我国海洋资料浮标网的运行和发展

本文在简单介绍海洋资料浮标发展，国际现状的基础上，较详细地阐述了我国海洋资料浮标的发展史，浮标网的构成，各型浮标的性质，浮标网在海洋环境监测，预报以及海洋开发中的重要作用等。笔者希望借时机会使读者对我国海洋资料浮标网现状有所了解从而有助于海上浮标保护的宣传工作。     

FRP船形气象浮标

为了在海洋中的固定地点对海洋性气候和水文状况进行长期自动观测，我们开发出了一种船形玻璃钢浮标，虽说该浮标是参照在美国开发的Ｖ．Ｅ．ＮＯＭＡＤ浮标来设计的，但是考虑到ＦＲＰ优越的防腐性能和弯曲表面的可成型性，船身材料由铝改成了玻璃钢。另外，在使用蓄电池的同时，还采用了太阳能电池作为浮标能源。浮标完成之后，在Ｈａｔｓｕｓｈｃｍａ岛进行了约三个月的冬季现场试验，获得了有关波浪、浮标运动、太阳能电池等实验的重要数据。本文概述了对海浪、浮标的运动、太阳能电池等具体的实验和分析结果。     

多功能波浪浮标研制

多功能波浪浮标是一种可在海洋台站和近海进行波浪(含波向)、表层水温、表层海水盐度三项水文要素自动测量和信息处理的观测装置。该浮标的研制目的是解决水温和盐度传感器现场安装和连续长期使用所遇到的问题,把我国目前海浪观测技术提高到世界先进水平,并且替代至今赖以进口的同类仪器。目前,国际上较实用的波向浮标主要有两大类:表面波向测量浮标和水下波向测量浮标。前者有美国的956型(改进型为1156型)波浪跟踪浮标、荷兰的波浪骑士方向浮标,这两种浮标都是遥测型浮标,可获得实时测量信息,956型波浪跟踪浮标只能测量波浪要素。80年代,国…     

海洋光学浮标

海洋光学浮标（ＭａｒｉｎｅＯｐｔｉｃａｌＢｕｏｙ－ＭＯＢＹ）１前言１９９４年２月２１日在夏威夷Ｌａｎａｌ海岸以外投放了海洋光学浮标（ＭＯＢＹ）。该浮标是在ＮＯＡＡ（美国国家海洋和大气管理局）、ＮＡＳＡ（美国国家航空与航天局）的联合赞助下，由ＭＯＤＩＳ...     

三锚浮标系统研究

海洋浮标是一种现代化的海洋观测设施。它具有全天候、全天时稳定可靠的收集海洋环境资料的能力,并能实现数据的自动采集、自动标示和自动发送。海洋浮标与卫星、飞机、调查船、潜水器及声波探测设备一起,组成了探测海洋奥秘的主体监测系统。论文详细阐述了水面浮标采用的新型三锚系留系统的组成、优点、以及克服的技术难题。     

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。     

关于我国海洋资料浮标工程若干问题的探索

本文通过回顾我国海洋资料浮标（以下简称浮标）的发展情况,以浮标为海洋经济建设服务为宗旨,根据十年来浮标管理工作正反两方面的经验以及外国浮标发展的经验,在我国经济体制和经济增长方式两个转变的前提下,从三个方面探索了浮标事业发展应该注意的问题：１．依靠科技进步,按照价值工程的原则进行设计、研制先进、高效的浮标;２．建立完善浮标研制、管理、资料服务一体化的管理机制;３．浮标只有面向海洋经济建设服务的市场     

太阳能灯光警示浮标系统

太阳能灯光警示浮标系统张立伟（中国科学院北海研究站，青岛，１６６０２３）１灯光警示浮标的必要性随着工业现代化建设和国防现代化建设的飞速发展，海洋开发和港口建设日新有异。海洋开发项目琳琅满目，水上的、水下的、海底的应有尽有。无论海洋开发还是港口建设，一...     

