海洋与大气之间不断进行着热量、动量以及物质的交换,因此海洋成为影响全球气候的主要因素之一,其中海气界面水边界层温度剖面的温度变化以及分布规律对于研究全球气候变化以及解释海气耦合作用中的物理机制具有重要的意义。为了对全球气候变化与海气耦合作用中的物理机制有更进一步的研究,国内外采用了多种技术方法对海气界面水边界层温度剖面的温度变化与分布规律进行了测量,其中包括卫星SST遥感技术、现场红外辐射测量技术以及温盐深仪现场测量技术。但卫星SST遥感技术的测量精度与空间分辨率较低,现场红外辐射测量技术的测量准确性容易受到环境因素的影响,温盐深仪现场测量技术由于仪器自身的尺寸限制,在水下的空间分辨率较低且无法对温度剖面进行同步测量。以上的不足使得这些测量技术不能很好的满足对海气界面水边界层温度剖面进行观测的需求。因此,开展海气界面水边界层温度剖面的精细化测量技术的研究对于研究全球气候变化以及解释海气耦合作用中的物理机制具有重要的意义。本研究课题主要对以下四个方面进行了相关研究。(1)测温敏感元件的选型研究。设计温度传感器阵列,解决测温敏感元件的封装与安装问题,使其具备不渗水、耐海水腐蚀的能力。同时测温敏感元件应该具有微型化的尺寸结构,不能影响测温节点的液位检测精度。设计测温敏感元件的相关测试验证实验,确保选择的测温敏感元件具有±0.01℃的温度测量精度,并具有良好的线性度、高灵敏度与低噪声特性;(2)多路传感器同步测量技术研究。设计温度测量系统的硬件控制电路与软件控制程序,以实现同步时间不大于0.1s的50路温度测量节点数据的同步测量;(3)测温节点液位检测技术研究。通过软件与硬件相结合的方法,计算得到每一个测温节点是否进入水中以及在水中的深度。在0级或1级海况下测温节点的液位检测精度要达到±0.01m;(4)硬件安装与保护壳体结构小型化研究。对壳体结构、重心等进行优化,使其在水中具有较为稳定的姿态,减小在正常海况下温度测量仪器对海气界面水边界层温度场的扰动,保持温度连续测量的稳定性。