Elementy środowiska morskiego obejmują meteorologię morską, hydrologię morską, geologię i geofizykę morską, fizykę morską, chemię morską, biologię morską itp. Obejmują one elementy wielowymiarowe, takie jak granica morze-powietrze i dolna atmosfera (takie jak chmury, deszcz, mgła, ciśnienie powietrza, temperatura itp.), powierzchnia morza (taka jakwiatr, fale, lód, sztormy, rozpryski soli, promieniowanie słoneczne, temperatura, zasolenie, pływy,itp.), pod wodą (np.fale wewnętrzne, krążenie, termokliny, kanały dźwiękowe, gęstość, przewodnictwo, głębokość, itd.) i dna morskiego (takie jak geologia, geomorfologia, pole magnetyczne, pole grawitacyjne, itd.).

Klasyfikacja sprzętu do pomiaru środowiska morskiego

Sprzęt do percepcji środowiska morskiego służy do pozyskiwania informacji o środowisku morskim, co potocznie nazywamy sprzętem do obserwacji, badania, monitorowania i mapowania środowiska morskiego. Obejmuje on różnego rodzaju czujniki, kolektory, procesory oraz różnorodne stacjonarne i mobilne platformy obserwacyjne – kosmiczne, powietrzne, lądowe i morskie (nawodne i podwodne).

Istnieje szeroka gama urządzeń percepcyjnych środowiska morskiego. Klasyfikowane według elementów środowiska, można je podzielić na temperaturę, zasolenie, głębokość, fale, prądy, pływy, wiatr, dźwięk i pole magnetyczne itp. Klasyfikowane według czujników, można je podzielić na akustyczne, optyczne, elektryczne, termiczne i magnetyczne itp. Klasyfikowane według zasad konstrukcyjnych, można je podzielić na instrumenty akustyczne, optyczne, elektroniczne, mechaniczne oraz instrumenty do teledetekcji i telemetrii itp. Klasyfikowane według różnych przewoźników, można je podzielić na instrumenty pokładowe, instrumenty podwodne, instrumenty boje, instrumenty stacji brzegowej, instrumenty lotnicze i satelitarne itp. Klasyfikowane według elementów mierzonych, można je podzielić na instrumenty do pomiaru temperatury, instrumenty do pomiaru zasolenia, instrumenty do pomiaru fal, instrumenty do pomiaru prądu, instrumenty do pomiaru soli odżywczych, instrumenty do pomiaru siły grawitacji i pola magnetycznego, instrumenty do wykrywania osadów dennych, instrumenty do pomiaru planktonu i organizmów bentonicznych itp.

Sprzęt do obserwacji środowiska morskiego można podzielić na cztery główne kategorie: instrumenty do obserwacji fizycznych właściwości morza, instrumenty do obserwacji chemicznych właściwości morza, instrumenty do obserwacji biologicznych właściwości morza oraz instrumenty do obserwacji geologiczno-geofizycznej. Spośród nich, instrumenty do obserwacji morskiej przeznaczone dla statków charakteryzują się największą różnorodnością. Ze względu na sposób działania, można je dodatkowo podzielić na jednorazowe, samopowrotne, podwieszane i holowane. Instrumenty jednorazowego użytku są używane poprzez zanurzenie czujników w morzu, a dane z obserwacji są przesyłane na statek za pomocą przewodów lub fal radiowych. Czujniki nie są wyjmowane po użyciu. Instrumenty samopowrotne zanurzają się w morzu podczas obserwacji, a po zakończeniu pomiaru lub pobierania próbek usuwają balast i powracają na powierzchnię morza dzięki własnej wyporności. Instrumenty podwieszane są wysuwane w morze z burty statku za pomocą wysięgnika i służą do obserwacji, gdy statek jest zakotwiczony lub dryfuje. Instrumenty holowane są umieszczane w morzu z rufy statku i holowane za statkiem w celu prowadzenia obserwacji w trakcie rejsu.

Sprzęt do obserwacji, badań, monitorowania i mapowania oceanów ma wiele wspólnych cech pod względem typów instrumentów, elementów pomiarowych, metod działania, przetwarzania danych i wyników zastosowań. Jednak ich przeznaczenie i wymagania dotyczące wyników są różne, co często utrudnia dokonanie konkretnych klasyfikacji. Na przykład, statek do badań oceanicznych może służyć zarówno jako platforma operacyjna do badań oceanów, jak i platforma operacyjna do monitorowania i mapowania oceanów; innym przykładem jest akustyczny profiler prądu Dopplera (ADCP), który jest narzędziem obserwacyjnym zarówno do badań oceanów, jak i do ich monitorowania, a po wykorzystaniu w planowaniu projektów budowy terminali oceanicznych staje się narzędziem obserwacyjnym do mapowania oceanów.

Sprzęt do pomiaru oceanów obejmuje różne platformy oceaniczne, takie jak satelity do zdalnego pomiaru, bezzałogowe statki powietrzne, szybowce falowe, szybowce podwodne, autonomiczne pojazdy podwodne (AUV), zdalnie sterowane bezzałogowe statki podwodne, bezzałogowe łodzie powierzchniowe, systemy oparte na dnie morskim, statki do badań oceanicznych,boje oceanicznesieci obserwacji oceanów w czasie rzeczywistym, a także czujniki obciążenia lub czujniki akustyczneProfilery prądu Dopplera (ADCP), batymetry wielowiązkowe, sonar z syntetyczną aperturą (SAS), instrumenty mierzące temperaturę, zasolenie i głębokość (CTD), magnetometry oceaniczne, sonary boczne, grawimetry oceaniczne, jednokanałowe systemy sejsmiczne, mierniki przepływu ciepła na dnie morskim, podwodne systemy pozycjonowania akustycznego, pułapki osadowe, trójwymiarowe systemy sonarowe, mierniki poziomu wody oraz podwodny sprzęt nawigacyjny o charakterze bezwładnościowym.