第十二章海洋要素图

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1、2021/3/10讲解：XX1第十二章第十二章海洋要素图海洋要素图2021/3/10讲解：XX212.1 12.1 时间过程曲线图时间过程曲线图12.212.2空间分布图空间分布图12.312.3点聚图与频率图点聚图与频率图12.412.4跃层的确定跃层的确定2021/3/10讲解：XX312.1时间过程曲线图时间过程曲线图海洋要素图是将观测资料或统计参数用直观图像海洋要素图是将观测资料或统计参数用直观图像显示出来，把局部的、瞬时的海洋现象连贯起来，显显示出来，把局部的、瞬时的海洋现象连贯起来，显示现象的全貌和本质。示现象的全貌和本质。海洋要素有随时间、空间、平面、断面、垂直方向海洋要素有随时

2、间、空间、平面、断面、垂直方向的分布和变化。因此，海洋要素图应显示这些情况。的分布和变化。因此，海洋要素图应显示这些情况。2021/3/10讲解：XX4要素随时间变化图形的绘制要素随时间变化图形的绘制1、过程曲线过程曲线在一个测点上，某种海洋要素在一个测点上，某种海洋要素-温度、盐度、密度等温度、盐度、密度等-随时间变化的一条曲线。随时间变化的一条曲线。根据所选时间段，这种曲线图可以有：根据所选时间段，这种曲线图可以有：周日变化图：周日变化过程曲线；月变化图：月变化过程周日变化图：周日变化过程曲线；月变化图：月变化过程曲线；年变化图：曲线；年变化图：年变化过程曲线；年变化过程曲线；多年变化图：

3、多多年变化图：多年变化曲线某海洋系统变化图：系统过程图等。年变化曲线某海洋系统变化图：系统过程图等。2021/3/10讲解：XX5绘制方法绘制方法确定坐标，通常纵坐标为海洋要素的观测值，确定坐标，通常纵坐标为海洋要素的观测值，横坐标为时间。横坐标为时间。坐标的确定要注意两点，一是比例尺二是坐标的确定要注意两点，一是比例尺二是起始点和终止点。起始点和终止点。182022101214161820time/htemp.2021/3/10讲解：XX6综合过程曲线综合过程曲线多要素或多层次的过程多要素或多层次的过程曲线绘制在同一张图上。曲线绘制在同一张图上。典型的是流向流速汇在典型的是流向流速汇在一起。

4、一起。2021/3/10讲解：XX72、时间剖面图时间剖面图垂直坐标是深度，水平坐标是时间。垂直坐标是深度，水平坐标是时间。表征某种要素沿垂直方向的分布和随时间的变化。表征某种要素沿垂直方向的分布和随时间的变化。在要素值的图上绘制等值线。在要素值的图上绘制等值线。人工绘制：填资料，选等值线的值，确定坐标，内插绘制人工绘制：填资料，选等值线的值，确定坐标，内插绘制电脑绘制：输入资料，电脑绘制：输入资料，编程，内插资料成编程，内插资料成全格点资料，确定坐标，全格点资料，确定坐标，选等值线，绘选等值线，绘制制。2021/3/10讲解：XX82021/3/10讲解：XX9多要素时间剖面图，将两种以上要

5、素的等值线绘在多要素时间剖面图，将两种以上要素的等值线绘在同一张时间剖面图上。同一张时间剖面图上。不同要素的等值线会有交叉，要用不同的颜色或不同不同要素的等值线会有交叉，要用不同的颜色或不同线形绘制线形绘制特别要求：只有在个别记录的错误十分明显时，才特别要求：只有在个别记录的错误十分明显时，才能去除。对某时刻缺测记录，以虚线连接，缺少三个以能去除。对某时刻缺测记录，以虚线连接，缺少三个以上记录可不绘制。上记录可不绘制。2021/3/10讲解：XX103、过程曲线的平滑修匀、过程曲线的平滑修匀人为的经验修匀：凭借工作人员的知识背景、工人为的经验修匀：凭借工作人员的知识背景、工作经验和对自然规律的

