Способ измерения параметров верхнего квазиоднородного слоя моря с движущегося судна

 

Изобретение относится к гидрометеорологическим измерениям, а именно к способам измерения температуры и теплозапаса морской воды, и может быть использовано на исследовательских судах для сбора информации о толщине и средней температуре верхнего квазиоднородного слоя в Мировом океане. Целью является повышение точности и расширение числа определяемых параметров. При измерении интегральной температуры в слое воды, нижняя граница которого расположена ниже глубины поверхности верхнего термоклина, и измерении на нижней границе этого слоя гидростатического давления глубину измеряемого слоя изменяют по периодическому закону в пределах слоя, включающего поверхность верхнего термоклина, по зависимости температуры выделяют моменты начала и конца перехода к квадипостоянному характеру поведения значений интегральной температуры, а по гидростатическому давлению, измеренному в эти моменты, определяют толщину квазиодиородного слоя моря.

СЭОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) (51)4 G 01 И 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4014557/24-10 (22) 29. 01 ° 86 (46) 23.12.89. Бюл. 11 47 (71) Ленинградский гидрометеорологический институт (72) И.A.Степанюк (53) 551.465 (088.8) (56) Парамонов А.Н., Греков Н.А., Иванов А.Ф. Буксируемый измерительный комплекс для исследования изменчивости интегральной температуры верхнего слоя океана. — Океанология, т.20, вып.5, 1980, с.937-942. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ВЕРХНЕГО КВАЗИОДНОРОДНОГО СЛОЯ МОРЯ

С ДВИЖУЩЕГОСЯ СУДНА (57) Изобретение относится к гидрометеорологическим измерениям, а именно к способам измерения температуры и теплоэапаса морской воды, и л ожет быть использовано на исследовательИзобретение относится к гидрометеорологическим измерениям, а именно к способам измерения температуры и теплозапаса морской воды, и может быть использовано на исследовательских судах для сбора информации о толщине и средней температуре верхнего квазиоднородного слоя в Мировом океане.

Цель изобретения — повышение точности и расширение числа определяемых параметров.

На фиг.1 показана схема, реализующая предлагаемый способ; на фиг.2 вид сигналов при синхронной записи

2 ских судах для сбора информации о толщине и средней температуре верхнего квазиоднородного слоя в Мировом океане. Целью является повышение точности и расширение числа определяемых параметров. При измерении интегральной температуры в слое воды, нижняя граница которого расположена ниже глубины поверхности верхнего термоклина, и измерении на нижней границе этого слоя гидростатическогс давления глубину измеряемого слоя изменяют по периодическому закону в пределах слоя, включающего поверхность верхнего термоклина, по зависгпгости температуры выделяют моменты начала и конца перехода к квазипостоянному характеру поведения значений интегральной температуры, а по гидростатическому давлению, измеренному в эти моменты, определяют толщину квазиоднородного слоя моря. 2 ил. интегральной температуры Тднг и гидростатического давления P в процессе проведения измерений согласно предлаraeMvMy способу.

При реализации способа с борта исследовательского судна 1 опускают измерительную линию, содержащую интегральный термопреобраэователь 2, например, в виде стандартного морского трос-кабеля с двумя последовательно соединенными жилами и датчик

3 гидростатического давления, расположенный на нижнем конце термопреобразователя. На этом же нижнем конце установлен гидродинамический

1531045 заглубите )ь 4. Глубину расположения нижнего конца с датчиком 3 и эаглубителем 4 задают превышающей глубину расположения верхнего термоклина 5.

