改进船和浮标用的气象测量系统—（IMET）计划

为满足WOCE期间对气象测量参数的要求,美国开展了IMET计划的研究。IMET计划(1988～1990)由伍兹霍尔海洋研究所承担,其任务是改进船和浮标所用的传感器和记录系统,目标是提高分辨率、精确度、可靠性和稳定性(要求布放两年)”制定船和浮标传感器数据格式和存储的标准;降低产品价格。IMET的测量参数包括:风速、风向、气压、气温、海表面温度、相对湿度、短波辐射、长波辐射和降雨量。测量参数要求指示见表1。通过这些参数可以精确计算出海——气通量。     

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。     

用于联邦航空局计划的专用浮标通讯系统

美国国家资料浮标中心(NDBC)设计并试验了一种安装在浮标上的DC电源系统,该系统能提供大的平均和峰值功率.该系统是为地/空浮标通讯系统(BCS)而设计的,它是联邦航空局(FAA)墨西哥湾计划(GOMP)的关键.GOMP将为墨西哥湾现在没有覆盖的区域提供地/空通讯链.     

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…     

国内外圆盘形浮标的发展动态——兼述浮标体与锚碇系统技术论证的有关问题

我国海洋工程正在迅速发展。文章介绍了国内外圆盘形浮标应用于海洋平台和近海探测海洋学和气象学的发展实例.着重介绍了浮标体和锚碇系统在设计、结构和模型实验方面的技术进展情况.并提出了发展我国浮标站(网)的几点建议.     

雷州半岛东部近海浮标大型固着生物污损特点

对布设在雷州半岛东部距岸约30—42km、浸海时间约24个月的3个近海浮标进行了大型固着污损生物分析研究。结果表明,污损浮标的大型固着生物共35种,优势种以侧花海葵(Anthopleura spp.)、变化短齿蛤(Brachidontes variabilis)、网纹藤壶(Balanus reticulatus)为主,其次为翡翠贻贝(Perna viridis)、刺巨藤壶(Megabalanus volcano)和钟巨藤壶(M.tintinnabulum tintinnabulum)。3个近海浮标均被固着生物严重污损,生物附着量变化范围为3994.20—8641.72g/m2,浮标各部位组间差异不显著。物种多样性指数介于1.49—2.99,丰富度指数1.34—2.68,均匀度指数0.38—0.64。在离岸距离约42km的1号浮标,固着生物种类组成已表现出外海性特点,有少量有柄蔓足类出现,而离岸距离分别约35km和30km的4号浮标和7号浮标,污损浮标的大型固着生物仍为沿岸性种类。离岸距离、采样季节、采样深度、光照强度、海流状况和水域的开阔与封闭程度可能是影响固着生物群落组成的因素。     

HY-2B卫星散射计海面风场产品质量分析 *

星载微波散射计是获取全球海面风场信息的主要手段, HY-2B卫星散射计的成功发射为全球海面风场数据获取的持续性提供了重要保障。本文利用欧洲中期天气预报中心(European Center for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)再分析风场数据、热带大气海洋观测计划(Tropical Atmosphere Ocean Array, TAO)和美国国家数据浮标中心(National Data Buoy Center, NDBC)浮标获取的海面风矢量实测数据, 对HY-2B散射计海面风场数据产品的质量进行统计分析。分析表明, HY-2B风场与ECMWF再分析风场对比, 在4~24m·s^-1风速区间内, 风速和风向均方根误差(root mean square error, RMSE)分别为1.58m·s^-1和15.34°; 与位于开阔海域的TAO浮标数据对比, 风速、风向RMSE分别为1.03m·s^-1和14.98°, 可见HY-2B风场能较好地满足业务化应用的精度要求(风速优于2m·s^-1, 风向优于20°)。与主要位于近海海域的NDBC浮标对比, HY-2B风场的风速、风向RMSE分别为1.60m·s^-1和19.14°, 说明HY-2B散射计同时具备了对近海海域风场的良好观测能力。本文还发现HY-2B风场质量会随风速、地面交轨位置等变化, 为用户更好地使用HY-2B风场产品提供参考。     

近海污损生物的调查方法

近海海区污损生物调查有浮标挂板法和海上设施（浮标及其锚碇系统，Ｍａｒｅｘ水文浮标，移动式钻井平台和固定式生产平台）采样法。由于近海海区污损生物调查工作的特殊性和艰难性，笔者提出了利用已有的海上设施，尤其是固定式平台来积累近海污损生物资料，以便进行生态学研究。     