6、认识水平。作经验和对自然规律的认识水平。曲线的不规则扰动，多数是由于偶然因素导致，曲线的不规则扰动，多数是由于偶然因素导致，如船只的摇晃，或风生流等。这种扰动会掩盖曲线基如船只的摇晃，或风生流等。这种扰动会掩盖曲线基本趋势，所以应予以消除。本趋势，所以应予以消除。2021/3/10讲解：XX1112.2空间分布图空间分布图研究海洋要素空间分布状况，是海洋科学的主要任务之研究海洋要素空间分布状况，是海洋科学的主要任务之一。绘制要素空间分布图来描述海洋要素的分布状况是非一。绘制要素空间分布图来描述海洋要素的分布状况是非常重要的。常重要的。1、垂直分布图、垂直分布图是最简单的一维空间分布图是最简单的

7、一维空间分布图,描述某一测站上海洋要素描述某一测站上海洋要素随深度的变化。随深度的变化。图的布局要能显示主要特征，标注要清楚、全面。图的布局要能显示主要特征，标注要清楚、全面。2021/3/10讲解：XX122021/3/10讲解：XX13声道示意图声道示意图观测要素值的符号要注观测要素值的符号要注明，有跃层应把跃层上下明，有跃层应把跃层上下界画好。界画好。如遇有声道存在，应标如遇有声道存在，应标出声道轴及声道的位置。出声道轴及声道的位置。声道：声道：以声速垂直剖面极小值为轴形成的水层，能集中以声速垂直剖面极小值为轴形成的水层，能集中大部分传播的声能，声波在其中能传播至较远距离。大部分传播的声

8、能，声波在其中能传播至较远距离。2021/3/10讲解：XX142、平面分布图和断面分布图、平面分布图和断面分布图平面通常用海面或等深面为坐标面，其平面通常用海面或等深面为坐标面，其X轴与纬圈重合，轴与纬圈重合，Y轴与经圈重合，轴与经圈重合，Z轴向下。轴向下。断面分布图取深度为一个坐标轴，要素变化在另一个断面分布图取深度为一个坐标轴，要素变化在另一个轴上。图形表示空间一个垂直剖面上要素的分布。轴上。图形表示空间一个垂直剖面上要素的分布。需要注意的是，要素在底层的分布。需要注意的是，要素在底层的分布。由于底层随深度由于底层随深度变化，所以底层不是在一个平面内，但校正起来很麻烦，变化，所以底层不是

9、在一个平面内，但校正起来很麻烦，所以仍画在一张平面图上，并成为底图。所以仍画在一张平面图上，并成为底图。2021/3/10讲解：XX15等值线分布图等值线分布图有水平和垂直两种。有水平和垂直两种。传统的步骤传统的步骤：（1）定位（）定位（2）填图）填图（3）草绘）草绘（4）调整）调整（5）定图）定图（6）签名、校对。）签名、校对。2021/3/10讲解：XX162 平面分布图和断面分布图等值线分布图2021/3/10讲解：XX172021/3/10讲解：XX18矢量分布图矢量分布图用于描绘具有方向性的海洋要素在空间上的分布。用于描绘具有方向性的海洋要素在空间上的分布。矢量分布图按表达方式可分为

10、两种：流场分布图和玫瑰图。矢量分布图按表达方式可分为两种：流场分布图和玫瑰图。流场分布图描述某一时段内的不同时间流动的流场分布图描述某一时段内的不同时间流动的方向和量值方向和量值。玫瑰图描述一个多变流场在一段时期内矢量分布的玫瑰图描述一个多变流场在一段时期内矢量分布的统计状况，统计状况，平均流速、流向和出现频率。平均流速、流向和出现频率。2021/3/10讲解：XX19流场分布图以测点为圆流场分布图以测点为圆点，方向以北为起始，然点，方向以北为起始，然后顺时针方向旋转，根据后顺时针方向旋转，根据观测数据的量值和方向角观测数据的量值和方向角画出矢量长短和方向。画出矢量长短和方向。要注意的是：要注

