南海深海觀測計(jì)劃

1、南海深海觀測計(jì)劃規(guī)劃設(shè)計(jì)方案1年度工作目標(biāo)依據(jù)*規(guī)劃，*擬承擔(dān)南海深水區(qū)北部秋季航次水體綜合調(diào)查任務(wù)。利用3000噸左右的海洋水體科學(xué)考察船，對船只進(jìn)行適應(yīng)性改裝，通過CTD、ADCP等多種儀器及裝備，對物理海洋、常規(guī)海洋氣象、海氣邊界層、高空氣象、海洋化學(xué)、大氣化學(xué)和海洋生物等多類海洋環(huán)境信息開展錨系浮標(biāo)、潛標(biāo)、走航、大面等多種方式的綜合觀測，為南海深水區(qū)北部提供我國自主的海洋環(huán)境基礎(chǔ)資料。2調(diào)查航次設(shè)計(jì)2.1調(diào)查內(nèi)容1、物理海洋與海洋氣象調(diào)查包括：物理海洋、常規(guī)海洋氣象、海氣邊界層和高空氣象（1）物理海洋：水深、水溫、鹽度、密度、濁度、海流、波浪、海況、水色、透明度和海發(fā)光；（2）常規(guī)海洋

2、氣象：海面氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)速和風(fēng)向、云、能見度和天氣現(xiàn)象；（3）海氣邊界層：海氣界面動(dòng)量、感熱、潛熱和CO2通量，海表匹溫、海氣界面氣溫、氣壓、濕度和風(fēng)速梯度；2、海洋化學(xué)（1）海洋化學(xué)調(diào)查： pH、堿度、溶解氧、懸浮物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨鹽、活性磷酸鹽、活性硅酸鹽、溶解態(tài)無機(jī)碳和總有機(jī)碳等11個(gè)要素。（2）大氣化學(xué)調(diào)查：氣溶膠調(diào)查包括MSA、碳、氮、磷、鋁、鈉共6個(gè)要素；二氧化碳調(diào)查包括連續(xù)觀測表層海水和大氣二氧化碳分壓（pCO2）以及海水中溫度、鹽度并收集氣溫、氣壓、風(fēng)速和風(fēng)向共8個(gè)要素。3、海洋生物調(diào)查內(nèi)容包括葉綠素、初級(jí)生產(chǎn)力、微生物、微微型生物、微型浮游生物、小型浮游生物、大中

3、型浮游生物、大型底棲生物、小型底棲生物和游泳動(dòng)物。2.2調(diào)查技術(shù)路線1、物理海洋與海洋氣象調(diào)查物理海洋以船舶大面斷面/走航調(diào)查和錨系潛/浮標(biāo)觀測為主，以XBT/XCTD/拋棄式測流儀等觀測為輔，其間收集整理國內(nèi)外可用的準(zhǔn)同步遙感觀測資料，對南海深水區(qū)北部物理海洋要素開展基礎(chǔ)性調(diào)查。南海天氣系統(tǒng)基礎(chǔ)性調(diào)查，根據(jù)熱帶輻合帶、東風(fēng)波的時(shí)間、空間分布特征，選擇秋季一個(gè)航次在航線上，利用探空系統(tǒng)對南海季風(fēng)、熱帶輻合帶、東風(fēng)波的溫度、氣壓、濕度、風(fēng)等要素進(jìn)行綜合觀測。南海海氣邊界層調(diào)查，全航程連續(xù)觀測，獲取邊界層溫度、氣壓、濕度、風(fēng)廓線，海氣界面通量采用走航全航程連續(xù)觀測，采用高頻采樣方式獲取觀測資料，并

