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海洋気象観測船は海洋の表面から深層に至るまでの水温、塩分、溶存酸素量、 栄養塩および海潮流などの海洋観測を行うとともに、 海水中および大気中の二酸化炭素濃度のほか、海水中の重金属、油分などの汚染物質、 その他の化学物質等の観測を行っています。 これらの観測を行うために、下記のような観測機器を用いています。
| 観測項目 | 観測機器 |
|---|---|
| 水温、塩分 | 電気伝導度水温水深計 |
| 表層水温 | 自記水温水深計 |
| 表面海水中および大気中の 二酸化炭素濃度 | 二酸化炭素観測装置 |
| 全炭酸・アルカリ度 | 多筒採水器、全炭酸・アルカリ度分析装置 |
| 水素イオン濃度（pH） | 多筒採水器、水素イオン濃度測定装置 |
| 溶存酸素量 | 溶存酸素計、多筒採水器、自動酸素滴定装置 |
| 栄養塩 | 多筒採水器、自動化学分析装置 |
| 植物色素 | 多筒採水器、植物色素測定装置 |
| 海面の油塊 | ニューストンネット |
| 海面の油膜、浮遊物 | ブリッジ（操舵室）からの目視 |
| 油分 | 油分採水瓶、分光蛍光光度計 |
| 重金属 | 多筒採水器、原子吸光光度計 |
| 海潮流（海水の流向、流速） | 舶用流向流速計 |
| 海上気象（気温、気圧、風、波浪等） | 総合海上気象観測装置 |
| 高層気象（気温、気圧、風等） | 高層気象観測装置、GPSゾンデ |
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