11、意的是：风向和波向风向和波向是以来是以来向记录，向记录，流向流向是以去向为准的。是以去向为准的。因为没有时间轴，因此要在因为没有时间轴，因此要在每个矢量上标出时间来。每个矢量上标出时间来。流矢量2021/3/10讲解：XX20流玫瑰图：常用于表示海面的流场。流玫瑰图：常用于表示海面的流场。矢量由中央向外放射，表示流矢量由中央向外放射，表示流去的方向。平均流速是以矢量的去的方向。平均流速是以矢量的粗度或标值表示。中央数据表示粗度或标值表示。中央数据表示流速为零的频率。流速为零的频率。绘制玫瑰图要求在一个点上有相当多的观测值。例如海上绘制玫瑰图要求在一个点上有相当多的观测值。例如海上固定平台。流玫

12、瑰图可供海洋工程，海上钻井平台，海洋运固定平台。流玫瑰图可供海洋工程，海上钻井平台，海洋运输，海洋科学研究等多方面使用。输，海洋科学研究等多方面使用。流玫瑰图2021/3/10讲解：XX21分布图的代表性问题分布图的代表性问题由海洋调查所测得资料至少受到三种变化的影响：要素的周由海洋调查所测得资料至少受到三种变化的影响：要素的周日变化；要素的逐日变化；要素的临时性变化。这三种变化叠日变化；要素的逐日变化；要素的临时性变化。这三种变化叠加在瞬时海况上，导致空间分布上的扰动。加在瞬时海况上，导致空间分布上的扰动。只有用大面积的同步观测才能消除这类扰动。只有用大面积的同步观测才能消除这类扰动。目前大

13、面积同步观测还是困难的，而以往历史资料多数是非目前大面积同步观测还是困难的，而以往历史资料多数是非同步的。因此在使用海洋观测资料时要对其代表性给于适当的同步的。因此在使用海洋观测资料时要对其代表性给于适当的评估。评估。2021/3/10讲解：XX22对一次观测空间分布图来说，如果三种变化的幅度之对一次观测空间分布图来说，如果三种变化的幅度之和超过了海况要素本身变化的幅度，那么，海况就遭到严和超过了海况要素本身变化的幅度，那么，海况就遭到严重歪曲。失去代表性。如果海况要素变化稳定，那么即使重歪曲。失去代表性。如果海况要素变化稳定，那么即使受到一定的干扰，也不至于使海况基本形式失真改变。受到一定的

14、干扰，也不至于使海况基本形式失真改变。临时变化2021/3/10讲解：XX23估计代表性的指标：估计代表性的指标：fedssxxxxxRsx0fedxxx是空间分布的最大幅度是空间分布的最大幅度分别是平均周日变化，逐日变化的累加幅度，临时变化的幅度分别是平均周日变化，逐日变化的累加幅度，临时变化的幅度空间的分布的代表性是空间分布幅度与三种变化幅空间的分布的代表性是空间分布幅度与三种变化幅度之比。度之比。R接近于接近于1，则代表性好，因为需要，则代表性好，因为需要fedxxx,2021/3/10讲解：XX2412.3点聚图与频率图点聚图与频率图点聚图和频率分布图是两种非地理空间的分布图。它们点聚

15、图和频率分布图是两种非地理空间的分布图。它们的坐标轴不是的坐标轴不是空间位置（经度、纬度、深度空间位置（经度、纬度、深度），而是要素），而是要素或要素特征。或要素特征。这类图是分析不同要素间的关系和海洋系统物理特征、统这类图是分析不同要素间的关系和海洋系统物理特征、统计特征的。计特征的。这类图的坐标空间被称为特殊的要素物理或统计空间。这类图的坐标空间被称为特殊的要素物理或统计空间。2021/3/10讲解：XX251点聚图点聚图点聚图是根据两种相互联系的海洋要素之间的关系，通点聚图是根据两种相互联系的海洋要素之间的关系，通过联合点绘结果来考查海洋要素的空间分布及变化规律的。过联合点绘结果来考查海

