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我国自研“海洋气象漂流观测仪”为远洋观测提供数据支撑

科技动态 2021-07-28

海洋气象是研究海上大气的物理信息,以及海洋与大气相互作用规律。海洋气象的观测和试验。包括海洋气象观测方法的研究、海洋气象观测仪器和装置的研制、局部或大范围海域的海洋气象的调查研究。

近期,我国自主研发的海洋气象漂流观测仪入驻青海湖开展风云卫星校验。海洋气象漂流观测仪获得18项技术专利,具有完全自主知识产权,其仪器开发、卫星通信技术应用、集海洋水文气象观测于一体等多项技术属于国内首创。

可对气温、气压、风、海表温度、盐度、洋流等气象、水文和海洋要素进行探测,探测数据通过北斗通信技术传输到应用部门。漂流观测仪随着海洋洋流“漂泊”,是远洋最重要的直接观测手段,为国际海洋观测领域所重视。

海洋气象漂流观测仪的气温、气压和海温变化相关系数达0.9,风速变化相关系数达0.83。此外,在东海、南海、西北太平洋开展的10次外海试验中,试验组共布放了41台漂流观测仪,捕捉到6次台风过程。其中,2018年成功进入第六号台风“妮妲”中心,捕捉到台风变化特征气象要素,其海温要素数据可为格点数据校验提供参考;2020年,在“海燕计划”中,与无人机、无人艇配合,为“森拉克”台风中心位置以及强度确定等提供可靠的数据支撑。

水份循环包括大尺度运动的水汽的平流,地表的蒸发,降水和为了模拟水分对流过程所作的人工校正,选择了无任何热容量的完全潮湿的地表作为下边界,初始条件为完全干燥和等温的大气。其北半球平均降雨率的计算结果与布德科求得的年平均降雨的估算值相接近。

海洋是水分循环过程中水的贮藏库,海洋和大气,通过热量、水汽和动量的交换和输送而耦合在一起,最初研究海气耦合模式的是真锅 (1969 年 ) 。近十几年来,这方面的研究已经很多。随着卫星技术的提高,以后可以由卫星提供海温、海面应力资料,和由卫星测定海洋区域的降水率和水汽浓度,将会更大地增强模式对于水圈的计算能力和计算精度。

海洋自古以来就与人类的生产、生活及军事活动密切相关。海底蕴藏着丰富的油气资源和各种稀有矿产,众多的自然灾害,如台风、海啸、地震等都发源于海洋和海底,海洋监测技术作为海洋科学和技术的重要组成部分,在维护海洋权益、开发海洋资源、预警海洋灾害、保护海洋环境、加强国防建设、谋求新的发展空间等方面起着十分重要的作用。随着航天和航空遥感技术的发展,航天和航空遥感技术逐渐应用于海洋探测,形成天基海洋环境遥感。

天基海洋遥感具有观测范围广、重复周期短、时空分辨率高等特点,可以在较短时间内对全 球海洋成像,可以观测船舶不易到达的海域,可以观测普通方法不易测量或不可观测的参量,成为继地面和海面观测的第二大海洋观探测平台,也成为发达国家竭力争夺的海洋高科技之一。

海底观测网海洋科学正经历着从海面作短暂的“考察”到海洋内部作长期“观测”的明显变化。如果把地面与海面看作地球科学的第一个观测平台,把空中遥测遥感看作第二个观测平台,在海底建立的观测系统,将成为第三个观测平台。

海底观测系统是指把观测平台布设到海底,既能向下观测海底,又能通过锚系观察大洋水层,还可以投放活动深海观测站。海底观测网已逐渐成为观测海洋和地球过程的第三种平台,将成为今后理解和预测海洋过程的主要观测方式之一。

海洋水文要素主要包括海水温度、盐度、密度、海流、潮汐、潮流、波浪等。水文观测是指在江河、湖泊、海洋的某一点或断面上观测各种水文要素,并对观测资料进行分析和整理的工作。水文测量为水下地形测量、水深测量以及定位提供必要的海水物理、化学特性参数。如测定海水温度、盐度或密度可以计算声波在水中传播的速度;潮汐观测可为水下地形测量提供瞬时垂直基准;波浪改正可提高测深及定位精度。

新闻来源:中国气象局

作者:覃玮

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