海洋大型导航浮标研究

本文根据海洋大型导航浮标的基本特点和我国第一座海洋大型导航浮标研制和运用情况,首先分析了大型导航浮标的运动特性和运动方程,提出摇摆惯性力和升沉惯性力计算分析方法。用全链悬链线方程分析浮标的锚泊系统和单点系泊浮标系统锚链计算方法。其次分析了全天候抗冰浮标的结构型式以及海冰对浮标的作用力,重点分析大面积冰排和漂流冰对浮标的作用力。最后给出TJ-1号海洋大型导航浮标的主尺度、性能参数、导航设备和使用情况。     

无动力海面移动观测平台特点、进展与发展趋势分析

本文以表层漂流浮标、漂流式波浪浮标和漂流式海气界面浮标为代表介绍了无动力海面移动观测平台的观测需求、特点、最新进展和发展趋势。无动力海面移动观测平台除具备重量轻、体积小、随波性好等特点外,相比其他观测平台最大的优势在于成本低、实时性强,可有效弥补定点观测在全球大洋空间分辨率的不足。随着海洋与气象环境观测传感器的自动化、小型化和低功耗化,尤其是在可再生能源供应和卫星数据通讯技术的支撑下,这一类型平台观测能力的可拓展性非常强。除可直接开展海洋环境声学、光学和电磁学要素的观测外,还可成为海洋化学、海洋生物、海洋地质等海洋学科的专属平台,并具备海上目标探测识别能力。随着无动力海面移动平台观探测能力的不断提高、使用成本的降低和快速投放技术的发展,此类平台在海洋观探测领域尤其是深远海区域观探测快速响应方面将有非常广阔的应用前景。     

极地漂流浮标技术的最新进展

阐述了 J- CAD型漂流浮标的结构、特点 ,各类传感器的性能、电子设备的功能及使用情况。它结构紧凑、价格便宜、功能强大 ,是 2 1世纪初开发的世界上第一个用于观测冰下海洋水文要素的漂流浮标。     

Characteristics of sea ice kinematics from the marginal ice zone to the packed ice zone observed by buoys deployed during the 9th Chinese Arctic Expedition

Sea ice growth and consolidation play a significant role in heat and momentum exchange between the atmosphere and the ocean. However, few in situ observations of sea ice kinematics have been reported owing to difficulties of deployment of buoys in the marginal ice zone (MIZ). To investigate the characteristics of sea ice kinematics from MIZ to packed ice zone (PIZ), eight drifting buoys designed by Taiyuan University of Technology were deployed in the open water at the ice edge of the Canadian Basin. Sea ice near the buoy constantly increased as the buoy drifted, and the kinematics of the buoy changed as the buoy was frozen into the ice. This process can be determined using sea ice concentration, sea skin temperature, and drift speed of buoy together. Sea ice concentration data showed that buoys entered the PIZ in mid-October as the ice grew and consolidated around the buoys, with high amplitude, high frequency buoy motions almost ceasing. Our results confirmed that good correlation coefficient in monthly scale between buoy drift and the wind only happened in the ice zone. The correlation coefficient between buoys and wind was below 0.3 while the buoys were in open water. As buoys entered the ice zone, the buoy speed was normally distributed at wind speeds above 6 m/s. The buoy drifted mainly to the right of the wind within 45° at wind speeds above 8 m/s. During further consolidation of the ice in MIZ, the direct forcing on the ice through winds will be lessened. The correlation coefficient value increased to 0.9 in November, and gradually decreased to 0.7 in April.     

Comparison of surface velocities determined from altimeter and drifting buoy data

Surface velocities determined from trajectory of a drifting buoy from March through November 1987 are compared with surface geostrophic velocities determined from sea surface dynamic topography (SSDT) obtained from altimetry data with the aid of long-term hydrographic observation data. In general, these velocities show similar temporal variations in both zonal and meridional components, except in a period when obvious error is found in the altimetric SSDT field. When the buoy was trapped by several mid-ocean meso-scale eddies, the comparison is especially good. Systematic discrepancy is found, however, when the buoy was in the Kuroshio region, because of using both temporally and spatially smoothed mean SSDT estimated from hydrographic data; instead, surface geostrophic velocities determined from the altimetric SSDT referred to the improved geoid model result in better comparison.     

