一种浅海锚泊测流浮标系统的实验

早在五十年代,海洋科技工作者已开始利用浮标布设海洋调查仪器,进行海上观测的试验工作。目前被采用的浮标系统,大体有三种类型:(1)锚泊浮标系统,利用各类自含式海洋调査仪器进行测量,定期收回资料;(2)遥测浮标系统,利用无线电遥控和收发各种海洋观测数据;(3)漂移浮标系统,利用浮标本身的漂移,进行海流和其他要素的观测。本文主要介绍浅海锚泊浮标系统的设计和使用情况。 对锚泊浮标系统的研究和实验,许多国家已做了大量有成效的工作。目前关于浮标的设计和锚泊方法尚无統一意见,但是可以看出,大多趋向于采用水下浮标张缆锚泊。这种方法使得浮标系统比起遥测浮标系统来,较为轻小、经济、方便,适合于进行多站同步观测。国外在海洋调查中经常利用这种系统作较长期的海流观测。 我所在六十年代初就已开始了锚泊浮标系统的研究、实验,1964年进行了新的研究设计工作,并在“全国海洋仪器会战”期间,完成了整套系统的计算设计与海上实验,经过鉴定,建议作小批量生产。 近年来,国家海洋局第一海洋研究所、中国科学院南海海洋研究所利用该浮标系统作过多次海上试用,取得了海流长期观测资料,初步考验了该系统的性能。我们最近又对某些部件作了一定的改进,并进行了海上实验。但是,实验也表明:此方法不宜在渔场区和台风盛行季节使用,因易被渔网拖损和丢失。现综合报告如下。     

测流浮标系统中仪器架的改进

近年来,海洋物理学调查十分重视敷设小型浮标来获取海洋中、长期海流资料。 我国现行浮标测流所用的海流测量仪器主要是国产HLJ1—1型印刷海流计、进口的萨瓦纽斯转子海流计和安德拉记录海流计。对于后两种海流计,在锚定浮标系统中尚可直接与锚定缆串联;对于前者则要用一种平衡浮子相配套的三角架(如图1所示)。     

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。     

海流资料可以帮助气候预报

美国家海洋和大气管理局(NOAA)科学家们证实,实时获得的重要的海流资料可以导致更准确的短期气候预报。 西雅图NOAA太平洋海洋环境实验室的一组研究人员开发了一种声学仪器系统能感测从海表到820英尺(1英尺=0.3048米)深的海流。这种下视声学多普勒海流廓线仪已用于赤道太平洋上一个系泊深海浮标上收集和处理海流资料,每天8小时通过卫星把资料发送到西雅图的实验室。赤道海洋海流输送热量,影响全球大气环流,是评价短期气候变化的关键因子。 自1979年以来,使用一系列悬挂在系泊浮标附近不同深度的机械海流表测量赤道太平洋海流。数据储存在仪表中,但几个月才能分析一次,因为调查船巡视浮标需要时日。     

西太平洋海域升温现象仍在持续

一、西太平洋海域的共同调查(WESTPAC) 每年冬季,日本水路部都组织测量船“拓洋”号实施WESTPAC(IOC Sub—Commission for the Western Pacific Region)观测,这项观测以监测西太平洋海域的海洋循环的长期变化为主要目的,使用的观测仪器有超声波流速仪、波浪计、盐度测定仪、营养盐自动分析仪、窄带多波束测深仪、连续水温、盐度、水深仪(CTD)、垂直水温连续测定装置(XBT)等,特别是人造卫星跟踪的浮标的使用,更有助于了解辽阔的调查海域鲜为人知的海流。图1为这项观测中获得的浮标轨迹。     

中美海气第三次西太平洋联合调查圆满结束

中美热带西太平洋海气相互作用合作研究第三航次科学考察工作,于1987年9月20日在广州启航,1987年11月9日结束,历时51天,航程11,000余海里,圆满地完成了第三航次考察任务,获得了大量资料,达到了预期的目的。 参加第三次考察的科学家和技术人员,中方有48名,美方有15名,考察海区为18°20,N─01。30′S,122°─165。E的热带西太平洋海域。观测了276个XBT站和157个 CTD站,在这些测站上同时进行了海洋生物学中26个要素的观测,并且回收施放大洋长期锚碇浮标各一个,布放漂流浮标6个,多普勒声学海流计测量7000余海里,本航次增加了氟利昂取样,还收集了中、西太平洋热带区域的大量气象情报资料。 在上述观测项目中,测量和取样的深度首次达到5,009米(前两航次为4,500多米)水深大于4,000米的深水站平均测量深度为3,950米(第二航次为3034米)水深小于4000米的测站,平均测可到距海底189米的深处(第二航次为518米)。     

柱形内波观测浮标的设计与稳定性分析

通过海面浮标实现内波流观测数据的实时传输,对于海洋油气开发的内波流预警安全保障具有非常重要的意义.安装在海面浮标上的海流观测设备(如ADCP)对浮标姿态有较高要求,本文设计了48种不同尺寸的柱形观测浮标,采用Solid Works软件和ANSYS Workbench 2020软件,分析比较了在外界载荷相同的情况下,不同...     

