船型海洋资料浮标的设计

介绍了我国船型海洋资料浮标体和锚泊系统的设计方案，该浮标可适用于远海、深海海域布放，定点实时获取布放海域的水文、气象等有关要素的现场参数。     

西风带海洋环境观测技术研究

南大洋海况常年较恶劣,导致现场观测资料匮乏。中国首套南大洋西风带环境观测浮标于2019年1月1日布放在新西兰东南近53°S海域,现场实时观测并传输风向、风速、气温、气压、相对湿度、海表层温盐、海流、波浪等数据资料。该套锚定浮标也是我国首次布放超过4 500 m水深的极端环境观测浮标系统。布放运行结果表明,我国已具备研发极端环境海洋资料浮标的技术基础和深海浮标布放作业经验,研发的西风带环境观测浮标可长期运行在南大洋西风带海域,进行长期海上水文气象和动力环境参数观测。     

Argos表面漂流浮标在黑潮区的若干观测结果

利用近几年国家海洋局第二海洋研究所及国家海洋技术中心在南海和西北太平洋海域布放的部分卫星跟踪表面漂流浮标所取得的观测资料,分析了浮标流经海域的表层海流特征及浮标漂移路径上水温的变化。结果表明:2003年1月,黑潮表层水有入侵南海的趋势,夏季南海表层水经吕宋海峡流出,汇入黑潮主干;夏末冬初,黑潮主干经过东海时明显呈弯曲流动;2003年春季,日本以南海域黑潮弯曲不明显;台湾东北部海域存在一个强反气旋涡;表层海水的温度日变化和季节变化明显,在浮标漂移路径呈反气旋或气旋式转动的区域,对应出现了表层水温的高、低温区。     

广东电白浮标污损生物生态研究

本文根据1985年对广东电白沿岸浮标进行污损生物调查的结果,报道了该海域污损生物的种类组成、附着厚度、覆盖面积和湿重。共获得92种生物,优势种是Balanus reticulatus和Brahcidontes variatiIis。大部分浮标都完全被污损生物所覆盖,附着厚度为8-15mm,湿重3.8-14.7kg/m2。浮标侧面、底部及尾管内的污损生物群落有一定的差别。位于港内、港口和港外的浮标,其污损生物群落也不同,布放于海中一年的浮标,污损生物群落已接近顶级,二年浮标的污损生物群落有所衰退。     

PROVOR型剖面浮标检测及布放

介绍了ARGO全球海洋观测网建设中常用的一种剖面浮标，即PROVOR型浮标，在布放前的检测过程，以及海上布放的步骤和注意事项等，以便为今后大规模布放ARGO剖面浮标提供借鉴。     

我国在南沙海域布放海洋气象浮标

1999年下半年 ,我国在南沙预定海域成功地布放了两只海洋气象浮标。该两只浮标是我国自行设计的首批船型海洋气象浮标 ,浮标具有对海洋气象、水文数据的自动遥测和传输功能。该浮标的成功布放 ,标志着我国海洋浮标的发展向前迈进了一步 ,对获取海洋资料 ,从而促进我国经济建设、海洋开发事业和维护海洋权益具有重要意义我国在南沙海域布放海洋气象浮标@毛祖松     

极区卫星跟踪浮标在北极科学考察中的应用

介绍了两套极区卫星跟踪水文气象自动观测浮标的研制目的、结构组成与功能，以及在中国第二次北极科学考察中的现场布放和应用。同时也介绍了由美国进口的ZENO冰浮标的结构、功能和布放情况，并将极区卫星跟踪浮标和美国ZENO冰浮标做了相应的比较和分析。     

基于“雪龙”船平台的极地锚锭浮标布放——以中国第六次北极科学考察白令海锚锭浮标布放为例

极地海气通量异常通过大气环流将极区和中低纬度气候变化联系起来,海气通量观测是从根本上认识极区对中低纬度气候影响实质的关键手段之一。目前,国内外高纬度定点海气通量观测非常稀少,可借鉴的极地锚锭浮标布放技术也处在摸索阶段。中国第六次北极考察队在北太平洋高纬海域白令海成功投放一套锚锭海气浮标,进行定点气温、湿度、风速、短波辐射、长波辐射,海表面温度等海气界面数据连续观测,这是我国在北太平洋高纬海域成功布放的首套锚锭浮标。通过该套锚锭浮标的成功布放,获得了我国以"雪龙"船为平台的极地锚锭浮标布放技术的宝贵经验。本文从极地锚锭浮标布放的意义、锚锭浮标介绍、布放原则和方案、布放过程及布放关键技术等方面进行阐述,为我国未来极地锚锭浮标布放提供基础和借鉴。     