4、采用每5分鐘平均輸出一次通量平均值。2、海洋化學(xué)調(diào)查結(jié)合大面觀測的方式，對海水和大氣化學(xué)中PH、堿度、溶解氧、硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨鹽、活性磷酸鹽、活性硅酸鹽和總有機(jī)碳、海水和大氣二氧化碳分壓（pCO2）進(jìn)行調(diào)查。3、海洋生物生態(tài)調(diào)查采用平板培養(yǎng)計(jì)數(shù)、海上取樣與實(shí)驗(yàn)室鏡檢分析等方法，對葉綠素和初極生產(chǎn)力、微生物、微微型和微型浮游生物、小型浮游生物、大、中型浮游生物、大型底棲生物、小型底棲生物、游泳生物等海洋生物生態(tài)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查。2.3調(diào)查設(shè)計(jì)依據(jù)* 2012年度南海深水區(qū)北部秋季航次水體綜合調(diào)查任務(wù)，在2012年度南海北部秋季航次中設(shè)置2個(gè)錨系潛標(biāo)、1個(gè)錨系浮標(biāo)及8條走航斷面，主要對南海東部中尺

5、度渦對西部環(huán)流的影響、黑潮通過渦旋脫落對南海北部環(huán)流的影響及內(nèi)波研究以及研究黑潮通過渦旋脫落影響南海北部環(huán)流，菲律賓外海氣旋渦等重要海洋環(huán)流系統(tǒng)海區(qū)開展基礎(chǔ)性調(diào)查（如圖1所示）；主要開展物理海洋、常規(guī)海洋氣象、海氣邊界層、高空氣象、海水化學(xué)、大氣化學(xué)、海洋生物等要素開展調(diào)查。圖1 南海深水區(qū)北部調(diào)查斷面位置示意圖調(diào)查斷面：共8個(gè)斷面，116個(gè)大面站，具體位置見表1。在（12.500°N，113.000°E）、（21.500°N，118.500°E）各設(shè)置一個(gè)潛標(biāo)，可以對西沙群島西南側(cè)誘生氣旋渦及南海南部反氣旋式大環(huán)流、南海西部金蘭灣冷水舌、東沙群島附近氣

6、旋渦及南沙海槽反氣旋渦、南海北部海域內(nèi)波特征進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)，對季風(fēng)潮和冷涌等南海北部深水區(qū)海洋環(huán)境要素進(jìn)行基礎(chǔ)性調(diào)查，具體如表2所示。表3是調(diào)查航線船時(shí)設(shè)計(jì)。 表1 南海北部調(diào)查斷面斷面名稱斷面簡稱起點(diǎn)位置終點(diǎn)位置站數(shù)4-1318.250°N110.000°E11.000°N110.000°E171-1421.500°N113.000°E11.000°N113.000°E177-1517.000°N115.500°E11.000°N115.500°E62-1221.500&#

7、176;N118.500°E14.000°N118.500°E811-1714.000°N118.000°E10.500°N118.000°E31-321.500°N113.000°E21.500°N120.500°E154-518.250°N110.000°E18.250°N113.000°E46-817.000°N113.000°E17.000°N118.500°E39-1214.000°N1

8、1.000°N14.000°N118.500°E713-1611.000°N110.000°E11.000°N 118.000°E94-1018.250°N110.000°E14.000°N 118.500°E9合計(jì)98表2 南海北部錨系潛（?。?biāo)站位站名緯度經(jīng)度12.500°N113.000°E21.500°N118.500°E表3 調(diào)查航線船時(shí)設(shè)計(jì)站位經(jīng)度緯度航距（海里）航速（節(jié)）航時(shí)抵站時(shí)間作業(yè)時(shí)間離站時(shí)間111321.5129.20 10

9、：00113.421.523.97122.09.2012：000.59.2012：30113.821.523.97122.09.2014：300.59.2015：00114.221.523.97122.09.2017：000.69.2017：36114.621.523.97122.09.2019：360.69.2020：1211521.523.97122.09.2022：120.69.2022：48115.421.523.97122.09.210：480.69.211：24115.821.523.97122.09.213：240.69.214：00116.221.523.97122.09.21

10、6：000.79.216：42116.621.523.97122.09.218：420.79.219：24117.221.523.97122.09.2111：240.89.2112：12117.621.523.97122.09.2114：120.89.2115：002118.521.553.94124.59.2119：302.29.2121：4211921.529.97122.59.220：122.29.222：24119.521.529.97122.59.224：542.29.227：0612021.529.97122.59.229：362.29.2211：483120.521.529.97

