南极长城湾海洋环境实时监测系统

受极区冰雪覆盖的影响,南极海洋环境调查通常采用船基调查方式,并且在南极夏季进行,无法获取长期连续实时数据,很大程度上制约了极地海洋科学研究。针对这一现状,在国家"十一五"863计划的支持下,研制了极地岸基海洋环境实时监测系统。该系统由水下测量系统、数据传输及供电系统、数据接收系统组成,能够监测温度、盐度、深度、p H、有效光合辐照度(PAR)、氧化还原电位(ORP)、叶绿素、海流等要素,并实时传输到岸基数据处理系统,数据经处理后可传回国内。自布放在南极长城湾以来,该系统已累计获取了近18个月的实时连续观测数据,为极地海洋科学研究提供了重要支持。     

ZTY-1型海床基水下系统状态监测仪的研制

随着海洋经济的发展和近海生产活动的急增 ,我国近海约１／３海域均受到污染 ,特别是河口、海湾和近岸海区污染更加严重 ,需要对这些海区的海洋环境参数进行长期、同步、自动监测 ;在海洋军事上 ,准确、可靠的海洋环境数据是必不可少的战略服务资料 ,将大大提高海上作战能力。因此 ,国家８６３计划海洋监测技术 (８１８)主题的近海环境自动监测技术的课题中 ,列有海床基海洋环境自动监测系统的研究项目。该监测系统是置于水深大约５０ｍ的海底边界面上 ,用于监测海洋环境要素的装置。通过本课题的实施 ,将使我国的海洋环境立体自动监测技术…     

南极长城湾海域海洋环境监测系统上位机软件设计

在十一五"863"项目"极地近岸海洋环境监测系统"支持下,进行南极长城湾海域海洋环境实时监测系统的研制。为实现数据的实时传输进行软件设计,重点进行了上位机软件设计。根据整套监测系统的功能需要提出了上位机软件的主要功能和工作方式。上位机软件采用VB6.0作为开发工具,采用"问答"式对下位机进行控制,通过引用MSComm、Jmail、MSChart等控件或组件,采用功能模块化的设计方式,实现了上位机软件发送控制指令,接收、显示、保存采样数据,自动发邮件以及数据回放功能。     

遥测沉浮式数采站

介绍了美国Apprise Technologies公司近期研制并广泛使用的一种遥测沉浮式数采站，作者探索了其自动沉浮的控制原理，并与常规监测方式进行了比较。该监测系统包括现场沉浮式数采器和岸上接收器两部分。沉浮式数采器可按预定程序在表层至一定深度范围内作下降和上升运动，完成监测站的水文及水质的剖面监测和气象监测。这种工作方式比船用绞车监测方式有许多优越性，可广泛用于近岸浅海、湖泊和水库，监测现场水质、水文和气象的要素。     

极地环境监测网的设计及其在南极普里兹湾的应用

为了保护南极和北极的生态系统和环境,中国自20世纪90年代初开始推行和实施了极地环境监测计划,部署了各学科监测传感器阵列;采集了多学科数据,包括海洋、大气、冰冻圈、生物圈等主题;架构了"R/V雪龙号破冰船—极地考察站—国内基地"之间的快速数据传输网络;建立了海洋环境监测系统、太阳能地面空间监测系统、生态环境监测系统等系列监测系统。为了实现长期监测,达到预测和预警目标,本文针对国内外现状,在现有基础上设计了一套中国极地环境长期监测网(Polar Environment monitoring network of China,CPEMN)。该监测网集成各监测系统并在监测指标设计上覆盖我国极地所有常规监测/观测任务,且根据国际科研动态和长期监测规划拓展了预期监测范围。最后本文利用南极普里兹湾进行的破冰导航应用示范验证了CPEMN具有可执行性。     

海洋站总氮自动监测仪的研制

基于海洋监测站无人值守自动监测要求,通过控制程序,实现微波-过硫酸盐消解,镉柱还原,流动注射紫外分光光度法连续测定近岸海域海水中总氮。在设计改进仪器模块的条件下,通过试验,优化测定条件。实验结果证明,海水中总氮浓度与吸光度呈良好线性关系,总氮质量浓度为0.010～10 mg/L时,线性方程为y=0.185x+0.043,相关系数r=0.9990。标准样品检验,实验相对标准偏差(RSD)为0.89%,样品的加标回收率在98%～102%。方法稳定性:零点漂移在?0.5%之内,量程漂移在?3%之内,符合《近岸海域水质自动监测技术规范》(HJ731-2014)要求。该方法测定实际海水样品总氮质量浓度为0.1927mg/L,与国标法测定结果 0.209 4mg/L无显著性差异。实现了近岸海域总氮的实时监测和预警监测。     

极地冰下探测仪器自动升降控制系统研制

根据极地冰下探测仪器的工作要求设计了一款高可靠性、低功耗和实用性强的自动升降控制系统.针对极地特定的自然环境和电池容量的限制,该系统在电路的设计方面充分考虑了器件的抗低温、低功耗等特点.同时,对于系统突然断电的情况,该系统还具有状态记忆功能.考虑到电路工作异常导致的问题,该系统能自动断电,从而避免测量仪器受损,最大限度地保证探测仪器能够长期可靠的工作.     

我国极地数值天气预报系统的初步建立与应用

国家海洋环境预报中心的极地数值天气预报系统基于Polar WRF极地中尺度数值大气模式和3DVAR资料同化方法,预报区域的最高水平分辨率设置为3.3 km。检验表明:该数值预报系统较好地反映了极地地区的短期天气形势及要素的演变特点,能够基本满足我国极地考察和航运气象保障需求。五年多以来,该数值天气预报系统除了提供极地地区常规数值天气预报产品外,还陆续在"雪龙"破冰船冰区脱困、我国商船北极航道开拓、固定翼飞机南极内陆飞行等气象保障工作中发挥了重要作用。未来,极地数值天气预报系统将在数据源、模式方案、产品开发、服务体系等方面继续完善,以期为我国极地考察事业和极地航运事业提供更加可靠的气象保障。     

极地海岸带调查及前沿问题探析

文章提出了“极地海岸带”这一概念,并从海岸带内涵的视角深入阐述了极地海岸带的定义和范围,全面分析了极地海岸带的特殊性和重要性。从调查监测技术发展和涉及学科领域两个角度梳理总结了与极地海岸带相关的调查监测实践。同时,分析了极地海岸带调查研究的前沿问题,提出了极地海岸带资源生态要素的调查监测发展方向,即充分利用遥感和现场探测手段,以较低成本来探明大空间尺度和长时间序列下的极地海岸带区域资源环境生态要素与时空变化特征。最后,构建了“双源数据挖掘-空间耦合模拟-区域综合评估-影响模拟预测”的知识与技术体系,为我国构建极地海岸带区域资源生态管理与保护政策体系提供科技支撑。     

近岸海浪、风暴潮及海啸灾害远程实时监测系统的现场试验及应用

利用自主研发的近岸海浪、风暴潮及海啸灾害远程实时监测系统,在广东省阳江市闸坡附近海域进行了远程实时监测试验.文章介绍了监测系统的组成,对2007年9月1日-10月3日的观测记录进行了分析,计算出台风增水、波高和波周期,采用低通滤波方法获得重力外波.实验结果表明,研发的近岸海浪、风暴潮及海啸灾害远程实时监测系统可供实际推广应用.