波高、波周期、波向及表层温度长时间测量
“精卫”系列波浪漂流浮标,具有波高、波周期、波向和表层温度长时间测量能力,具有超低成本、实时多要素监测等明显优势。
新一代全球导航卫星系统(GNSS)海洋表层漂流浮标,为大幅提升海洋观测和监测能力提供了新的重大契机。这一海洋技术重大突破近日被刊登在联合国“海洋十年”官方网站。
据OSF项目首席科学家、海洋一所研究员介绍,团队自主研制的新一代GNSS表层漂流浮标,利用GNSS卫星信号,可以精准获取浮标的空间位置、时间、波高、周期、波向、表层流速、表层流向、表层海洋温度、表层海洋盐度、大气水汽含量等10个参数。通过开展十余次现场观测实验,结果显示,该浮标的观测精度与精密测浪设备如“波浪骑士”的差别仅厘米量级,但观测成本却大幅降低,只有国际通用观测设备的10%观测成本是阻碍全球海洋观测系统发展的一个重要因素。
历史上,全球海洋观测发生过3次大的变革:一是1978年海洋水色卫星发射,首次实现了海洋大范围同步观测;二是20世纪80年代开始建立热带海洋浮标阵,建成了全球热带大范围定点连续观测网,极大推进了厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的监测和预测能力;三是本世纪初发展起来的全球地转海洋学实时观测阵(Argo计划),目前全球约有4000个Argo浮标在海洋中运行观测,每10天观测一个剖面,以实现三维海洋的实时监测。“尽管全球无数科技工作者为海洋观测付出了巨大努力,取得了一系列技术突破,然而观测成本高昂仍然是海洋观测面临的瓶颈问题。”海洋一所研究员说。
因此,新一代GNSS表层漂流浮标研制成功,特别是其在降低成本方面的技术创新,意义重大。目前,在联合国“海洋十年”海洋与气候无缝预测(OSF)大科学计划支持下,海洋一所团队研发了多个型号的GNSS浮标,可根据客观需求(如大浪区、内波、海洋灾害等)随时自主加密观测,其推广应用,对于深化对海洋过程的科学认知,提高对海洋和气候的精准预测预报能力具有重要价值。
浮标体材质 | ABS工程塑料 |
浮标体电源开关 | 磁开关 |
定位 | 北斗 |
定位精度 | ≤10m |
传感器 | 波浪、温度或定制 |
数据更新频率 | 默认1小时,参数可设置 |
尺寸 | 直径≤57cm |
标体重量 | ≤13kg |
通信 | 天通/北斗/铱星/天启(可定制) |
工作时间 | 1年以上 |
波浪传感器 | 波高测量范围:20m;精度:0.1m+5%H(H为波高) |
波浪周期测量范围:2~30s;精度:0.5s;分辨率:0.1s | |
波向测量范围:0~360°;精度15°;分辨率:2° | |
可输出海浪功率谱、方向谱 | |
温度传感器 | 测量范围:-2℃ ~ +40℃;精度:±0.01℃/±0.1℃ |
可扩展要素 | 可反演水汽含量、潮位 |
水汽含量测量精度 | 5mm |