当前海洋生态环境遭受严重破坏,人工上升流能够有效改善海洋生态环境,对缓解全球变暖和减少海洋自然灾害都具有重要作用。但目前还缺少对人工上升流区流速和温度的长时间序列观测的方法。现有的观测方法存在观测数据有限、观测网络结构复杂等问题,无法实现小范围海域的长时间观测。沿海声层析技术能够运用较少的仪器开展长时间观测,且不受近岸繁忙的航运活动和渔业捕捞活动的限制。本文提出了使用沿海声层析的方法对人工上升流区开展长时间序列观测,能够有效弥补人工上升流区流速场和温度场长期观测的不足,为在人工上升流等小范围海域实现长期流速场和温度场的观测发挥重要作用。对此,本文进行了理论分析、数值模拟和实验观测等方面的研究。首先,本文介绍了人工上升流海洋环境中的声传播模式,运用Bellhop海洋声学传播模型模拟了人工上升流区的声线和声信号传播损失,针对人工上升流区使用沿海声层析方法观测水平流速场和温度场理论方法的研究,对人工上升流温度场进行了数值模拟,讨论了不同测站数量以及位置分布方式对于反演温度场的影响。然后,在理论研究的基础上,在浙江大学水声馆的消声水池开展了为期28天的人工上升流观测实验,分析了站位数量和位置分布对水平流速场和温度场反演精度的影响。最后,为了验证实际海域声层析观测的可行性,本文在舟山摘箬山岛附近海域运用四台沿海声层析系统进行了小范围流速场观测实验。温度场数值模拟结果显示,人工上升流区域观测站位选取矩形区域布置的方法是可行的,并且八组测站,上下左右布置的情况温度场反演精度最高。水池实验成功观测到了人工上升流,说明沿海声层析方法观测人工上升流区的水平流速场和温度场是可行的,并且总结出了人工上升流区的水平流速场和温度场的特性。摘箬山岛实验成功观测到了 300米范围内的流速场,并且沿海声层析反演流速场结果与ADCP观测数据基本一致。说明运用沿海声层析方法观测小范围流速场是可行的,而人工上升流区也属于小范围海域,所以这将为后续人工上升流区等小范围海域的观测提供了重要的数据参考。