基于北斗通信的海洋多要素观测系统设计

以低功耗、多参数、安全可靠为设计目标,提出一种基于北斗卫星通信的海洋多要素观测系统设计。设计以嵌入式微控制器STM32F103RET6为核心,实现以漂流浮标为载体的海洋环境噪声测量,同时实现对海洋气温、气压、风速、风向及表层海温的多要素观测;以可充电锂电池组和太阳能电池板组合方式供电,同时进行必要的电源管理,有效提高漂流浮标的工作寿命;采用我国自主知识产权的北斗系统进行定位及双向通信,安全性高。实验表明,基于北斗通信的海洋多要素观测系统设计具有可行性,满足低功耗、多参数、安全可靠的设计要求,为以表面漂流浮标为载体的海洋多要素数据采集控制提供新的硬件设计方法。     

The model of tracing drift targets and its application in the South China Sea

A Leeway-Trace model was established for the traceability analysis of drifting objects at sea. The model was based on the Leeway model which is a Monte Carlo-based ensemble trajectory model, and a method of realistic traceability analysis was proposed in this study by using virtual spatiotemporal drift trajectory prediction. Here,measured data from a drifting buoy observation experiment in the northern South China Sea in April 2019,combined with surface current data obtained from the finite volu...     

基于最优插值方法的微波-红外辐射计数据融合全球海面温度网格产品

A new 0.1° gridded daily sea surface temperature(SST) data product is presented covering the years 2003–2015. It is created by fusing satellite SST data retrievals from four microwave(Wind Sat, AMSR-E, ASMR2 and HY-2 A RM)and two infrared(MODIS and AVHRR) radiometers(RMs) based on the optimum interpolation(OI) method. The effect of including HY-2 A RM SST data in the fusion product is studied, and the accuracy of the new SST product is determined by various comparisons with moored and drifting buoy measurements. An evaluation using global tropical moored buoy measurements shows that the root mean square error(RMSE) of the new gridded SST product is generally less than 0.5℃. A comparison with US National Data Buoy Center meteorological and oceanographic moored buoy observations shows that the RMSE of the new product is generally less than 0.8℃. A comparison with measurements from drifting buoys shows an RMSE of 0.52–0.69℃. Furthermore, the consistency of the new gridded SST dataset and the Remote Sensing Systems microwave-infrared SST dataset is evaluated, and the result shows that no significant inconsistency exists between these two products.     

基于卫星高度计和漂流浮标数据间数学校验关系的黑潮流轴和流路主成分估计

由于卫星高度计数据分辨率高、观测范围广的特点,我们使用该数据开展了黑潮流的研究。在之前的研究中,卫星绝对地转流都被用于对黑潮流域的表层流场的时空变化特征进行研究,并采用了一些探测方法提取了黑潮流轴和流路。然而,海面绝对地转流是由绝对动力地形估计得到,应该被当做实际流场的地转分量,在实际应用中并不能代表真实流场。在本研究中,建立了气候态绝对地转流与网格平均的漂流浮标流场间的数学校验关系,以此对卫星绝对地转流场进行修正,即便这两种数据的性质存在些许偏差。因此,基于主成分探测法,修正后的卫星绝对地转流被用于探测黑潮流轴和流路。对比结果表明,由修正后的卫星地转流场探测得到的黑潮流轴和流路均要好于地转流和表层流估计结果。修正后的地转流有助于开展更加准确的黑潮流轴和流路的逐日探测。     

核电站附近海域漂流海藻的漂移路径数值模拟

研究核电站附近海域漂流海藻的漂流路径对保障核电站冷源安全具有重要意义。本研究根据辽东湾东部海域漂流海藻的分布特征,构建该海域的二维水动力和粒子追踪数值预测、预报模型,基于近年实际观测的海流和潮位数据,对水动力模型进行验证,并根据2019年5月至8月释放北斗和GPS浮标采集数据,对该海域相同工况下的海藻漂移路径进行校验,均吻合良好。同时,对该海域7月大潮期,取水口附近海域的海藻堵塞风险进行了模拟分析,得到各不同工况下,漂流海藻到达取水口定义威胁区范围内的时间。结果表明,该数值模型能够对漂流海藻的漂移路径进行准确模拟,可为科学规避或有效减轻漂流海藻对核电站冷源取水口的堵塞风险提供技术支撑。