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1、第30卷第4期2011年12月海洋技術(shù)0CEANTECHNOLOGYv01．30，No．4Dec．201l海洋氣象探測基地一浮標黃飛龍，呂雪芹，陳剛(廣東省大氣探測技術(shù)中心．廣東廣州510080)摘要：浮標是海洋氣象探洲的前沿陣地和壁壘。支中分別對海洋浮標探洲系蛻、通訊系統(tǒng)以覆供電系純做了詳知介紹。其中探剝系統(tǒng)對常規(guī)氣象棵洲傳感囂的原理和常規(guī)水文擐洲待感囂的原理進行介紹；通訊系統(tǒng)介紹了浮標常用的幾種通訊方式和各自的優(yōu)娃點：供電方面介紹了儀囂用電限制以灰太陽能供電系統(tǒng)站構(gòu)。從特殊觀潮環(huán)境的角度分析了海洋環(huán)境對浮標系統(tǒng)各個部分的特殊要求。曩后結(jié)合汕尾浮標運行情況．從系統(tǒng)使用和堆擴的角度．對浮標進
2、一步完善提出建議。關(guān)量詞：海洋氣皋；浮標；海洋探刪中圖分類號：P715．2文獻標志碼：B文章編號：1003—2029(2011J04-0046—04I海洋氣象探測的現(xiàn)狀2浮標的探測系統(tǒng)海洋天氣預(yù)報所需要參考的數(shù)據(jù)主要來自氣象衛(wèi)星云圖。近十幾年來，沿海天氣雷達的建設(shè)密集布點，探測范圍可以覆蓋近海數(shù)百公里的區(qū)域，提供了區(qū)域性的高空氣象資料。近幾年來，為了更好地向社會提供沿海氣象預(yù)報與氣候變化服務(wù)，海洋氣象事業(yè)發(fā)展得到了高度的重視．沿海建設(shè)了大量的海島自動氣象探測站，廣東省沿海就建設(shè)了約20個。海島自動站為監(jiān)測臺風與寒流等氣象災(zāi)害提供了寶貴的海面氣象觀測資料。但是海島的分布是固定的，某些關(guān)鍵的海域
3、不一定有海島用于安裝探測設(shè)備，其次海島本身對于海流。波浪等海上水文要素具有巨大的影響。并不適合安裝水文監(jiān)測儀器。海洋氣象資料浮標觀測系統(tǒng)是隨著科學技術(shù)的發(fā)展和海洋氣象監(jiān)測、預(yù)報的需要而迅速發(fā)展起來的新型海洋氣象監(jiān)測設(shè)備。海洋氣象資料浮標觀測系統(tǒng)實現(xiàn)了海洋氣象立體監(jiān)測、簿洋氣象全天候監(jiān)測、海洋氣象無人值守自動監(jiān)測。還以氣象資料浮標的功能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及要完成的使命與同步衛(wèi)星相似，被氣象學家譽為“海洋上的地球同步氣象衛(wèi)星”。因此浮標作為方便布點的氣象探測堡壘具有不可替代的作用Ⅲ。我國從1966年開始起步研制浮標，1976年制成具有使用價值的第一個大型浮標目，而氣象行業(yè)使用浮標進行海洋氣象探測才剛開
4、始。目前，氣象行業(yè)在沿海已經(jīng)陸續(xù)投放了一些浮標，其中廣東有茂名，汕尾。汕頭3個；山東有青島，煙臺，威海，日照，濰坊等，河北有曹妃甸；浙江有舟山浮標；福建則在臺灣海峽建了3個海洋氣象浮標站。海洋氣象資料浮標一般分為水上和水下兩部分∞，水上部分裝有多種氣象要素傳感器，分別測量風速、風向、氣溫、氣壓和溫度等氣象要素；水下部分有多種水文要素傳感器，分別測量波浪、海流、潮位、海溫和鹽度等海洋水文要素。水上部分的探測系統(tǒng)如圖1，根據(jù)不同的科研需要還可以增加更多種類的探測設(shè)備。溫度的測量一般是通過一種特殊的電阻一鉑電阻，鉑電阻的電阻值會隨著溫度的變化而變化。因此。使恒定的電流通過鉑電阻，根據(jù)電壓、電阻與電
5、流的關(guān)系，測量鉑熱電阻兩端的電壓就可以計算出電阻值變化的大小，從而推算出溫度的變化值。且前空氣中相對濕度一般是通過濕敏電容來測量H。該電容兩極之問的介質(zhì)采用對相對濕度非常敏感的高分子材料，電容值會隨著相對濕度的變化而變化。通過測量電容兩極間電容值的變化．可以計算出相對濕度。酐。“m—：哐j!d_坩!一一§一√f-{H、●一■?圈I浮標水上氣象攆翻要素收稿日期：201l—03—12作者筒介：黃飛龍(1980-)．男，工程師，碩士，從事探涮傳感器以及自動控制儀器研發(fā)工作。Email：chasellong@126COln憲第4期黃飛龍，等：海洋氣象探測基地一一浮標47雨量數(shù)據(jù)一般采用翻斗來實現(xiàn)測量
6、。雨量桶里面設(shè)計有兩個精巧的翻斗，一個翻斗的容量是0．1turn雨量。每次裝滿一斗就翻過來換另外一個斗接雨水．翻轉(zhuǎn)的動作觸動計數(shù)開關(guān)，采集器就得到信號，記錄0．1mm。通過不斷的機械翻轉(zhuǎn)觸發(fā)計數(shù)器，采集器就可以累記降雨的總量。紫外線是利用光敏電阻來測量的日。首先太陽光通過濾光片，留下特定頻率段的光，它的波長是200～400nm，這就是紫外線。選用特殊的光敏電阻，它的電阻值會隨紫外線的強度產(chǎn)生線性變化。通過測量電阻的變化計算紫外線強度。能見度可以通過測量大氣消光系數(shù)推算。紅外線發(fā)生器發(fā)射一定強度的紅外線，在它前方的25?！?5噌￡射角內(nèi)接收到的散射光的強度與大氣的消光系數(shù)有某種函數(shù)關(guān)系。因此測
7、量此散射光就可以得到消光系數(shù)。從而計算出能見度。氣象監(jiān)測系統(tǒng)采用風杯式風速傳感器目，風杯的軸轉(zhuǎn)一周，傳感器上的霍爾元件就感應(yīng)并且輸出18個脈沖信號．風速越大，脈沖信號輸出頻率就越高。采集器通過脈沖信號的頻率計算出風速大小。風向的測量則是采用了格雷碼盤和光電電路結(jié)合的方式。風向軸每轉(zhuǎn)過一定的角度，帶動格雷碼盤轉(zhuǎn)動，通過光電電路輸出對應(yīng)的格雷碼，采集器讀出格雷碼就可以知道對應(yīng)的風向角度了。氣壓是采用硅電容壓力傳感
