海洋气象探测基地—浮标.pdf

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1、第30卷第4期2011年12月海洋技术0CEANTECHNOLOGYv01．30，No．4Dec．201l海洋气象探测基地一浮标黄飞龙，吕雪芹，陈刚(广东省大气探测技术中心．广东广州510080)摘要：浮标是海洋气象探洲的前沿阵地和壁垒。支中分别对海洋浮标探洲系蜕、通讯系统以覆供电系纯做了详知介绍。其中探剥系统对常规气象棵洲传感嚣的原理和常规水文擐洲待感嚣的原理进行介绍；通讯系统介绍了浮标常用的几种通讯方式和各自的优娃点：供电方面介绍了仪嚣用电限制以灰太阳能供电系统站构。从特殊观潮环境的角度分析了海洋环境对浮标系统各个部分的特殊要求。曩后结合汕尾浮标运行情况．从系统使用和堆扩的角度．对浮标进

2、一步完善提出建议。关量词：海洋气皋；浮标；海洋探删中图分类号：P715．2文献标志码：B文章编号：1003—2029(2011J04-0046—04I海洋气象探测的现状2浮标的探测系统海洋天气预报所需要参考的数据主要来自气象卫星云图。近十几年来，沿海天气雷达的建设密集布点，探测范围可以覆盖近海数百公里的区域，提供了区域性的高空气象资料。近几年来，为了更好地向社会提供沿海气象预报与气候变化服务，海洋气象事业发展得到了高度的重视．沿海建设了大量的海岛自动气象探测站，广东省沿海就建设了约20个。海岛自动站为监测台风与寒流等气象灾害提供了宝贵的海面气象观测资料。但是海岛的分布是固定的，某些关键的海域

3、不一定有海岛用于安装探测设备，其次海岛本身对于海流。波浪等海上水文要素具有巨大的影响。并不适合安装水文监测仪器。海洋气象资料浮标观测系统是随着科学技术的发展和海洋气象监测、预报的需要而迅速发展起来的新型海洋气象监测设备。海洋气象资料浮标观测系统实现了海洋气象立体监测、簿洋气象全天候监测、海洋气象无人值守自动监测。还以气象资料浮标的功能、系统结构以及要完成的使命与同步卫星相似，被气象学家誉为“海洋上的地球同步气象卫星”。因此浮标作为方便布点的气象探测堡垒具有不可替代的作用Ⅲ。我国从1966年开始起步研制浮标，1976年制成具有使用价值的第一个大型浮标目，而气象行业使用浮标进行海洋气象探测才刚开

4、始。目前，气象行业在沿海已经陆续投放了一些浮标，其中广东有茂名，汕尾。汕头3个；山东有青岛，烟台，威海，日照，潍坊等，河北有曹妃甸；浙江有舟山浮标；福建则在台湾海峡建了3个海洋气象浮标站。海洋气象资料浮标一般分为水上和水下两部分∞，水上部分装有多种气象要素传感器，分别测量风速、风向、气温、气压和温度等气象要素；水下部分有多种水文要素传感器，分别测量波浪、海流、潮位、海温和盐度等海洋水文要素。水上部分的探测系统如图1，根据不同的科研需要还可以增加更多种类的探测设备。温度的测量一般是通过一种特殊的电阻一铂电阻，铂电阻的电阻值会随着温度的变化而变化。因此。使恒定的电流通过铂电阻，根据电压、电阻与电

5、流的关系，测量铂热电阻两端的电压就可以计算出电阻值变化的大小，从而推算出温度的变化值。且前空气中相对湿度一般是通过湿敏电容来测量H。该电容两极之问的介质采用对相对湿度非常敏感的高分子材料，电容值会随着相对湿度的变化而变化。通过测量电容两极间电容值的变化．可以计算出相对湿度。酐。“m—：哐j!d_坩!一一§一√f-{H、●一■⋯圈I浮标水上气象撵翻要素收稿日期：201l—03—12作者筒介：黄飞龙(1980-)．男，工程师，硕士，从事探涮传感器以及自动控制仪器研发工作。Email：chasellong@126COln宪第4期黄飞龙，等：海洋气象探测基地一一浮标47雨量数据一般采用翻斗来实现测量

6、。雨量桶里面设计有两个精巧的翻斗，一个翻斗的容量是0．1turn雨量。每次装满一斗就翻过来换另外一个斗接雨水．翻转的动作触动计数开关，采集器就得到信号，记录0．1mm。通过不断的机械翻转触发计数器，采集器就可以累记降雨的总量。紫外线是利用光敏电阻来测量的日。首先太阳光通过滤光片，留下特定频率段的光，它的波长是200～400nm，这就是紫外线。选用特殊的光敏电阻，它的电阻值会随紫外线的强度产生线性变化。通过测量电阻的变化计算紫外线强度。能见度可以通过测量大气消光系数推算。红外线发生器发射一定强度的红外线，在它前方的25。～45噌￡射角内接收到的散射光的强度与大气的消光系数有某种函数关系。因此测

7、量此散射光就可以得到消光系数。从而计算出能见度。气象监测系统采用风杯式风速传感器目，风杯的轴转一周，传感器上的霍尔元件就感应并且输出18个脉冲信号．风速越大，脉冲信号输出频率就越高。采集器通过脉冲信号的频率计算出风速大小。风向的测量则是采用了格雷码盘和光电电路结合的方式。风向轴每转过一定的角度，带动格雷码盘转动，通过光电电路输出对应的格雷码，采集器读出格雷码就可以知道对应的风向角度了。气压是采用硅电容压力传感