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我国在“魔鬼西风带”布放浮标经受考验

发布时间:2019-06-17 22:28 来源:未知 编辑:admin

  今年元旦期间,我国第35次南极考察队在南大西洋布放了我国首个西风带环境监测浮标。该浮标由国家海洋技术中心自主研制完成,布放后运行稳定。

  国际上,在南大洋西风带布放浮标获取长期观测数据罕有先例。这一“中国制造”对我国海洋观测有哪些意义?在研发过程中,克服了哪些困难?目前我国在哪些海域布放了海洋环境浮标?对此,记者采访了韩家新。

  韩家新:西风带,又称暴风圈,是行星风带之一,它位于南北半球的中纬度地区,在南半球更为明显。由于南大洋是一片开阔海域,印度洋、大西洋、太平洋在这里交汇,无陆地阻挡,西风受到的摩擦力小,海水畅流无阻,流速极快,形成了环绕南极洲由西向东的西风漂流,是全球海洋环流系统中最强劲的洋流。西风带是全球海、气、冰相互作用的重点海域,是全球水循环、热循环、碳循环的重要组成部分,对全球气候变化研究和气象海洋预报具有重要意义。但由于其气象、海洋环境恶劣,目前国际上现场资料较少,尤其是实时观测数据严重缺乏,因此亟需在该海域进行气象、海洋数据的实时观测。此次西风带环境监测浮标的布放对推动我国气象、海洋、环境变化研究,提升我国海洋话语权均具有重要意义。

  主持人:国际上在南大洋西风带布放浮标获取长期观测数据罕有先例,为什么?技术中心在研制该浮标的过程中,克服了哪些困难?

  韩家新:“咆哮西风带”是人们对南半球西风带的形象称呼。这里常年盛行5级~6级西风和5米~6米涌浪,7级以上的大风天气全年各月都可达7天~10天,已有观测资料的最大风速达每秒35米。且该海域流速快且厚度很大(从海面一直延伸到2000米~4000米深度),流幅最宽可达2000千米,具有巨大的流量和能量。因此在该海域开展系统观测研究投入巨大,极端恶劣的环境也对观测技术提出了苛刻要求。

  西风带海域的海浪不仅会直接摧毁浮标结构、供电设备和观测设备,还会因浮标系统长期处于交变载荷的状态,直接影响数据采集控制系统和浮标结构的使用寿命。项目组成员在保证浮标具备良好观测功能的前提下,对浮标系统进行了优化设计,并在技术中心动力环境实验室、环境检测与可靠性实验室进行了大量试验,验证其系统可靠性与稳定性,保证“西风带环境观测浮标”具有良好的工作性能。

  目前,只有美国的伍兹霍尔海洋研究所在西风带海域成功布放过锚系浮标。此次我国布放的西风带浮标,数据有效接收率达到95%以上。截至目前,已经历了3次低压气旋过程,最大风速近每秒25米,实测波浪高达10米,浮标仍在位正常运行,各类数据接收稳定。可以说,目前我国在极端环境浮标技术方面已经达到了国际领先水平。

  主持人:近年来,技术中心自主研发了哪些海洋环境浮标?这些浮标都布放在哪些地区?

  韩家新:目前,技术中心已研发了多种类型的海洋环境浮标,尺度上主要包括6米、3米、2.4米和2米等多种型号,功能上有通用型的水文气象观测浮标,也有专用型的海洋生态水质监测浮标、波浪浮标、海啸浮标、冰界面观测浮标和应急核辐射监测浮标等,基本形成了浮标的谱系化。

  目前技术中心研发的浅海浮标主要分布于天津、广州、大连、深圳、秦皇岛等地周边海区,深海浮标主要布放于南海水深4000米左右的海区,各类在位运行浮标数量已达100多套,覆盖了我国沿海各海域。

  技术中心是最早承担海洋环境监测浮标研制的单位,多年来通过了国家“863计划”、省部级重大课题、国家及地方海洋业务系统能力建设项目等多次检验。

  经过科研攻关和不懈努力,我国的海洋环境监测浮标从无到有,种类从少到多,技术从弱到强,初步建立了区域性的海洋资料浮标网,能够满足沿海海域业务化运行的需求,总体水平与国际相当。在今后的科研工作中,中心将继续开展智能化浅海浮标、深海浮标、专用型浮标等的建设,扩大海洋观测范围,填补重点海域的浮标观测空白。

  韩家新:目前,我国已经基本完成了近岸海洋环境监测浮标组网的布局,但相对我国300万平方公里的管辖海域来说还远远不够。其中海洋灾害高风险区、海上突发事件频发区、海洋开发利用高强度区、海上权益热点维护区、海上生产和开发活动频繁区将是海洋环境监测浮标的重点布放海域。

  随着我国“一带一路”倡议在全球的推广实施,海洋权益维护活动、运输通道安全等,都需要及时、准确地获取和利用海洋观测信息,提升海洋环境保障能力。因此,“海上丝绸之路”沿线重点区域也将是海洋环境监测浮标的重点监测海域。

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