11、122.59.2214：182.29.2216：302118.521.5119.8712109.232：309.232：30118.520.559.941259.237：302.29.239：42118.519.559.941259.2314：422.29.2316：54118.518.559.941259.2321：542.29.240：068118.51789.90127.59.247：362.29.249：48118.51659.941259.2414：482.29.2415：00118.51559.941259.2420：002.29.2422：1212118.51459.941259

12、.253：122.29.255：24111181429.97122.59.257：542.29.2510：061611811179.8112159.261：061.79.262：541711810.529.97122.59.265：241.79.266：12161181129.97122.59.268：429.268：42117.51129.97122.59.2611：121.59.2612：42116.81141.95123.59.2616：120.59.2616：421161147.951249.2620：422.29.2622：5415115.51129.97122.59.271：242

13、.29.273：36115.512.271.921269.279：362.29.2711：48115.513.471.921269.2717：482.29.2720：00115.514.671.921269.282：002.29.284：12115.515.871.921269.2810：122.29.2812：247115.51771.921269.2818：242.29.2820：361171789.9127.59.294：062.29.296：188118.51789.9127.59.2913：482.29.2916：0012118.514179.8112159.307：009.307：

14、00111181429.97122.59.309：309.309：30116.71477.92126.59.3016：002.29.3018：12114.214149.841212.510.16：422.210.18：54101131471.9212610.114：542.210.117：061131359.9412510.122：062.210.20：181131259.9412510.25：182.210.27：30141131159.9412510.212：302.210.214：421141159.9412510.219：422.210.221：541151159.9412510.32

15、：541.610.34：3015115.51129.97122.510.37：001.410.38：241411311149.841212.510.320：5410.320：541121159.9412510.41：542.210.44：06111.51129.97122.510.46：362.210.48：48110.81141.95123.510.412：182.210.414：30110.41123.97122.010.416：301.910.418：24131101123.97122.010.420： 24110.421：2411011.529.97122.510.423：541.11

16、0.51：001101229.97122.510.53：302.110.55：3611012.423.97122.010.57：361.510.59：0611012.823.97122.010.511：061.810.512：5411013.223.97122.010.514：54210.516：5411013.623.97122.010.518：542.110.521：0091101423.97122.010.523：001.610.60：3611014.423.97122.010.62：360.910.63：3011014.717.98121.510.65：000.710.65：42110

17、15.229.97122.510.68：12110.69：1211015.729.97122.510.611：421.510.613：1211016.229.97122.510.615：420.810.616：3011016.729.97122.510.619：000.910.619：5411017.229.97122.510.622：24110.623：2411017.729.97122.510.71：541.310.73：12411018.2532.96122.710.75：540.610.76：30110.317.8330.93122.610.79：060.610.79：42110.61

18、7.430.93122.610.712：181.710.714：00110.916.9830.93122.610.716：36210.718：36111.216.5530.93122.610.721：12110.722：12111.516.1330.93122.610.80：481.110.81：54111.815.730.93122.610.84：301.310.85：48112.115.2830.93122.610.88：241.910.810：18112.414.8530.93122.610.812：542.210.815：06112.714.4330.93122.610.817：422

19、.210.819：54101131430.93122.610.822：302.210.90：42112.51429.97122.510.93：122.210.95：241121429.97122.510.97：541.910.99：48111.51429.97122.510.912：182.210.914：301111429.97122.510.917：00210.919：00110.51429.97122.510.921：301.610.923：0691101429.97122.510.101：360.610.102：121011314179.81121510.1017：1210.1017：

20、1211314.953.94124.510.1021：422.210.1023：5411315.641.95123.510.113：242.210.115：3611316.341.95123.510.119：061.810.1110：5461131741.95123.510.1114：241.910.1116：18113.81747.9512410.1120：182.210.1122：30114.61747.9512410.122：302.210.124：427115.51753.94124.510.129：1210.129：12611317149.841212.510.1221：4210.1

21、221：4211317.423.9712210.1223：421.410.131：0611317.823.9712210.133：062.210.135：18511318.2526.97122.310.137：362.210.139：48112.418.2535.9612310.1312：482.210.1315：00111.818.2535.9612310.1318：001.910.1319：54111.218.2535.9612310.1322：541.910.140：48110.618.2535.9612310.143：480.610.144：24411018.2535.9612310.

