海洋环境观测站是如何收集和传输数据的?

2025-07-04
海洋环境观测站是用于长期、连续监测海洋环境要素的基础设施,其监测要素涵盖海洋物理、化学、生物及生态等多个维度,以下从不同类别展开说明:

一、海洋物理要素

  1. 海水温度

    • 监测表层及不同深度海水的温度,反映海洋热状况,影响海洋环流、气候模式及生物分布(如珊瑚礁对温度变化敏感)。


  2. 海水盐度

    • 测量海水含盐量,影响海水密度、浮力及海洋动力过程,与河口冲淡水、冰川融化等现象相关。


  3. 海浪

    • 监测浪高、浪向、周期等参数,为航海安全、海洋工程设计(如港口、海上风电)及灾害预警(如风暴潮)提供数据。


  4. 潮汐与海流

    • 记录潮汐涨落规律及海流方向、流速,影响污染物扩散、渔业资源分布及船舶航行路径。


  5. 海平面高度

    • 监测海平面变化,用于研究全球气候变化(如冰川融化导致的海平面上升)及海岸带侵蚀问题。


二、海洋化学要素

  1. 溶解氧(DO)

    • 测量海水中氧气含量,反映水体自净能力及生物生存环境(低氧会导致鱼类死亡、赤潮等)。


  2. pH 值

    • 监测海水酸碱度,海洋酸化会影响贝类、珊瑚等钙化生物的生存,与大气 CO₂浓度升高密切相关。


  3. 营养盐

    • 包括硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐等,是海洋浮游植物生长的关键物质,过量会引发赤潮,影响生态平衡。


  4. 重金属与污染物

    • 检测铅、汞、镉等重金属及石油类、有机物等污染物浓度,评估海洋环境污染程度,保护海洋生态与渔业安全。


  5. 溶解气体(如 CO₂、CH₄)

    • 监测海水中温室气体的含量及通量,研究海洋对大气的碳汇作用及气候反馈机制。


三、海洋生物与生态要素

  1. 浮游生物

    • 监测浮游植物(如硅藻、甲藻)和浮游动物的种类、数量及分布,作为海洋生态系统的基础,影响渔业资源和碳循环。


  2. 底栖生物

    • 调查海底生物(如贝类、海星、微生物)的群落结构,评估海洋底质环境健康状况(如污染、沉积变化的影响)。


  3. 叶绿素 a

    • 通过测量叶绿素 a 浓度估算浮游植物生物量,反映海洋初级生产力,是赤潮预警的重要指标。


  4. 生物毒性

    • 检测海水中有毒物质(如藻类毒素、重金属)对生物的影响,保障海产品安全。


四、气象与海气相互作用要素

  1. 风速、风向

    • 监测海面上方气象参数,影响海浪形成、海气热量交换及污染物扩散。


  2. 气压

    • 记录大气压力变化,辅助预报台风、风暴潮等灾害性天气。


  3. 降水量

    • 监测海上降水,影响海水盐度、河口冲淡水范围及陆源污染物入海负荷。


  4. 太阳辐射

    • 测量光照强度,影响浮游植物光合作用及海水温度分布。


五、其他专项要素(根据监测目的定制)

  • 声学环境:监测海洋噪声(如船舶、地震勘探)对鲸类等海洋生物的影响。

  • 放射性物质:检测海水中放射性核素(如氚、铯)浓度,应对核泄漏等突发事件。

  • 海底地形与地质:通过声呐等设备监测海底地貌变化(如滑坡、沉积),服务海洋工程与灾害预警。

监测站的类型与特点

  • 岸基监测站:固定于海岸,覆盖近岸海域,监测要素全面,数据稳定性高。

  • 浮标监测站:漂浮于海上,可随海流移动,用于长期、实时监测开阔海域。

  • 潜标监测站:布设于海底或水层中,监测深层海水及海底环境。

  • 移动监测平台:如调查船、无人机、水下机器人(ROV),用于动态、专项监测。

应用场景

  • 环境管理:制定海洋污染防治政策,监控排污口、养殖区环境。

  • 灾害预警:预报风暴潮、赤潮、海啸等灾害,保障沿海居民安全。

  • 科研与气候研究:支撑海洋生态、全球变暖、碳循环等领域的科学研究。

  • 资源开发:为海洋油气、渔业、可再生能源(如潮汐能)开发提供环境数据支持。

    海洋气象环境观测站.jpg


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