锚碇测流浮标在东海黑潮调查中的使用

一、前言锚碇测流浮标系统是当前海洋调查中,大面积、同步、长期连续获取海流资料的有效方法之一,特别是在特殊天气过程中获取资料,靠单船观测是很难进行的,采用锚碇浮标就能胜任。目前,包括我国在内已有很多国家在研究和使用锚碇浮标监测海洋,日夜连续收集数据资料,均获得良好效果。     

南海北部上层海洋变化的定点观测分析

对南海季风试验(CSMEX)加密观测期(IOP)“实验3”号船在南海北部获得的CTD温盐和声学多普勒流速剖面仪(ADCP)海流等观测资料进行分析,给出东沙群岛西南部大陆坡附近IOP两个阶段定点观测的海洋分量部分结果,通过分析海水的动力、热力学结构,描述夏季风暴发、维持期间该测站上层海洋的变化,讨论近表面水的温度、盐度和海流对海面风场的响应.     

海上警戒浮标实时监控系统

为有效保护近海海底观测网观测安全,免受渔船拖网和抛锚等损坏的问题,设计了一套多警戒浮标(直径2.4~3.0 m)的实时监控系统,该警戒浮标可获取浮标本身工作状态,并能实时、动态、连续的将警戒浮标的运行状态发送到陆基岸站,实现对保护目标海域的实时监控,同时该浮标系统可进行扩充实现对海洋环境要素的观测。警戒浮标布设采用正多边形(三角形、正方形和正五边形等)预警保护方式,浮标以保护节点为中心等距布放,组网形成有效的海上保护围栏,保障海底观测系统的安全运行;供电系统采用太阳能电池和蓄电池组合供能方式,可保证在连续阴天的情况下警戒浮标系统运行100天。该警戒浮标技术已在东海海底观测网保护中成功示范运行6个月,该技术可为近海海底观测保护提供有效技术保障。     

日本欲查黑潮底细

日本海上保安厅为了弄清黑潮和太平洋的海流变动规律,利用漂流浮标搭载的卫星“阿尔戈”系统,调查海流动态。利用漂流浮标可实时追逐海流的流路。还能发挥测量船难以测量的海域和季节性的海流。1979年开始观测以来,逐渐一点一点弄清了以前未知的海流状况。对这弄清地球环境所涉及到的海洋结构,预测发生海难事故时漂流方向非常有益。球状浮标的直径约34厘米,在海平面以下有一个长约7米     

胶州湾的潮汐与潮流

胶州湾是我国沿海的一个重要港湾,长期以来对其进行了较多的调查研究工作。大港验潮站自1926年起开始观测(1936-1946年曾中断),目前已积累了44年的长期水位资料。山角底验潮站自1967年开始观测,也积累了16年的水位资料。我们还系统地搜集了我所1958-1959年在薛家岛、东洋嘴、团岛、麦岛、大公岛分别进行的四个月、两个月及半个月的观测资料,以及山东海洋学院1975年在红岛船厂(阴岛)、黄岛客运码头分别进行的三个月及两个月的水位观测资料和团岛湾、后岔湾、大石头等地的潮汐调和常数。此外,我们还搜集了胶州湾及其附近海区共二十三个测站的海流连续观测资料,其中十九个站的资料是由我所在1957-1959年观测的,三个站是1982年“全国海岸带调查”中测得的,另一个站是华东水利学院提供的资料。这些测站,除六个站为一昼夜连续观测外,其余十七个站均为二昼夜以上连续观测(有一个站为十五昼夜连续观测)。观测站位见图1。 我们把搜集到的这些潮汐、潮流资料进行了调和分析,得到了各主要分潮的调和常数及潮汐、潮流特征值。本文以此为基础,结合实测资料,分析了胶州湾潮汐、潮流的基本特征。     

Argos漂流浮标的若干观测结果

表层漂流浮标是一种利用Argos卫星系统定位与传送数据的海洋观测设备,它可以利用Lagrangian法则连续观测表层海流及表层水温。文章利用近年在南海和西太平洋投放的部分卫星跟踪表层漂流浮标所取得的观测资料,分析观测海域的表层海流特征及其漂移路径上的温度变化,得出以下结果。(1)由浮标的漂移轨迹看出,黑潮表层流路年际变异相当大。(2)2003年1月,黑潮表层水有入侵南海的趋势,似无西北太平洋表层水深入南海的迹象;夏季南海表层水由南海流出经吕宋海峡汇入黑潮主干。(3)秋季台湾东北海区存在一个强反气旋涡,空间尺度约270km。(4)黑潮主干在秋末冬初经过东海时明显呈弯曲流动,并形成许多小尺度的气旋式涡。(5)在九州西南海域,黑潮表层流并无分支北上进入对马暖流区。(6)2003年春季,黑潮在日本以南的弯曲不明显,并伴随有冷、暖涡产生,暖涡的强度和空间尺度都要比冷涡大得多。(7)由漂流浮标观测得到的的表层海水的温度分布明显呈日变化和季节变化的特征。在浮标漂移路径呈反气旋或气旋式转动的区域,表层水温对应出现高或低温区;但出现在台湾以东的低温区则与此时期的台风过境有关。     

