精度

±1%读数或者± 0.1unit取较大者

±1%读数或者± 0.1unit取较大者

温度传感器

精度和分辨率

±0.1°C;

±0.1°C;

0.01°C

0.01°C

测量单位

温盐深解决方案

产品   WiSens CTD

WiSens CTD 测量并记录电导率、水温和水深数据盐度是通过计算得出的。最大使用深度300m。 



/WiSens CTD 自容式温盐深测量仪/


便于使用:
• 基于WIFI通讯的无线快速参数配置及数据读取 
• 维护保养方便 长期坚固可靠: 
• 传感器最佳保护 
• 锂电池的续航能力可达几年 
• 可更换的铜罩用于防生物附着


/WiSens CTD 自容式温盐深测量仪/




主要技术参数

参数

WiSens  CTDS 50

WiSens  CTD 300

订货号


60-07-597

60-07-530

深度

量程

50m

300m

精度

0.15%

0.15%

温度

量程

-2C to +35°C

精度

0.005°C

电导率

量程

0-70 mS/cm

精度

0.04 mS/cm

盐度

量程

2 - 42 PSU

精度

0.05 PSU

时钟漂移

内置时钟日历

< 1分钟/

启动和停止模式

自动或手动

可设置在一定水深、温度、电导率条件下 或者定时启动

采样率


1~99小时设置

续航

内存

16 Mb ( = 2 百万次测量 )

电池

可替换锂电池

数据格式

常规

CSV

压缩

ZIP

尺寸及空气中重量


315 mm x Ø 40 mm

435 gr

通讯方式

Wi-Fi

磁开关激活


更多海水监测应用案例,请联系欧美大地。

-END-

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