國家海洋技術中心 「漂流式海氣通量浮標」比測應用獲重大突破

在國家海洋局業務項目和青島海洋科學與技術試點國家實驗室「鰲山科技創新計劃」項目持續支持下，國家海洋技術中心王斌博士團隊對「漂流式海氣通量浮標」進行了自主創新研發，並在2018年5月份西北太平洋黑潮延伸體海域的綜合海試比測和試應用中取得了重大成果。截至目前，6枚該型浮標連續在位運行40餘天，遠程調整3種採樣頻率（10分鐘、30分鐘和60分鐘1次）實時獲取海氣界面氣象水文數據13000餘組，數據實時成功接收率99%以上。

完成首次國際比測實驗，觀測數據質量達到國際先進水平。

圖1. KEO浮標（左）和漂流式海氣通量浮標（右）

北京時間2018年5月10日， 2枚漂流式海氣通量浮標搭載東方紅2號黑潮延伸體調查航次成功在國際標準錨系浮標（KEO浮標，圖1）周邊布放，並開展海上現場比測試驗，比測試驗過程海面有效波高3～3.5米，該型浮標在自由漂流狀態下的觀測數據與KEO浮標觀測數據高度一致（圖2），量化的比測結果充分驗證了該小型漂流觀測平台的觀測科學性和準確性，浮標觀測數據質量達到國際先進水平，實現了海氣界面關鍵氣象水文參數的漂流觀測。

圖2.漂流式海氣通量浮標原始數據與KEO浮標觀測數據比對

註：250和380為漂流式海氣通量浮標編號；紅色和棕色圓點為浮標漂流軌跡；漂流式海氣通量浮標觀測數據為10分鐘1次的原始數據，KEO數據為延時1小時1次數據；截止目前，KEO浮標只有1天的觀測數據供比測用，其中海表面溫度數據缺失；漂流式海氣通量浮標隨洋流逐漸遠離KEO浮標，紅色方框範圍內浮標軌跡點為比測位置。

經歷氣旋和大浪過程考驗，具備高等級海況下正常觀測能力

浮標在海試期間經歷了1次氣旋過程和1次大浪過程，最大觀測風速22.3米/秒，最大波高6米，整個觀測過程浮標結構狀態和觀測性能穩定，充分驗證了該小型漂流觀測平台在惡劣海況下的生存能力和觀測可靠性，突破了小型類單柱體浮標的姿態控制技術。

創新觀測應用，國際首次成功開展中尺度渦漂流組網觀測

2018年5月13日至26日，國家海洋技術中心王斌博士項目團隊與本次科考首席科學家、中國海洋大學陳朝暉教授及其團隊合作利用4枚該型浮標對中尺度渦渦心、內圈、外圈進行同步、高頻、高時空解析度的漂流組網漂流觀測（圖3），實時採集中尺度渦（暖渦）環境下的海氣界面氣象水文數據，為中尺度渦環境下的海氣相互作用研究提供一種新型、可靠和有效的觀測手段，助力海洋中尺度過程研究。

圖3. 4枚漂流式海氣通量浮標對目標中尺度渦進行漂流組網觀測

註：左圖中黑框內為中尺度渦位置（根據2018年5月16日衛星海表面高度異常數據反演的相對渦度和地轉流）；右圖為浮標的漂移軌跡。

漂流式海氣通量浮標設備簡介

漂流式海氣通量浮標針對海氣相互作用研究，以海氣界面熱通量和動量通量的觀測需求為目標，是一種體積小、質量輕、易布放、拋棄式的小型海氣界面漂流觀測系統，組網觀測應用將滿足大範圍海氣界面相互作用、全球氣候變化等海洋前沿科學研究的需求；為海洋分析和預報系統提供高質量的海氣界面實時觀測數據；助力提升海上應急機動觀測、海洋環境現場保障、防災減災等預警報能力。

漂流式海氣通量浮標主要採集海表面3米高度的真風速、真風向、氣溫、氣壓、相對濕度等氣象參數和海表面溫度、流速、流向等水文參數，並預留更多種類感測器介面。觀測數據通過銥星或北斗實時傳輸至地面數據綜合處理系統終端，該系統可對觀測數據進行實時接收、存儲、處理、查閱、可視化展示，並可實現與浮標遠程在線通信。

信息來源：國家海洋技術中心；中國海洋報 記者 周超

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