烟台船舶自动气象站测风数据可用性初探.pdf

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1、2014年第4期第34卷山东气象2014年12月总第140期烟台船舶自动气象站测风数据可用性初探姜俊玲，李刚，张孝峰，章火宝，刘学萍（烟台市气象局，山东烟台264003）摘要：为进一步改造船舶自动气象站、提高其测风监测数据质量，对航行在烟台北部海域的渤海轮渡公司的5条客滚船和北海救助局的5条救助船上的船舶自动站的测风探测数据与海岛站气象数据进行了多角度对比分析，发现，渤海轮渡5艘船舶站航行时风速异常偏大，不能使用。船在港口停泊时，风速正常，但不能代表海面风。救助局船舶站风速无明显异常，可参考使用。据此提出了双GPS改造的合理化建议。渤海金珠轮进行双GPS改造后，异常值明显下降。关键词：船舶

2、站；测风；双GPS中图分类号：P412文献标识码：B文章编号：1005–0582（2014）04–0054–04引言1船舶气象观测站测风原理渤海海峡是连接中国东北地区与华东地区船舶气象站采用了江苏无线电科学研究所的捷径，被誉为黄金水道。受天气的影响，大风、有限公司研制的ZQZ-A型船舶自动气象站，可以寒潮等灾害性天气多发，给船舶航行带来很大的在船舶航行时连续观测海面的气温、海表温度、安全隐患。其中，大风天气是对海上运输威胁最气压、湿度、风向、风速、太阳辐射和能见度等[1]大的灾害性天气。目前，对船舶站测风数据的气象要素，提供实时气象数据和经纬度，并按规[2][3]1准确性和可用性的研究依然

3、较少。为了检验船定的数据文件格式存储数据。船舶自动气象站[3]6舶自动气象站资料的可用性，烟台市气象台开展一般安装在船舶的桅杆、航向灯杆上。均经过了对船舶站测风数据的对比检验。研究成果已被相应检测。风向风速测量仪主要由风向风速传感中国气象局行业专项《船舶站基本构成技术设计器、数据采集器组成。风向风速传感器是将风向与应用》所采用。检验方法是将长岛的风力数据风速这两个物理量转换为电信号。数据采集器将与船舶站同时刻的风数据做定量比较，从而对船风向风速输出的电信号进行处理、计算、存储、[4]舶站测风数据的准确性做一初步判断。参证站长输出。船舶气象站与普通气象站的主要区别在岛气象站坐落在黄海、渤海的

4、分界线上，地处渤于船舶气象站加装了航向航速测量仪。航向航速海海峡南部，是渤海海峡南部唯一的国家基本气测量仪一般采用单GPS定位和电子罗盘相结合象站，仪器经过定期检验，数据可靠，代表性好，的方式来实现，GPS提供船舶所处位置的经纬测得的大风数据可以较为真切地反映海面风力度、GPS时间、海拔高度、航向、航速、磁偏角实况。等信息，电子罗盘提供船舶的航向角信息。经纬收稿日期：2014-03-10资助项目：公益性行业（气象）科研专项项目（GYHY201106006）、山东省科技发展计划项目（2011GSF12002）和山东省气象局气象科研项目（2010sdqxz03）共同资助作者简介：姜俊玲（197

5、5—），女，汉族，山东蓬莱人，硕士，高级工程师，主要从事中尺度气象学研究工作。·54·度信息可对船舶进行定位，GPS标准时间可对系海轮渡船舶纬度的变化，代表船舶的移动。统进行对时，而其他信息用来计算系统的真风向[3]8和真风速数据。加装了航向航速测量仪的船舶自动气象站可以将船本身的航向航速扣除，从而给出大气的真实风速，也就是真风向和真风速。船舶在航行时，会产生一种风向与船舶运动方向相反、风速与船速相等的风，称为船风，船风采用高精度的GPS来测量。真风与船风的合图2参证站长岛和救助局船舶的相对位置成，称为视风。在安装风传感器时，传感器的指（渤海轮渡船舶位于烟台到大连航线）北线方向与船首向一致

6、，因此在船舶航行中，测2.1渤海轮渡5艘船舶站数据与长岛站数据对风传感器测到的是相对风，即其风向是以船首向比分析为参考方向的（图1）。视风风向和船首向的参考金珠轮与长岛站同时刻的风速对比发现（图方向都是真北，相对风风向的参考方向是船首3），与长岛站较为一致的风速变化不同，金珠轮向，视风与相对风仅在风向上有差别，差为船航的风速变化有比较明显的周期性，周期持续的时向。为了得到真风的数据，需要对传感器测到的间约5h。渤海金珠轮作为来往于烟台到大连之间相对风进行处理。的客滚船，航行时间约5h。对比金珠轮的纬度变化可以看出，风速增大的周期均出现在船航行的阶段。也就是说，当船航行的时候，无论环境风场大

7、还是小，船舶站测得的风速均异常偏大，船航行的方向与环境风场的风向相同或相反时，船舶站测得的风速增大的幅度也不同，逆风时，风速增大的幅度比顺风时大。11日凌晨，受冷空气影响，渤海、黄海风速增强，为安全起见，金珠轮停航，此时金珠轮为静止状态，受港口的遮蔽图1船舶自动气象观测站风的数据取得原理图作用，测得的风速均小于长岛。当金珠轮出现62船舶站与海岛站风速数据对比分析级以上大风时，原因可能是航行所致，不能代表海上出现6级以上大