16、洋要素的空间分布及变化规律的。它多用于研究水团的划分和混合等方面的问题。它多用于研究水团的划分和混合等方面的问题。2021/3/10讲解：XX261点聚图点聚图T-S点聚图是将温、盐两要素观测值，点在点聚图是将温、盐两要素观测值，点在T-S座标系中座标系中相应的点上，从而描述出不同的海水在相应的点上，从而描述出不同的海水在“温盐空间温盐空间”的分布的分布(注意，这里的空间已非一般意义的空间，而是以温度、盐度注意，这里的空间已非一般意义的空间，而是以温度、盐度为轴的一个二维空间为轴的一个二维空间)。通常水温为纵坐标，盐度为横坐标，。通常水温为纵坐标，盐度为横坐标，曲线上的曲线上的T、S值的点子旁

17、边应该标明其所在深度。然后依深值的点子旁边应该标明其所在深度。然后依深度用平滑曲线连接各点，即构成了度用平滑曲线连接各点，即构成了T-S曲线图。曲线图。一个典型的要素点聚图是一个典型的要素点聚图是T-S点聚图点聚图2021/3/10讲解：XX271 点聚图2021/3/10讲解：XX28在海洋资料分析中，经常要处理很多的海洋要素，频率分在海洋资料分析中，经常要处理很多的海洋要素，频率分布图是对海洋要素的的统计图示。直观显示某个要素变化的布图是对海洋要素的的统计图示。直观显示某个要素变化的百分比情况。百分比情况。一个海温变化的频率统计图示的例子：表 1温度频率统计2021/3/10讲解：XX29

18、2 频率分布图2021/3/10讲解：XX30 频率分配曲线有各种类型：有单峰的、双峰的、多峰的，频率分配曲线有各种类型：有单峰的、双峰的、多峰的，但常用的是单峰曲线。但常用的是单峰曲线。单峰曲线又可分为三类：其一是正态分布；其二是正偏分布；单峰曲线又可分为三类：其一是正态分布；其二是正偏分布；其三为负偏分布。其三为负偏分布。2021/3/10讲解：XX31众数众数：是一组数据中出现次数最多的数值是一组数据中出现次数最多的数值；中位数中位数：是指将统计总体当中的各个变量值按大小顺序排列起来，是指将统计总体当中的各个变量值按大小顺序排列起来，形成一个数列，处于变量数列中间位置的变量值就称为中位数

19、形成一个数列，处于变量数列中间位置的变量值就称为中位数；曲线之所包面积两侧相等之处。曲线之所包面积两侧相等之处。由于各种因数的影响由于各种因数的影响,事物的状态往往呈现偏态分布事物的状态往往呈现偏态分布,平均平均数大于众数的偏态分布称为正偏态分布数大于众数的偏态分布称为正偏态分布,平均数小于众数的平均数小于众数的偏态分布称为负偏态分布偏态分布称为负偏态分布。2021/3/10讲解：XX32正态分布是一种常见的分布，而且比较有用，观测正态分布是一种常见的分布，而且比较有用，观测误差以及其它各种随机误差都遵循正态分布，但在其误差以及其它各种随机误差都遵循正态分布，但在其它海洋资料中，则常遇到各种偏

20、态分布，有的偏态分它海洋资料中，则常遇到各种偏态分布，有的偏态分布可以分解为两个相互叠加的正态分布来处理。布可以分解为两个相互叠加的正态分布来处理。2021/3/10讲解：XX33水文要素在垂直方向上出现急剧变化的水层，称为跃层。水文要素在垂直方向上出现急剧变化的水层，称为跃层。根据形成原因，跃层可分为二类：由外界条件根据形成原因，跃层可分为二类：由外界条件(如表面增温如表面增温和风力搅拌等和风力搅拌等)引起的称第一类跃层；不同性质的水系叠置引起的称第一类跃层；不同性质的水系叠置而成的跃层称第二类跃层。而成的跃层称第二类跃层。定义定义12.4跃层的确定跃层的确定2021/3/10讲解：XX34