军用海军气象浮标布放成功

1999年9月中旬,XHZO1型军用海洋浮标气象遥测系统(简称海洋气象浮标)301号标、302号标,在海司航保部的组织、协调下,由海军南海舰队海测船大队成功地分别布放于南沙赤瓜礁和渚碧礁附近海域(见封底)。该系统主要由浮标、信息中心(岸站)、数据终端(用户)组成,可实时获取该海域的气象、水文探测资料。 海洋气象浮标的布放成功,标志着我军已具备远海布放大型浮标的能力,也是海军     

西北太平洋台风海域实时海洋监测

简要阐述了西北太平洋台风海域实时海洋监测及其对台风预测预报的重要意义,以及利用卫星跟踪的自动剖面浮标实时监测海洋环境要素的必要性和迫切性。2010–2016 年期间,中国 Argo 在该海域布放了 36 个铱卫星剖面浮标,利用其双向通讯功能,实现在台风天气条件下对上层海洋进行加密观测,从而获取到台风源地及其经过前后上层海洋的现场环境要素资料;开发研制了台风海域实时海洋环境智能服务平台, 实现了对台风路径附近 Argo 剖面浮标位置的实时监控、漂移轨迹的可视化追踪、观测参数的快速调整以及观测资料的高效检索和统计分析等智能管理目标。最后,展望西北太平洋台风海域 Argo 实时海洋监测网的发展及应用前景,设想在西北太平洋台风海域建设并维持一个由 30~45 个浮标组成的 Argo 实时海洋监测网,从而为台风预测预报提供更多、更有针对性的第一手资料。     

Validity of sea surface temperature observed with the TRITON buoy under diurnal heating conditions

In order to investigate the validity of buoy-observed sea surface temperature (SST), we installed special instruments to measure near-surface ocean temperature on the TRITON buoy moored at 2.07°N, 138.06°E from 2 to 13 March 2004, in addition to a standard buoy sensor for the regular SST measurement at 1.5-m depth. Large diurnal SST variations were observed during this period, and the variations of the temperatures at about 0.3-m depth could be approximately simulated by a one-dimensional numerical model. However, there was a notable discrepancy between the buoy-observed 1.5-m-depth SST (SST_1.5m) and the corresponding model-simulated temperature only during the daytime when the diurnal rise was large. The evaluation of the heat balance in the sea surface layer showed that the diurnal rise of the SST_1.5m in these cases could not be accounted for by solar heating alone. We examined the depth of the SST_1.5m sensor and the near-surface temperature observed from a ship near the buoy, and came to the conclusion that the solar heating of the buoy hull and/or a disturbance in the temperature field around the buoy hull would contribute to the excessive diurnal rise of the SST_1.5m observed with the TRITON buoy. However, the temperature around the hull was not sufficiently homogenized, as suggested in a previous paper. For the diurnal rise of the SST_1.5m exceeding 0.5 K, the daytime buoy data became doubtful, through dynamics that remain to be clarified. A simple formula is proposed to correct the unexpected diurnal amplitude of the buoy SST_1.5m.     

深水新型水下立管支撑平台研究

FPSO系统在深海海洋油气资源开发中扮演着重要的角色,而深水FPSO系统水下立管管路较长,立管整体重量较大,立管在水流作用下产生的涡激振动也较强,这些将给FPSO主船体带来严重的稳性、强度及疲劳问题。鉴于此,深海FPSO系统在油气资源开发过程中,须在水下一定深度设置若干水下软管支撑浮体,用以支撑来自深海海底的管线,减轻深水立管对FPSO的负载作用。随着深海资源开发的深入发展,传统水下软管支撑浮体作为FPSO系统的关键装备已经无法满足深海开采的需求,寻求大型化、深海化、生命周期长久化的新型水下立管支撑平台迫在眉睫,设计简便快捷、低风险的安装方法成为其开发过程中的重点和难点。详细描述了水下软管支撑浮体的产生及其发展历程,针对深海开发的需求提出了新型立管支撑平台的新概念,着重对新概念下下水安装更便捷的耐压立管支撑平台设计原理及其下水安装方式展开了分析,最后对水下软管支撑浮体和新型立管支撑平台的关键技术进行了总结,并提出了需进一步解决的问题。     

新型表层漂流浮标体设计分析

表层漂流浮标在应用于海洋调查研究时,浮标体外形对浮标通讯稳定性及数据回收等会产生一系列影响,也直接制约浮标使用寿命。为此,考虑减少风阻和水阻,减小浮标体对水帆运动的影响,提出了一种新型的适用于近远海海洋观测的表层漂流浮标体葫芦形外形设计方案。结合流体力学理论分析,运用Solid Works软件分别对葫芦形浮标体和常用的圆柱形浮标体建模,并利用Workbench软件CFX流体分析模块开展了流体分析和比较,结果表明葫芦形浮标体所受压力更均匀,其水下部分压力值较圆柱浮标体减小约28%,证明葫芦形外形浮标体更具可靠性。     