Argo-认识和预测气候变化的全球海洋观测计划

1　全球海洋观测网 (Argo)为了解全球气候的变化 ,海洋学界正在做一项雄心勃勃的事业 ,即设计并部署一个全球海洋观测系统 ,以便对海洋从季节到十年间的变化作前所未有的长期跟踪观测。这项计划的实施 ,将使人类对气候的认识和预测向前迈出一大步。全球海洋观测系统的现场支柱就是 Argo剖面浮标网 ,将为人类提供一个全球海洋次表层数据库。Argo剖面浮标观测网将由 3 0 0 0个自动仪器组成 (图 1 ) ,每个浮标每隔 1 0天发送一组取自 2 0 0 0 m到海面的温度和盐度剖面资料 (图 2、3 )。在全球大洋内每隔大约 3个经纬度布设一个浮标 ,其数据通…     

日本列岛东部海域发现未知海流

日本海洋科学技术中心最近发表观测报告宣布,在日本列岛东部海域发现见了过去未曾观测到的强大海流。 报告说,这股海流的位置在流经日本列岛南部的暖流以北250公里处,由东向西,与暖流呈相反方向,流速达3.5节(1.852公里)每小时。据悉,这股暖流是科学家们于本月初通过观测浮标的位移而发现的。该中心认为这一发现颇有意义,并表示将进一步研究这股海流对渔业资源及二氧化碳吸收量等的影响。     

东沙群岛西南海域单站测流资料的旋转谱分析

本文利用本所水文气象研究室在东沙群岛西南海域投放的一个锚定浮标(114°20.5′E,20°04.8′N)所获得的一系列海流流速矢量观测资料,用旋转谱分析方法对该站海流的内部结构作初步的探讨,并由此得到该站海流的某些运动学特征。     

便宜的自制GPS漂流浮标可成功刻画冬季广东沿岸流特征

本文介绍了一种旨在观测沿岸表层流的自制"表层海流实验"漂流浮标，该浮标基于GPS信号、简易且十分经济（每个约$30）。通过分析在大亚湾布放的六个漂流浮标轨迹和由此推算得到的流速发现，此类浮标基本可以刻画广东沿岸冬季表层流的特征。     

南海的深层海流观测

中国科学院南海海洋研究所,在过去历次投放测流浮标站经验的基础上,参考了国外深海浮标站的系留组成形式,于1981年春季以及1981—82年冬季南海北部的海洋学调查中,由“实验1号”和“实验3号”调查船,多次在陆波深水区施放锚碇测流浮标站,成功地取得了多层同步的首批海流连续观测资料,特别是深层海流的宝贵实测资料。这是在国内外首次获得的南海深层海流资料。     

中美海-气第四次西太平洋联合调查圆满结束

中美热带西太平洋海-气相互作用合作研究第四次科学考察工作于1988年4月20日-6月8日,历时50天、船程1500余海里,获得了大量调查资料,达到了预期目的,圆满地完成了任务。 本次科学考察的科学家和技术人员,中方50名、美方12名。调查海区为18°20＇N—10°30＇S、122°-165°E,观测了298个XBT站、106个CTD站,在这些测站上同时进行了海洋生物学、海洋化学中的26个要素的观测、分析。并且顺利地回收、施放大洋长期锚定浮标各一个,布放漂流浮标8个,多普勒声学海流测量8000余海里。本航次增加了气象全天空照像、太阳辐射记录、大气凝结核记录和气溶胶——冰核取样等项目。还收集了热带西太平洋海域大量的气象情报资料,为研究海-气相互作用、诊断埃尔-尼诺现象提供了科学依据。 本次作业虽难度大,其中有四条调查断面的部分测站距海岸近(只有3海里)、漂流速度大,且海底地形复杂、气象变化多端,给调查工作带来了很大困难,但在中美双方科研工     

近海新型遥测环境浮标

美国麻省伍兹霍尔Group Bruce manell/先进的近海环境系统有限公司Falmouth、美国得克萨斯A&M大学/地球物理和环境Group Frank Kelly、美国麻省伍兹霍尔海洋研究所Richard Arthur,现已研制出一种新型近岸的近海采集海流和传输环境数据的综合表面浮标和电控系统,即代号为SB-5000的浮标系统(见图4),它是1997年为满足得克萨斯自动浮标系统(Automated Buoy System)计划的第二阶段(TABS-Ⅱ)的要求和为获得总环境数据服务的平台而设计的.