Dr. Jamie MacMahan是加州美国海军研究生院海洋科学专业的副教授，目前从事近岸水体动力学研究，其主要研究区域集中在水深20米以浅至水深4米左右波浪开始破碎的区域。Dr. MacMahan希望解答近岸水体是否来自深海，如果是，水体如何传输，又是如何再由浅海传入深海。

观测挑战
以温度作为水体示踪指标，利用在萨尔角(Point Sal)收集的数据，MacMahan能够识别各种物理海洋动力学过程，如离岸流、上升流以及内波等。Dr. MacMahan也提到：“热示踪是很好的研究方案，但是并不完美。如果水体温度的变化只来自于不同温度水体的热量交换、或混合，热示踪方法就能体现所有的水体动力学变化，然而事实并非如此。白天太阳辐射加热上层水体，夜晚水体冷却，因此我们需要相对高频的温度观测(大约1Hz)，从而捕捉尽可能全面的水体温度变化信息。”

除了示踪指标的选择，关于如何在海洋生产力较高的近岸海域设计锚系观测还面临诸多挑战。波浪、强海流以及海底沉积物作用使得这个地区更适合配备有绞车的大型考察船开展观测。但是这种大型考察船无法进入Dr. MacMahan感兴趣的浅水区域：“我们一开始的想法是如何用小型充气船布放30个站位的锚系定点，并确保每个定点锚系能持续观测两个月；与此同时，我们还需要明确做哪些检查，才能在观测系统出现故障的时候及时发现。”

“归根到底还是如何设计的问题，”Dr. MacMahan说：“常规的解决方案是派潜水员到水下固定锚系点，这种可以最大程度确保数据能够成功回收，但实施成本很高，通常需要花费五天，甚至更多时间。基于天气状况，通常我们只有两天时间来布放/回收设备。”最终，他们用35磅的重物作为锚点，借助近岸水产养殖浮体提供浮力，从小型充气船布放整套锚系。

锚系系统设计
通常，海洋学家使用温度链测量多层不同深度水体温度，温度链是指由布放在不同深度的温度传感器组成的测量不同深度海水温度随时间变化的链状阵。然而Dr. MacMahan希望设计更加灵活的观测方案：“使用成品温度链观测，不同温度传感器之间的间距是预先设计好的。而实际观测中，我们希望根据当地水深、海洋环境、温跃层特性等等，设计不同的观测方案。”因此，Dr. MacMahan最终选择批量购买独立的RBRsolo T微型温度记录仪。在预计布放的35条锚系绳缆上，每条绳缆上固定有6-12台RBRsolo T微型温度记录仪。由于该型号记录仪功耗很低，科学家以2Hz的采样率可以轻松获得六个月的观测数据。锚系缆中段处还配置了一个倾斜度传感器，显示线缆在水中是否垂直；锚系缆底部配置压力传感器，用于记录锚系的移动。RBRsolo T底端有孔洞设计，便于锁扣穿过，与锚系缆相连；此外，Dr. MacMahan还用胶带使RBR温度仪紧贴在线缆上。仪器需要与线缆紧密固定，防止钩挂海洋中的海带。大片海带一旦与观测设备钩挂，很容易拖住整套锚系设备。

Bathymetric map of 35 moorings offshore Point Sal State Park, California, 2015. Circles indicate temperature lines; diamonds indicate bottom mounted ADCPs.

萨尔角(Point Sal)的海洋近岸地形非常复杂：有巨大的岩石海岬延伸向大海，其北部是岩床裸露的沙滩、南部是被海岬所夹的小型海滩和岩石底质。2015年6月初，MacMahan和他的观测团队航行至萨尔角(Point Sal)，利用两天时间在预定位置布放了35套锚系设备，其中包括6台ADCP(声学多普勒流速剖面仪)用于流速流向的观测。观测团队设计了多种观测阵列来研究沿岸方向以及垂直岸线方向的海洋水体变化（具体排布如图所示）。

浅水锚系(水深12-15米以浅)，配置了35磅的重物；相对更深的近岸锚系，配置了70磅的重物。由于近岸生物附着严重(缀满泥浆甚至发臭)，锚系设备回收过程非常辛苦。尽管如此，研究人员还是异常兴奋——除了三套锚系收到当地海浪、强海流和海带的影响，其余32套设备完好无损。观测团队的博士生Freismuth发现，数据回收量高达99%，这些宝贵数据将是他博士研究的基础。数据显示，温度变化的最大驱动力是来自offshore的内波，这些内波将暖水输送到inner shelf甚至到surf zone。上述布放仅仅是一个测试观测项目，正式观测项目会在2017年秋季启动，超过30多名研究人员参与其中。

以上项目由美国海军办公室资助。