Способ измерения параметров верхнего квазиоднородного слоя моря с движущегося судна Советский патент 1989 года по МПК G01W1/00 

ел

со

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.

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.

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

интегральной температуры и гидростатического давления Р в процессе проведения измерений согласно предлагаемому способу.

При реализации способа с борта исследовательского судна 1 опускают измерительную линию, содержащую интегральный термопреобразователь 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

СП

заглубитель 4. Глубину расположения нижнего конца с датчиком 3 и эаглу- бИтелем 4 задают превышающей глубину расположения верхнего термоклина 5, Верхний конец измерительной линии закреплен на исследовательском судне 1, которое движется с некоторой средней скоростью Vj..

При буксировании измерительной линии за судном 1 обеспечиваются периодические перемещения ее нижнего конца с датчиком 3 и заглубителем 4 вверх и вниз относительно глубины раположения верхнего термоклина 5, например, за счет изменения угла атаки несущих поверхностей гидродинамического заглубителя. При таких перемещениях интегральный термопреобразователь 2 два раза за период пере- секает термоклин 5. В той части периода, когда он полностью находится в ВКС, его интегральная температура практически не меняется, поскольку в этом слое воды вертикальный Tej tne- ратурный градиент весьма мал, как это видно из кривой 6. Когда нижний конец преобразователя 2 опускается ниже глубины 5, то его интегральная температура существенно изменяется и пропорциональна глубине погружения. Это обусловлено большим значением вертикального гргщиента температуры ниже глубины 5. Причем при постоянном значении градиента, что наиболее типично для реальных уело- ВИЙ, изменения интегральной температуры имеют характер, близкий к синусоидальному.

Получаемая непрерывная запись

интегральной температуры (фиг,2) выглядит в виде кривой ). Б той части периода, когда вся систем находится выше термоклина, на криво ) выявляется квазипостоянный участок 7 со значением Т н-г (t) const. При заглублении ниже термоклина становится функцией глубины и при синусоидальном характере перемещений и постоянном градиенте температуры, соответственно, оказывается квазисинусоидальной функцией t. Моменты перехода 9 от квазисинусоидальных участков 8 к квазистатистическим 7 при этом соответствуют моментам пересечения-нижним концом измерительной линии глубины расположения термоклина. Тогда значения

5 Q 5 ,.

0

0

5

Т„„г в моменты времени 10 соответст-i вуют температуре ВКС,

На нижнем конце измерительной линии установлен датчик гидростатического давления, выдающий запись давления. Вследствие синхронности записей Tjj(t) и P(t) в указанные моменты времени определяется толщина ВКС.

Задаваемый по вьфажению -х. Г-р +

Л1 + ---период перемещений нижнего

2Vc

конЦа линии соответствует оптимальным условиям функционирования способа с точки зрения обеспечения максимального повышения информативности и представительности процесса измерений. Если задавать период мемьшим оптимального значения t , то вследствие инерционности интегрального преобразователя (Ср) запись величины Т (-г), как показано на фиг,2, оказывается значительно более сглаженной, при этом с существенно большей погрешностью вьщеляются моменты перехода 9 от квазисинусоидального характера записи 8 к квазипостоянному 7, что снижает информативность процесса измерений. Если задавать период большим, чем Г, то при измерениях не выявляются горизонтальные неоднородности параметров БКС, что снижает информативность процесса измерений, I

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

Формула изобретения

Способ измерения параметров верхнего квазиоднородного 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, отличающийся тем, что, с целью повьш1е- ния точности измерений и числа одновременно определяемых,параметров, глубину измеряемого слоя изменяют по периодическому закону, в предепах слоя, включа/ошего поверхность ьерхкего тг-р оклина, с периодом, равным

11 е

де

41

+ - 2V,

(

постоянная времени интегрального преобразователя; характерный пространственный масштаб неоднороднос- тей температурного поля; средняя скорость судна.

10Д5 .

из непрерывной зависимости интегральной тe fflepaтypы, имеющей квазисинусоидальный характер, выделяют моменты начала и конца перехода к квазипостоянному характеру поведения значений интегральной температуры, эти значения относят к значениям интегральной температуры верхнего квазиоднородного слоя моря, а по гидростатическому давлению, измеренному в эти моменты, определяют толщину верхнего квазиоднородного слоя моря.

10

Фие.1

5 7

фиг. 2