当我们探测深海的时候，我们想要得到哪些信息？第一步，我们需要知道一些基本的物理参数。就像去爬一座山，我们要知道山有多高，山上气温是多少，风大不大这些信息，来决定我们带什么装备穿什么衣服去爬山。深海探测也是一样，我们需要知道这是在多深的海中，周围海水温度与盐度是多少。测量这些基本参数的仪器就是温盐深仪，我们多用它名字的英文缩写CTD。

拆开的温盐深仪（CTD），可以看到承压外壳、接头、电子元件与传感器。^[1]

CTD是电导率（Conductivity），温度（Temperature），深度（Depth）的缩写，这个缩写实际上有些误导，因为这个仪器并不直接测量深度，而是通过测量压力来计算得到深度。仪器测量得到的电导率值也会通过计算转化为海洋学家更为关心的盐度。海水的盐度指的是海水中溶解的固体所占的比例。中国四大海中，渤海的盐度最低，为30‰，即一千克海水中溶解30克固体，而南海的盐度最高，为35‰。盐度与温度深度一样，都是研究海水的基本参数，海洋学家用这些参数来区分不同的水团。

不同厂家的CTD外观。^[2]

CTD可以跟随潜航器一起下潜上浮，在为潜航器提供深度信息的同时，也能测量海水盐度与温度随深度的变化情况。CTD也可以固定在特定的位置与深度，研究人员可以通过温度与盐度的变化判断周围的水流情况。

固定在码头上的CTD，用以监测周围水质变化。^[3]

电导率是衡量水传导电流能力的指标，纯净的蒸馏水导电能力很差，电导率很低。当一些盐类溶解在水里时会产生离子，这些离子会显著增加水的导电能力，一般来说，盐度越高，水的电导率越高。我们让海水流过两片电极中间，通过测量电极间流过的电流就能知道水的电导率。有了电导率数据，结合温度与压力，我们就能计算出水的盐度。水的盐度变化能够反映水体的物质输送过程，比如春天的时候由于冰雪融化带来大量的淡水，周围水的盐度会出现明显的下降，而向水体中违规排放工业废水会导致盐度上升。

搭载在漂浮物上随海流移动的CTD，用以监测海面温度与盐度变化。^[3]

温度一般通过热敏电阻测量。与家里常用的液体膨胀型温度计不同（干湿球温度计，水银体温计），热敏电阻通过检测金属电阻的变化来测量温度。不同金属在不同的温度下具有不同的电阻，而热敏电阻选用的金属的电阻随温度变化十分敏感。当外界海水温度改变时，仪器内的热敏电阻的电阻值也会随之改变，我们就能准确得到海水的温度。海水的温度很大程度上取决于CTD所在的位置，一般来说，在浅海中越深的地方温度越低，高纬度处的海水比低纬度处的温度要低。在几千米的深海中，水温常年保持在4℃左右。在特殊的位置如热液区与火山口，水温则会急剧增加。

搭载在遥控无人潜水器（ROV）上的CTD，测量不同海域浅海水温随深度的变化。^[4]

压力通过压力表来测量，压力表内的金属会随着外部水压的增大被压缩改变形状。在海洋中，水压与深度直接相关，大约水深每增加100米，水压增大约1.03MPa。因此仪器测量到的压力值可以直接换算成对应的水深。CTD中的压力传感器十分敏感，能够测量到涨潮退潮时的水压变化。

在北极科考营地通过CTD获得剖面水文信息，纵轴为水压，红色线为盐度，蓝色线为水温。^[5]

那么海洋学家能够通过CTD的数据进行哪些研究呢？CTD得到的温度盐度与压力数据能够让海洋学家们区分不同的水团，为进一步研究划定重点区域。通过CTD数据可以计算得到海水的密度，密度变化可以用来寻找深海洋流或者深海生物群落。还可以计算海中不同位置与深度的声速，提高声纳探测的精度。由于CTD重量小、功耗低、测量的是最为基本的水参数，绝大多数海洋探测设备与平台都会搭载CTD，其上的一些更为复杂与精密的分析仪器也往往需要借助CTD提供的参数进行数据校准。

从船上放下的拖拽式CTD及水样采集瓶，CTD绑在架子底部，而上部竖直的为Niskin采水器，CTD确保能在规定的深度采集水样。^[6]

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/CTD_(instrument)

[2] https://salinometry.com/ctd-systems/

[3] https://www.seabird.com/eBooks/CTDs-Explained-Sea-Bird-Scientific

[4] https://nautiluslive.org/resource/ctd-analysis

[5] http://greenedge-expeditions.com/ctd-help-characterize-ocean-physics/

[6] https://schmidtocean.org/cruise-log-post/using-the-ctd-to-calibrate-the-multibeam-sonar/