表层漂流浮标及其跟踪技术

漂流浮标是一种小型海洋资料浮标，具有自动采集海洋水文气象数据，自动定位与数据传输的功能，它可以在海洋中表层海流进行大尺度测量与描绘，属一次性使用仪器，其体积小，便于投放，按照不同的使用目的的可连续在海上工作几个月到两年。     

国内外海洋资料浮标技术现状与发展

海洋资料浮标是长期连续进行海洋监测的主要手段之一。本文简单介绍了国内外海洋资料浮标技术的现状与发展及浮标在我国海洋监测中的应用情况,提出了我国资料浮标技术的研究与发展设想。     

一种用于海洋综合观测浮标的多种通信方式集成系统

为了优化海洋综合观测浮标的通信系统,设计了一种通信方式集成系统,将多种通信模块进行集成管理,并在每个数据发送周期进行通信信号检测,经过比较选择最优的通信方式进行数据传输。该系统具有采集数据完整、数据冗余小、运行功耗低等优点,有效增强了浮标的通信能力,完善了原有通信系统的功能,并且后期还具备较强的可扩展性功能,如浮标舱内环境监测和独立定位等,进一步增强浮标的安全性。该系统已经完成12个月的海上试运行,系统运行稳定,功能达到预期,可满足海洋综合观测浮标对多种通信方式进行优化管理的需求。     

海洋观测浮标体水中平衡性分析

海洋观测浮标系统应用广泛,浮标体的平衡性能是影响海洋观测浮标使用的重要因素之一(着重观测波浪等水文参数除外)。以一种主体直径为2.3 m的浮标体为例,运用动力学平衡理论,通过数学分析法进行推演计算,分析后得到了此浮标体的重心和浮心的位置。其中,重心位于主浮体的中轴线偏下位置;按照浮标体倾斜一定角度的情况下,推算出浮标体浮心位置,并由此得出其稳心的位置。依据计算,得出浮标体倾斜20°的情况下,此浮标体依然处于稳态平衡,理论结果表明此浮标体设计具有一定的可行性。通过海上实际测试,验证了理论计算分析的正确性。文中对浮标体平衡性的研究采用了理论分析与实验印证相结合的方法,其分析计算方法具有普适性,适用于其他型号的海洋观测浮标体,乃至所有水面浮体的平衡性分析,可为水面浮体设计提供借鉴。     

我国海洋监测浮标技术及监测网现状及发展

海洋资料浮标可以在各种复杂的海洋环境中提供长期、连续、实时、可靠的海洋观测数据,是海洋监测技术中最可靠、最有效、最重要的手段之一。本文概述了海洋资料浮标的分类、主要理论及技术体系;总结了近年来国内海洋资料浮标发展的典型技术突破;介绍了我国目前海洋监测网的构成、应用情况,并对比了我国海洋资料浮标与国际先进国家的技术水平差距,在此基础上,结合我国当前面临的形势及需求,展望了海洋资料浮标及监测网技术的发展趋势。     

新型激光雷达浮标运动响应特性数值研究

以新型激光雷达浮标系统为研究对象,基于ANSYS/AQWA开展了激光雷达浮标系统运动响应特性数值研究,研究了浮标吃水深度、形状参数对于激光雷达浮标运动响应的影响规律,分析了附加质量、辐射阻尼、运动响应RAO及一阶、二阶波浪力等水动力参数。采用时域分析方法对不同风浪流荷载入射角度下的激光雷达浮标锚泊系统张力特性进行了计算分析。研究结果表明:随着浮标吃水深度的增加,浮标纵荡方向响应无明显变化,垂荡响应显著增大;随着浮标底部圆台直径的增大,浮标纵荡方向响应变化较小,而圆柱形浮标垂荡运动响应显著大于圆台形浮标;当浮标系泊锚链发生松弛—张紧状态变化时易出现极端张力,且极端张力出现的幅值和频率随有效波高的增大和谱峰周期的减小而增大。     

基于ARM和北斗通讯的水声浮标技术应用研究

水声浮标是进行海洋声学调查的重要设备,传统的浮标采用基于计算机的数据采集方式和短波通信方式,其可靠性较差。文中介绍了基于ARM的数据采集存储系统和北斗通讯方式的浮标工程技术应用设计方案,结合传统浮标系统对比分析了其系统集成的实用性、先进性、适应性,并提出了进一步的改进措施。