基于10 米浮标载体的锚链式剖面观测系统实践之一——自容式采集方式

为了对我国近海海域进行剖面观测,获取到多层位水体的多要素观测数据,尝试依托中国近海海洋观测研究网络东海站10 m浮标系统的锚系,采用在锚系上挂载自容式组合传感器方式,获取到8个观测周期共412 d的有效剖面观测数据,观测层位分布于10,20,30 m 3个水层;通过结合浮标获取的表层温度数据与3个水层的对比分析表明,锚链式剖面观测方案在实用性和可推广性方面具有显著优势,是基于海面浮标载体进行剖面观测的有益尝试,可在我国构建的海洋浮标观测网络上进行广泛应用,将为我国近海海洋科学研究提供弥足珍贵的水面-水体全序列系统观测数据资料,从而为近海海洋科学研究取得突破性进展提供重要的数据支撑。     

深海综合观测浮标研制及其在热带西太平洋的应用

目前尽管国内近海浮标实现了产品化,但深远海尚无定型可靠的深海综合观测浮标系统,基于此,中国科学院海洋研究所设计制作了深海综合观测浮标系统,其浮标体为柱台型结构,采用单点锚泊系留。整个系统主要由浮标体、系留子系统、观测子系统、数据采集处理控制子系统、通信子系统、供电子系统、检测子系统、安全报警子系统和岸基数据接收处理子系统等9部分组成。浮标系统通过搭载不同类型的传感器,实现对风速/风向、气温、相对湿度、气压、能见度、雨量、波浪、表层水温、表层盐度、表层溶解氧、表层叶绿素、表层浊度、剖面流速流向、剖面温盐深（最大深度可达1 000 m）、方位及浮标位置等要素进行实时观测,从而完成对海洋气象、水文和水质等要素的长期、连续、自动监测,并支持铱星和北斗等卫星通信方式,将观测数据实时的传输到岸基数据接收处理系统。近年来,深海综合观测浮标系统在热带西太平洋海域连续进行了4次海上应用,每次应用时间长达1 a。它提供了第一手的大洋上层和海气界面长时间序列的实时连续观测资料,促进了关于气候变化和深海大洋的研究工作。所研制的深海浮标达到目前国际同类产品（美国ATLAS浮标、日本TRITON浮标）的先进水平,并且在水下感应耦合传输等方面进行了创新,形成了自有特色。     

大型附着生物对近海圆盘浮标污损的特点

为了解大型附着生物对近海圆盘浮标污损的特点,对布设在珠江口东南海域和北部湾东北部海域的4个圆盘浮标的大型附着生物群落进行分析研究。结果表明,浮标侧壁大型附着生物的丰度和生物量分别为400.00～78 296.00 ind./m2和659.42～62 276.00 g/m2,底部的丰度和生物量则为412.00～66 585.00 ind./m2和1 861.60～60 784.00 g/m2,多数情况下浮标底部大型附着生物的丰度和生物量高于侧壁。浮标底部的香农?威纳(Shannon-Wiener)多样性指数(H′)介于2.39～3.06之间,马格列夫(Margalef)丰富度指数(d)为4.02～6.98,皮洛(Pielou)均匀度指数(J′)为0.88～0.91;而浮标侧壁的H′为0.64～2.79,d为1.10～4.89,J′为0.58～0.96,其中H′和d均表现出底部高于侧壁。聚类分析和非度量多维标度分析结果表明,在30%的相似性水平上,可将各站位浮标侧壁和底部的大型附着生物群落分为4个群组,其中浮标底部基本上可归成1个群组,但浮标侧壁之间差异较大。单因子相似性分析和相似性百分比结果则显示,浮标侧壁和底部的生物群落结构存在明显差异,蔓足类和刺胞动物应是造成该差异的主要因素。总体来看,浮标底部相对于浮标侧壁更易被大型附着生物污损。     

近海测波多传感器优化配置模拟与设计研究

研究了测波浮标中GPS传感器和加速度传感器共同作用下对近海测波的影响。介绍了测波浮标数据采集系统的基本框架和硬件设计;为提高测波浮标系统的测量精度,对多传感器进行了优化配置和信息的融合处理,并通过仿真验证了该设计性能的优越性。     