21、跃层强度、深度和厚度跃层强度、深度和厚度跃层特性用强度、深度和厚度表征。跃层特性用强度、深度和厚度表征。“拐点拐点”、顶界和底界、跃层的厚度、则跃层的强度。、顶界和底界、跃层的厚度、则跃层的强度。12.4跃层的确定跃层的确定强度强度=DX/DZ厚度厚度=ZB-ZA顶界顶界=A，顶界深度顶界深度=ZA底界底界=B，底界深度底界深度=ZB2021/3/10讲解：XX35跃层顶界、底界的确定跃层顶界、底界的确定取两个明显取两个明显“拐点拐点”作为跃层的顶界和底界；作为跃层的顶界和底界；“拐角拐角”不明显，应从强选取。不明显，应从强选取。2021/3/10讲解：XX36跃层顶界、底界的确定跃层顶界、底

22、界的确定可取双跃层，如双可取双跃层，如双跃层靠得近，要取跃层靠得近，要取全跃层。全跃层。划定跃层顶界和底界，亦可根据海区的具体情况，先选取一跃层划定跃层顶界和底界，亦可根据海区的具体情况，先选取一跃层强度临界值强度临界值，然后沿水文要素，然后沿水文要素(温、盐、密度和声速温、盐、密度和声速)垂直分布曲线垂直分布曲线量取斜率，量取斜率，取斜率大于临界值的曲线段为跃层取斜率大于临界值的曲线段为跃层。曲线上端点为顶界，。曲线上端点为顶界，曲线下端点为底界。曲线下端点为底界。2021/3/10讲解：XX37跃层强度最低的规定跃层强度最低的规定1浅海浅海(1)温跃层强度：温跃层强度：(2)盐跃层强度：盐

23、跃层强度：(3)密度层强度：密度层强度：(4)声跃层强度：声跃层强度：mCZT/2.00mZS/1.0mZtt/1.0msmZC/5.02深海深海(1)温跃层强度：温跃层强度：(2)盐跃层强度：盐跃层强度：(3)密度层强度：密度层强度：(4)声跃层强度：声跃层强度：mCZT/05.00mZS/01.0mZtt/15.0msmZC/2.02021/3/10讲解：XX38跃层特征图包括跃层强度、跃层厚度和跃层深度分布跃层特征图包括跃层强度、跃层厚度和跃层深度分布图。绘制方法与平面图相同，即在底图上填注各站跃层特图。绘制方法与平面图相同，即在底图上填注各站跃层特征值，然后根据各站的特征值，用内插法画

24、出等值线。征值，然后根据各站的特征值，用内插法画出等值线。绘制跃层特征分布图时，应注意以下几点：绘制跃层特征分布图时，应注意以下几点：（1）浅海跃层的各特征值，年变化较大，等值线间隔）浅海跃层的各特征值，年变化较大，等值线间隔可视具体情况而定。可视具体情况而定。2021/3/10讲解：XX39（2）深海温、盐、密度及声速跃层特征图的等值线间隔规定如下：）深海温、盐、密度及声速跃层特征图的等值线间隔规定如下：各类跃层强度各类跃层强度厚度厚度深度深度温跃层温跃层强度强度0.05厚度厚度50深度深度25盐跃层盐跃层0.01 2525密跃层密跃层0.015025声跃层声跃层0.15025（3）绘跃层强度分布图时，应以跃层强度最低标准值的等）绘跃层强度分布图时，应以跃层强度最低标准值的等值线作为跃层的边界线。并在边界线外侧画出影线，边界区值线作为跃层的边界线。并在边界线外侧画出影线，边界区以外为以外为“无跃区无跃区”。（4）出现）出现“双跃层双跃层”时，应用虚线画出双跃层区的范围，时，应用虚线画出双跃层区的范围，并注明并注明“双跃层区双跃层区”。2021/3/1040感谢您的阅读收藏，谢谢！