Верхний конец измерительной линии закреплен на исследовательском судне

1, которое движется с некоторой средней скоростью v

При буксировании измерительной линии за судном 1 обеспечиваются периодические перемещения ее нижнего конца с датчиком 3 и заглубителем 4 вверх и вниз относительно глубины расположения верхнего термоклина 5, например, эа счет изменения угла атаки несущих поверхностей гидродинамического заглубителя. При таких перемещениях интегральный термопреобразсватель 2 два раза за период пересекает термоклин 5. В той части периода, когда он полностью находится в

ВКС, его интегральная температура практически не меняется, поскольку в этом слое воды вертикальный темпе- 25 ратурный градиент весьма мал, как это видно иэ кривой 6. Когда нижний конец преобразователя 2 опускается ближе глубины 5, то его интегральная температура существенно изменяется и пропорциональна глубине погружения. Это обусловлено большим значением вертикального градиента температуры ниже глубины 5. Причем при постоянном значении градиента, что наиболее типично для реальных условий, изменения интегральной температуры имеют характер, близкий к синусоидальному.

Получаемая непрерывная запись интегральной температуры (фиг.2) выглядит в виде кривой Т „„,(). В той части периода, когда вся система находится выше термоклина, на кривой

T „» (t) выявляется квазипостоянный участок 7 со значением Т „„ (t)

=const. При заглублении ниже термоклина Т „„, становится функцией глубины и при синусоидальном характере перемещений и постоянном градиенте температуры, соответственно, оказывается квазисинусоидальной функцией

Моменты перехода 9 от квазисинусоидальных участков 8 к кваэистатистическим 7 при этом соответствуют моментам пересечения нижним концом измерительной линии глубины расположения термоклина. Тогда значения

Т„„ 10 соответст-1 вуют температуре ВКС.

На нижнем конце измерительной линии установлен датчик гидростатического давления, выдающий запись давления. Вследствие синхронности записей

Т„„ (t) и P(t) в укаэанные моменты времени определяется толщина ВКС, Задаваемый по выражению = t ai +

dl

+ — — период перемещений нижнего

2 с конЦа линии соответствует оптимальным условиям функционирования способа с точки зрения обеспечения максимального повышения информативности и представительности процесса измерений. Если задавать период м чьшим оптимального значения, то вследствие инерционности интегрального преобразователя (С ) запись величины

Т „ (), как показано на фиг.2, оказывается значительно более сглаженной, при этом с существенно большей погрешностью выделяются моменты перехода 9 от квазисинусоидального характера записи 8 к квазипостоянному

7, что снижает информативность процесса измерений. Если задавать период большим, чем, то при измерениях не выявляются горизонтальные неоднородности параметров ВКС, что снижает информативность процесса измерений. !

Периодические перемещения нижнего конца измерительной линии могут обеспечиваться известным устройством, содержащим гидродинамический эаглубитель, снабженный несущими поверхкостями с отрицательным углом атаки, величина которого изменяется по заданному закону.

Формула изобретения

Способ измерения параметров верхнего кваэиодноводного слоя моря с движущегося судна, включающий измерение интегральной температуры в слое воды, нижняя граница которого расположена ниже глубины поверхности верхнего термоклина, и измерение на нижней границе этого слоя гидростатического давления, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерений и числа одновременно определяемых параметров, глубину измеряемого слоя изменяют по периодическому закону, в предечах слоя, вклч аюшего поверхность верхнего т .р".оклина, с периодом, равным

Ь М1р где е

5 1531045

6 из непрерывной зависимости интеграль-. ной температуры, имеющей квазисинусоидальный характер, выделяют моменты

41 начала и конца перехода к кваэипос+ 5

2ч тоянному характеру поведения значений с

1 интегральной температуры, эти энапостоянная времени интег- чения относят к значениям интегральрального преобразователя; ной температуры верхнего кваэиоднохарактерный пространствен- родного слоя моря а по гидростати10

Э ный масштаб неоднороднос- ческому давлению, измеренному в эти тей температурного поля; моменты, определяют толщину верхнего средняя скорость судна, квазиоднородного слоя моря.

1531045

BKC

Фиг. 2

Редактор Н.Тупица

Заказ 7951/47 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Ъс

Составитель E.Òðoôèìoâ

Техред М.Ходанич Корректор В.Кабацил