水下滑翔机的海洋应用

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1、水下滑翔机的海洋应用Oceanapplicationoftheunderwaterglider1,21,2,34庞重光,连喜虎,俞建成(1.中国科学院海洋研究所,山东青岛266071;2.中国科学院海洋环流与波动重点实验室,山东青岛266071;3.中国科学院研究生院,北京100049;4.中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁沈阳110016)中图分类号:P733文献标识码:A文章编号:1000-3096(2014)04-0096-05doi:10.11759/hykx20120625001[5]水下滑翔机是一种依靠浮力驱动、以

2、锯齿形轨洋侦察和搜索,以及航行辅助等。迹航行的新型水下移动观测平台,具有制造成本与1.1水下滑翔机观测及其优势使用费用低、续航能力强、自主可控等特点,已经逐[1]利用水下滑翔机进行海洋环境观测,可以直接渐成为一种有效的海洋观测平台。或间接获得如下海洋环境参数。直接测量参数包括水下滑翔机是一种新型的海洋环境观测平台,基本和可扩展参数2种。基本海洋参数如:海水深度近年来在国内外受到了极大的关注。1995年以来,美[2][3][4]温度盐度(CTD);可扩展参数如:海水浊度、pH值、国先后研制出Slocum、Seaglider和Sp

3、ray等多叶绿素含量、溶解氧含量、营养盐含量、海水湍动种水下滑翔机,并于2003年前后逐步实现产品化。混合、海洋中的声波等等。在水下滑翔机上加载高法国(Sea-Explorer、STERNE)、日本(ALBAC)、加拿[5]频流速剖面仪,如在Seaglider上加载1MHzAqua-大等国家也都开展了水下滑翔机的相关研究工作。doppProfiler,在其下潜过程中,可进行高精度海洋2003年中国科学院自动化研究所开展了水下滑翔机[8]湍动测量。在Sea-Explorer水下滑翔机上安装声波基础研究工作,2008年成功地研制出

4、我国自主知识探测器和记录仪,可以收集海洋中哺乳动物发出的产权的水下滑翔机工程样机。十二五期间,中国科学声波,并对其进行评估。间接获得的海洋参数主要是院自动化所、天津大学、中国海洋大学和华中科技[9]海水流速的估计,包括:滑翔深度平均的海水流大学等4家单位正在开展不同驱动类型水下滑翔机速、表层流速以及垂向流速。滑翔深度平均的海水的研发攻关。另外,浙江大学、上海交通大学、国家流速由航迹推算位移与实际位移之差估算;在海表海洋技术中心以及中船重工集团702研究所等单位也面,通过相隔约7~9min的2个全球定位系统(Global开展了一

5、些与水下滑翔机相关的研究工作。PositioningSystem,GPS)定位,可估算表层流速;通水下滑翔机适合于较大范围、长时间、垂直剖过期待下潜速度与实际下潜速度之差,可给出显示面连续的海洋环境观测,已经成为一种通用的海洋内波与深层湍动混合活动的垂向流速的估计;联合环境观测平台,并在实际海洋环境观测计划中得到高度计测量数据,可以诊断出锋面区垂向流速。应用。如在目前正在进行的西太平洋国际海洋观测水下滑翔机与其他海洋观测设备相比,具有明计划:SouthwestPacificCirculationandClimateEx-[6]

6、显的优势。相比于船基海上调查,其调查成本相对较periment(SPICE),NorthwesternPacificOceanCir-culationandClimateExperiment(NPOCE)[7],以及低,特别是现在高油价时代更具意义;其观测具有OriginoftheKuroshioandMindanaoCurrent(OKMC),均单列了利用水下滑翔机进行特别任务观测。收稿日期:2012-09-09;修回日期:2013-03-111水下滑翔机海洋观测及其类型基金项目:国家重大科学研究计划(2012CB95600

7、4);国家自然科学基金(61233013)水下滑翔机的应用领域极其广泛,包括:物理,作者简介:庞重光(1973－),女,山西榆社人,研究员,博士,主要从事悬浮物质输运与循环研究。电话:0532-82898609,E-mail:化学,生物海洋学,战术海洋学,长周期、大范围海chgpang@qdio.ac.cn96海洋科学/2014年/第38卷/第4期更高的空间分辨率,例如当下潜水深500m时,其测需要特别指出:SPRAY水下滑翔机2007年在吕宋岛量空间分辨率小于3km;而且由多个水下滑翔机组与台湾岛之间,即18～24N,在

8、西边界流强流区,成的观测阵列可以进行大范围、长时间跨度的不同进行了多次断面观测,其观测水深1000m,持续时[12]断面的准同步观测,克服船基调查站位有限、时间跨间最长达5个月。该类型观测的缺点是与拖曳式度小的缺点。相比于中性浮标如ARGO浮标等,其CTD测量相比,速度不到其