22、147：2410.147：24511318.25179.81121510.1422：2410.1422：241131944.95123.710.152：060.910.153：0011319.529.97122.510.155：300.710.156：121132029.97122.510.158：420.610.159：1811320.529.97122.510.1511：480.610.1512：241132129.97122.510.1514：540.610.1515：30111321.529.97122.510.1518：0010.1518：003計(jì)劃安排3.1 調(diào)查準(zhǔn)備海洋調(diào)查專項(xiàng)任

23、務(wù)的開展，包括海洋調(diào)查前期準(zhǔn)備工作，主要包括海洋調(diào)查船的選擇和升級(jí)改造、調(diào)查儀器的購買、安裝和調(diào)試等。調(diào)查船海洋調(diào)查船采用中國科學(xué)院南海所的實(shí)驗(yàn)3號(hào)調(diào)查船，該船排水量為3000t,具有走航的ADCP（800-1000米），CTD等船載設(shè)備，航行速度16-18節(jié)，續(xù)航能力45天左右，載員60人，其中科考人員30人。船上基本裝備包括：萬米水文絞車1臺(tái)套、3000m水文鎧裝電纜絞車1臺(tái)套、1500m以上水文鎧裝電纜絞車1臺(tái)套、其它輔助觀測用小型水文絞車2臺(tái)套、現(xiàn)場作業(yè)時(shí)CTD可直接進(jìn)出的濕實(shí)驗(yàn)室1間、大面觀測干實(shí)驗(yàn)室1間、走航ADCP（38K）安裝井一處、潛標(biāo)布放龍門吊1臺(tái)套、潛標(biāo)布放絞盤至少1臺(tái)套

24、、潛標(biāo)布放用小艇1艘、測波雷達(dá)安裝平臺(tái)一處、GPS安裝位置至少2處、船舶氣象儀安裝位置一處、氣象觀測設(shè)備及觀測位置一處、氣象觀測干實(shí)驗(yàn)室1間、海氣邊界層觀測設(shè)備安裝位置1處、探空觀測工作平臺(tái)1處、資料處理實(shí)驗(yàn)室2間等。海氣邊界層：為避免船體對測量的影響，走航通量觀測系統(tǒng)需要安裝在船首主桅桿上。GPS探空系統(tǒng)需要一間23m2的工作室，安放GPS接收機(jī)并能提供220V/1A的交流電源。儀器設(shè)備物理海洋、常規(guī)海洋氣象、海氣邊界層和高空氣象主要調(diào)查儀設(shè)備表見表3，海洋化學(xué)與海洋生物主要調(diào)查儀設(shè)備表見表4。表3 物理海洋、常規(guī)海洋氣象、海氣邊界層和高空氣象主要調(diào)查儀設(shè)備表儀器名稱數(shù)量（臺(tái)）備注價(jià)格LAD

25、CP2深海大洋區(qū)LADCP觀測必須采用雙LADCP觀測方式140萬走航ADCP-300K11套170萬UCTD1走航CTD觀測180萬XBT發(fā)射系統(tǒng)2包括2套發(fā)射系統(tǒng)，其中1套備用20萬CTD2其中1套備用240萬測量定位綜合系統(tǒng)1測量定位便攜式船載測波系統(tǒng)1波浪要素的自動(dòng)觀測70萬微波輻射計(jì)1太陽輻射錨系潛標(biāo)2600萬浮標(biāo)1100萬渦動(dòng)通量觀測系統(tǒng)1氣溫、濕度和風(fēng)速的脈動(dòng)量60萬GPS探空系統(tǒng)1氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向50萬低空探空火箭 1氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向海氣邊界層監(jiān)測系統(tǒng)1氣溫、濕度和風(fēng)速的脈動(dòng)量，海氣界面通量60萬船舶溫濕梯度儀1溫濕梯度10萬激光雷達(dá)1風(fēng)速、風(fēng)向廓線20

