[發明專利]一種原位測量營養鹽垂向通量的方法

在審

• 申請號: 201711201834.9
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN108007440A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 趙亮;李伯志;趙紫涵
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00;G01M10/00
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

1.一種原位測量營養鹽垂向通量的方法，步驟如下：

步驟S1：設置觀測儀器參數，觀測儀器包括：垂向微結構剖面儀、溫鹽水深儀和垂向營養鹽剖面測量儀器；

步驟S2：觀測船到達預定站位，下放觀測儀器；

步驟S3：站位作業完畢，回收觀測儀器，讀取原始數據：包括湍流剪切數據、水文數據和高時空分辨率的營養鹽數據；

步驟S4:根據步驟S3得到的原始數據，進行預處理；

步驟S5：根據步驟S4的數據計算營養鹽垂向通量F：

計算公式為

其中：N2＝-(g/ρ)ρz

Kρ為湍流擴散系數，Γ＝0.2，ε為湍能耗散率；υ為海水分子粘性系數；u'為湍流剪切；N為浮力頻率；ρ為海水密度；F為營養鹽垂向通量；為營養鹽垂向梯度，以向上為正方向。

2.根據權利要求1所述的一種原位測量營養鹽垂向通量的方法，其特征是：所述步驟S1，垂向微結構剖面儀工作頻率設置為512Hz，垂向營養鹽剖面測量儀工作頻率設置為2Hz。

3.根據權利要求1所述的一種原位測量營養鹽垂向通量的方法，其特征是：所述步驟S2，垂向微結構剖面儀須以自由落體形式下放，下降速度控制在0.5-0.6m/s；溫鹽水深儀和營養鹽剖面儀器須同時下放，其中，溫鹽水深儀每隔5個站點采樣一次，控制絞車轉速為1m/s。

4.根據權利要求1所述的一種原位測量營養鹽垂向通量的方法，其特征是：所述步驟S3分為，S101結合當地海區實際情況，對湍流擴散系數Kρ進行預處理，剔除異常值；S102對營養鹽高分辨數據進行去尖峰、平滑處理；S103將測量數據擴散系數和營養鹽濃度的垂向分辨率處理成1m；S104計算營養鹽垂向梯度；S105計算營養鹽垂向通量。

5.根據權利要求1所述的一種原位測量營養鹽垂向通量的方法，其特征是：利用原位測量的營養鹽濃度C與實驗室采用標準方法測量結果，進行相關性分析；若相關系數R超過0.9，則進入步驟S102；若相關性系數R低于0.9，須計算兩者線性關系：y＝ax+b(a，b均為系數)，重新對營養鹽數據進行標定，再進入步驟S102。

6.根據權利要求1所述的一種原位測量營養鹽垂向通量的方法，其特征是：選取溫躍層、真光層或硝酸鹽躍層位置處的營養鹽垂向通量進行后期分析。

7.根據權利要求1所述的一種原位測量營養鹽垂向通量的方法，其特征是：營養鹽垂向通量測量方法，可以應用于硝酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽系列生源要素垂向通量的測量。