什么是海基观测?
什么是海基观测?
海洋测量船
海洋测量船也叫海洋调查船,是一种能够完成海洋环境要素探测、海洋各学科调查和特定海洋参数测量的舰船,西方早在19世纪后半叶就认识到海洋测量船的作用并开始改装使用测量船。随着社会的进步、科技的发展和军事的需求,海洋测量已从单一的水深测量拓展到海底地形、海底地貌、海洋气象、海洋水文、地球物理特性、航天遥感和极地参数测量,海洋测量船的作用日益突出。
美国拥有的海洋测量船型号多、技术新。1989~1994年短期内装备了6艘现代化测量船(USNS系列)之后,又迅速在两年时间内建造了6艘更先进的5000吨级中远海测量船,每艘船上都装备了浅海回声测深仪、深海回声测深仪、海底浅层剖面仪、浅海多波束系统、深海多波束系统、多普勒声学测流仪、侧扫声呐、全球定位系统、遥控潜水器、重力仪、磁力仪等20多种海洋测量设备和多个测量工作站,可以详尽准确地探测海底地形、海底地貌、海底浅层剖面、海底表层地质等多种要素,在一些中型以上的测量船上还配置有海洋生物和海洋特性等专项调查设备。长期在我国南海活动的“无暇”号是美国海洋测量船的典型代表,其中配有约20名水手,10名技术人员和20名海军人员,装备有大型拖曳阵声纳,可以有效探测和跟踪安静型舰艇,此外,美国海军在航空母舰上也装有先进的测量设备。
俄罗斯的海洋测量船较多,几乎每两三年就造一艘,吨位也比较大,俄罗斯大型测量船常年保持全球海域活动,海洋作业项目是综合性的,主要有海洋测量、救生、地质、气象、水文,生物和化学等方面,搭载的测量设备数量多,但指标和功能一般,不如美、日等国先进。
日本海上自卫队和海上保安厅管辖有20多艘各类测量船,包括“二见”级、“明石”级和“明洋”级等系列,数量位居世界前列,部分由军方管理,部分由地方部门管理。其中“明洋”号装有海底地形测绘系统,通过高频声呐进行海底地形测绘与海底地质探测,配合传感器以及声速仪等测量装备,可快速测量深度与大面积海底地形,建立三维空间海底图像,舰上还配备先进的磁力探测仪,通过水下磁力的对比,就能立刻分辨因潜艇水下活动造成的磁力异常,达到探测敌方潜艇的目的。日本测量船装备的测量设备都很先进,更新速度很快。日本测量船近来频频在周边国家近海出没,主要是探测这些地区海流等情报,这些情报可用作诸如潜艇巡航所需要的水文数据。此外,日本借助测量船成果已出版了1:20万和1:50万的大陆架海底地形图。日本无论是在测量船队的数量上,还是在最新的测量技术上,都努力保持海洋大国的地位。
浮标
浮标监测分布面广、测量周期长,已经成为海洋和水文监测的主要手段。浮标集计算机、通信、能源、传感器测量等技术于一身,成为科技含量较高的科技综合体。
法国研制出带溶解氧式传感器的新型浮标Provor CT。该浮标由“法国海洋开发研究所”(IFREMER)与MARTEC集团合作研制,以满足ARGO国际研究计划的需要。最大深度可达2000m,可以预设漂浮深度和时间。浮标通过预先设定的程序,提供所处海洋环境的有关状况,收集有关含盐量、温度和压力的参数。浮标浮出水面之后,通过AR-GOS卫星将数据传出。浮标潜入水中的周期为十天。可以从一艘船上采用一般施放浮标的抛出器向海洋中施放,也可以采用专用的投放箱进行施放。
挪威在欧共体尤里卡海洋计划支持下,研制和开发的SEAWATCH系统主要用于小区域的生态环境监测和预报,配有相应的应用软件,其中使用的TOBIS浮标,带有多种适于生态环境监测的传感器和仪器。
剖面探测漂流浮标
该项技术是上世纪90年代初的重大成果,它的出现催生了国际“阿尔戈”(ARGO)计划,解决了全球次表层温盐同步观测的难题。美国、法国相继研制了几种剖面浮标,最大设计深度2000m,设计工作寿命4~5年。
“阿尔戈”浮标指用于建立全球海洋观测网的一种专用测量设备。Argo是英文“Array for Real-time GeostrophicOceanography”的缩写,其中文含义为“地转海洋学实时观测阵”。它可以在海洋中自由漂移,自动测量海面到2000m水深之间的海水温度、盐度和深度,并可跟踪它的漂移轨迹,获取海水的移动速度和方向。ARGO全球海洋实时观测网是1998年,由美国、法国和日本等国家大气、海洋科学家推出的一个大型海洋观测计划,设想在全球大洋中每隔300km布放一个由卫星跟踪的剖面漂流浮标(即ARGO剖面浮标),总计为3000个,组成一个庞大的ARGO全球海洋实时观测网,以便快速、准确、大范围地收集全球海洋0~2000m上层的海水温度和盐度剖面资料,有助于更细致地了解大尺度实时海洋的变化,提高气候和海洋预报的精度,有效防御全球日益严重的气候和海洋灾害(如飓风、台风、龙卷风、冰暴、洪水和干旱,以及风暴潮、赤潮等)给人类造成的威胁。
中国Argo计划自2002年初组织实施以来,已经在太平洋、印度洋等海域投放了155个Argo剖面浮标,有78个浮标仍在海上正常工作。