26、0萬高精度紅外溫度儀1海表皮溫1萬船舶氣象儀1氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向10萬能見度儀1能見度30萬激光測云儀1云50萬表4 海洋化學(xué)與生物生態(tài)主要調(diào)查儀設(shè)備表儀器名稱數(shù)量（臺(tái)）備注CO2分析儀1大氣二氧化碳分壓和海水二氧化碳分壓電位滴定儀1總堿度無機(jī)碳分析儀1溶解無機(jī)碳熒光光度計(jì)1葉綠素初級(jí)生產(chǎn)力測量儀1初級(jí)生產(chǎn)力顯微鏡1微生物、微微型、微型、大中型浮游生物、底棲生物樣品PH計(jì)1PH滴定管1溶解氧營養(yǎng)鹽分析儀1硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨鹽、活性磷酸鹽、活性硅酸鹽消解法1總氮、總磷、溶解態(tài)氮、溶解態(tài)磷TOC1總有機(jī)碳CTD+采水器采集水樣1水樣采集多管采樣器重力活塞采樣器1底質(zhì)取樣垂直拖網(wǎng)1浮游生

27、物采集底拖網(wǎng)1大型底棲生物超低溫冰箱1微生物菌種資源保藏液氮罐1生物樣品保存過濾器1水樣過濾3.2 調(diào)查時(shí)間安排2012年9月11月，任務(wù)總用時(shí)約需45天。4工作量測算南海深水區(qū)北部水體物理海洋與海洋氣象調(diào)查的工作量主要集中在潛標(biāo)、浮標(biāo)的布放和回收，現(xiàn)場調(diào)查時(shí)間主要集中于大面斷面觀測，具體工作量如下：表5 南海深水區(qū)北部水體物理海洋與海洋氣象調(diào)查工作及工作量調(diào)查方式工作量大面觀測11條斷面98個(gè)大面站走航觀測全航程觀測5249.16海里錨系潛標(biāo)觀測2套（持續(xù)觀測時(shí)間為3個(gè)月）錨系浮標(biāo)觀測1個(gè)拋棄式剖面觀測98個(gè)（每大面站1個(gè)）探空觀測206個(gè)探空氣球（每個(gè)大面站1個(gè)，另外每天08時(shí)、20時(shí)各1

28、個(gè)×45天）大氣波導(dǎo)低空探測火箭116個(gè)（每站1個(gè)）備注： 表6 南海深水區(qū)北部水體物理海洋與海洋氣象調(diào)查工作時(shí)間科 目時(shí)間（小時(shí)）航行距離作業(yè)距離9721km437非作業(yè)距離2640km 118 98個(gè)大面站觀測時(shí)間3小時(shí)/站3483個(gè)潛標(biāo)10小時(shí)/個(gè)302個(gè)浮標(biāo)4小時(shí)/個(gè)8合計(jì)818說明：航速12節(jié)5調(diào)查經(jīng)費(fèi)概算表7 南海北部水體綜合調(diào)查2012年度秋季航次總經(jīng)費(fèi)經(jīng)費(fèi)開支項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)（萬元）說明1設(shè)計(jì)費(fèi)30按總經(jīng)費(fèi)1%計(jì)算2備航費(fèi)組織協(xié)調(diào)費(fèi)30 (1%)調(diào)查測量船加改裝費(fèi)0加裝改造龍門吊等儀器安裝、調(diào)試、標(biāo)定費(fèi)、試航油水補(bǔ)給費(fèi)15 (0.5%)生活必須品裝載費(fèi)2 (0.067%)航海圖紙資料費(fèi)3 (0.1%)備航檢查費(fèi)3 (0.1%)專用數(shù)據(jù)記錄載體3 (0.1%)其它相關(guān)費(fèi)用體檢