GNSS海洋浮标海面高程动态不确定度研究

为全面准确地评定GNSS(Global Navigation Satellite System)海洋浮标测得瞬时海面高程的动态不确定度,根据GNSS海洋浮标的工作原理、系统组成及数据处理方法,提出了针对具体测量过程的瞬时海面高程动态不确定度评定方法。将浮标动态测量过程分解为静态测量过程的集合,采用GUM(Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement)方法建立了测量模型,详细分析和计算了静态测量过程中瞬时海面高程的不确定度分量:GNSS高程不确定度、GNSS天线高程改正不确定度和高程异常不确定度,最后合成瞬时海面高程的动态标准不确定度和动态扩展不确定度。使用该方法对近海GNSS浮标测量结果进行了动态不确定度评定,验证了此方法的可行性,也为评价GNSS浮标测量结果质量提供了有效依据。     

神经网络方法在上海沿海海浪预报中的应用

基于WAVEWATCHⅢ(WW3)模式预报结果,结合上海沿海3个浮标站的观测资料,利用BP神经网络方法,对WW3模式的有效波高和平均波向预报结果进行训练并分别建立了预报模型。结果表明:(1)对有效波高,BP预报对近岸地形复杂的洋山浮标和近海的黄泽洋浮标有明显的改进,而对外海的海礁浮标改进效果不明显;(2)对平均波向,BP预报对洋山浮标有明显的改进,对黄泽洋浮标略有改进,对海礁浮标基本无改进。     

SBF1—1型近海遥测波浪仪简介

应用浮标测量海洋波浪是近十几年来国外广泛采用的测波手段之一。SBF1—1型近海遥测波浪仪即是一种定点的具有弹性系留系统的遥测波浪浮标。它主要适用于沿海台站、港口码头及海上石油平台等处测量波浪的波高和周期。浮标通过天线连续发射波浪信号,岸站接收系统可连续或定时接收记录。     

基于Linux的气象水文浮标采集系统设计及实现

为了获取海洋连续稳定的气象和水文数据,作者设计了基于Linux的气象水文浮标采集系统,多线程同时测量海面的气象参数（温度、湿度、气压和风速、风向）和海下的水文参数（不同深度的水温和盐度）,监控浮标的电压、漏水和开舱状态,测量和监控原始数据自动备份到系统的数据库,通过CDMA/GPRS或卫星与岸站接收系统通信,实现采集数据实时回传、自动备份和数据补发功能。目前已经在近海和远海各布放2套,气象数据和水文数据采集与接收正常。实验结果表明,该方案解决了近海和远海的海洋气象数据和水文数据的同时采集与传输,具有高度的可扩展性,获取的海洋气象和水文数据连续稳定可靠。     

三锚式浮标综合观测平台的研究和应用

在我国近海海域渔业活动频繁的情况下,为实现具有实时、连续、长期和稳定特征的近海海洋水体剖面观测,满足海洋科学研究对剖面水体数据的需求,通过借鉴目前我国近海广泛使用的10 m大型综合观测浮标的优点,在结构和稳性方面进一步优化,设计完成直径15 m的三锚式浮标综合观测平台,该平台通过在浮标中间预留中央透水井,使用绞车上下驱动多参数观测设备实现水体剖面的实时、连续、长期和稳定观测,并通过三锚式锚泊方式有效避免了剖面观测设备与固定锚系的缠绕问题,同时还具有智能判断、远程监控等功能,是一种新型的近海水体剖面观测平台。经过在我国东海海域一年的试验性观测表明,三锚式浮标综合观测平台整体运行效果良好,取得大量的水体剖面观测数据,在我国近海具有广泛的适用性。     

基于AquaBuOY波能转换器的技术特性研究

文章描述了IPS浮标和瑞典软管泵技术结合的AquaBuOY点吸式波能转换器结构的设计理念和性能模拟,计算了用于准确地预报近海发电厂性能参数和经济学的AquaBuOY临界特性,并略述了马考湾(Makah Bay)近海示范发电厂的经验和数据结果.     

美国近海海洋观测实验室及其对我们的启示

近海海洋环境对国家的社会经济发展和环境安全十分重要,完善的近海海洋观测、研究与服务系统,是发展海洋经济和建设海洋强国的重要支撑条件。文章介绍了美国Rutgers大学的近海海洋观测实验室(COOL)的建设及运行情况,重点介绍了其技术特色、开展的海洋科学研究、提供的信息产品与服务以及承担的教育功能,并据此对我国海洋观测系统的建设提出几点粗浅的看法。     

用表层漂流浮标对海上溢油实时跟踪和监测的方法

一种适用于近海使用的表层漂流浮标,利用GPS定位,通过GSM/CDMA网络传输数据,是一种准确实时、成本低廉的环境监测和海流、污染跟踪工具。文章介绍几种溢油跟踪监测方法和特点、表层漂流浮标的设计及其在溢油漂移轨迹跟踪中应用的特点。