海洋環(huán)境監(jiān)測平臺技術(shù)

海洋環(huán)境監(jiān)測平臺技術(shù)主要是指以海洋環(huán)境監(jiān)測為目的,為滿足海洋環(huán)境監(jiān)測所需的傳感器以及儀器裝備工作條件和使用環(huán)境而提供的不同平臺技術(shù),海洋環(huán)境監(jiān)測平臺主要包括岸基臺站、浮標、潛標、海床基、水下移動平臺、天基和空基、船基等,是實現(xiàn)海洋監(jiān)測重要保障載體。從20世紀初的岸基臺站、船基的初步應用到錨系浮標研制成功,如今潛標、海床基、水下移動平臺、天基和空基等技術(shù)的發(fā)展,目前海洋環(huán)境監(jiān)測平臺已成為海洋環(huán)境監(jiān)測的重要保障,大部分平臺技術(shù)已較為成熟,在海洋環(huán)境監(jiān)測的業(yè)務化運行方面發(fā)揮著重要作用。

1.岸基臺站

岸基海洋站技術(shù)是在沿海海濱或近海島礁實現(xiàn)海洋環(huán)境監(jiān)測的技術(shù),是發(fā)展最早、最為成熟的海洋環(huán)境監(jiān)測平臺技術(shù)。美國、歐洲和日本等發(fā)達海洋國家的海洋平臺技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平,應用廣泛,功能仍在不斷完善。

海洋發(fā)達國家岸基臺站主要用于開展潮汐、海洋氣象、波浪、水溫和海流觀測。如美國研制的岸基臺站上可以實現(xiàn)潮汐、氣象、水文等要素的監(jiān)測,所建設(shè)的岸基臺站分布于沿岸、島礁、燈塔和碼頭,組成國家潮汐、氣象、波浪、水溫和海流監(jiān)測的監(jiān)測網(wǎng)。這些岸基臺站基本實現(xiàn)了自動化無人觀測,在部分岸基臺站上布設(shè)了高頻地波海洋監(jiān)測雷達,覆蓋范圍涵蓋美國東西海岸,實現(xiàn)了監(jiān)測范圍內(nèi)的海洋環(huán)境監(jiān)測。我國岸基臺站技術(shù)相對也很成熟,布放在沿海島礁、港口碼頭,分布在我國沿海岸線,實現(xiàn)水文、氣象、波浪、海流等要素的監(jiān)測。

岸基臺站技術(shù)未來將以多功能化、工作時間長期化、維護成本低廉化為目標,在相關(guān)的保障技術(shù)及可靠性方面進行長期的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)品研制。

2.浮標和潛標

浮標

浮標包括錨系浮標和漂流浮標。錨系浮標是實現(xiàn)海洋動力環(huán)境、氣象及海洋生態(tài)化學要素長期連續(xù)觀測的主要平臺技術(shù),具有采集數(shù)據(jù)持續(xù)、能夠長期穩(wěn)定監(jiān)測數(shù)據(jù)等特點;漂流浮標是隨海流漂流、自動連續(xù)采集海洋水文、氣象、海流等要素數(shù)據(jù)的小型浮標,具有體積小、重量輕、不受人為限制等特點。

錨系浮標技術(shù)相對成熟,浮標產(chǎn)品種類齊全、測量項目多、海上生存能力強。隨著海洋監(jiān)測需求的發(fā)展,有針對性地研制了各種專用化、小型化浮標,如美國國家資料浮標中心(NDBC)研制的錨系浮標主要有三種:用于幾百至幾千米水深海域的直徑為10和12 m的大型圓盤浮標和6 m圓盤形、船形中型浮標,以及用于近海監(jiān)測的3 m圓盤形小型浮標。近年來浮標技術(shù)的發(fā)展主要集中在供給電源的改進和技術(shù)研究方面,如美國、意大利、以色列、韓國等國研發(fā)了波浪能發(fā)電、太陽能及溫差能等混合供電的新型能源浮標。

漂流浮標技術(shù)以拉格朗日漂流(SVP浮標)技術(shù)為主,研究經(jīng)久耐用、成本低廉、投放方便的漂流浮標是該技術(shù)的發(fā)展焦點。同時研究滿足特殊需求的特種漂流浮標是發(fā)展主體,如近期為滿足海洋氣象學研究的需求,研制出了可測氣壓的氣象漂流浮標、風速風向漂流浮標以及可同時測量風速、風向、氣溫、氣壓和表層水溫及加速度,且加裝了Argos發(fā)射機和GPS的多功能漂流浮標等。

浮標平臺技術(shù)的發(fā)展由結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化逐步轉(zhuǎn)向功能專業(yè)化以及對浮標內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、主控、電源等部分進行改進,呈現(xiàn)出通信手段多元化、組成模塊標準化、供給電源多方式化等特點。