18028010413海洋浮標是一種部署于近海和外海的自動(dòng)氣象觀(guān)測平臺,被譽(yù)為臺風(fēng)來(lái)臨前的“海上哨兵”。常見(jiàn)的氣象浮標按系留方式分為錨碇型(固定錨定在特定海域)和漂流型(隨海流漂移)兩種。錨碇型浮標通過(guò)錨鏈固定在海面,長(cháng)期、穩定地監測所在海域的各項海洋氣象要素。漂流型浮標則可機動(dòng)部署到臺風(fēng)路徑附近,甚至進(jìn)入臺風(fēng)中心外圍,獲取關(guān)鍵的實(shí)時(shí)觀(guān)測數據。在臺風(fēng)靠近我國之前,沿海布設的錨碇浮標不斷提供前方實(shí)時(shí)數據預警,如同前哨為氣象部門(mén)捕捉臺風(fēng)的第一手信息。
一個(gè)海洋氣象浮標通常由浮標本體、錨系系統、傳感器觀(guān)測系統、數據采集與通信單元、供電裝置等部分組成。浮標依靠浮力漂浮在海面,錨系確保其大致定位不隨波逐流(漂流型則無(wú)錨系)。供電系統通常采用太陽(yáng)能電池板配合蓄電池,保障浮標長(cháng)期連續運行;通信系統利用衛星或無(wú)線(xiàn)電,將觀(guān)測數據實(shí)時(shí)傳回岸基接收站。浮標身軀小巧卻耐用,能經(jīng)受鹽霧侵蝕、狂風(fēng)巨浪等嚴酷海況。在臺風(fēng)肆虐的海面上,這些浮標不間斷地工作,第一時(shí)間記錄風(fēng)、浪、氣壓等變化,為預報人員提供寶貴的信息支持。
浮標上的主要傳感器類(lèi)型
海洋氣象浮標上搭載著(zhù)多種傳感器,同步監測大氣和海洋環(huán)境的關(guān)鍵要素[5]。這些傳感器包括(但不限于)以下幾種:
·氣壓傳感器:用于監測大氣壓力的變化。臺風(fēng)中心通常伴隨顯著(zhù)的氣壓降低,浮標記錄到氣壓驟降可指示臺風(fēng)眼或強度變化。氣壓數據對于判斷臺風(fēng)強度等級和位置十分關(guān)鍵——氣壓越低,往往意味著(zhù)臺風(fēng)強度越強。
·風(fēng)速風(fēng)向傳感器:用于測量近海表面空氣的風(fēng)速和風(fēng)向。臺風(fēng)來(lái)臨時(shí)風(fēng)力劇增,風(fēng)向隨臺風(fēng)旋轉而變化。浮標上的風(fēng)速計和風(fēng)向標可以實(shí)時(shí)捕捉狂風(fēng)的強度和方向變化,幫助描繪臺風(fēng)的風(fēng)場(chǎng)結構。例如,持續增大的風(fēng)速和特定的風(fēng)向切變,可反映臺風(fēng)靠近及其移動(dòng)方向。
·溫度傳感器:包括空氣溫度傳感器和海水溫度傳感器??諝鉁囟扔嫳O測臺風(fēng)帶來(lái)的氣溫變化,而海表溫度計則測量海水表層溫度。海溫是臺風(fēng)能量的來(lái)源,實(shí)時(shí)海溫數據有助于判斷臺風(fēng)是否會(huì )增強或減弱。同時(shí),溫度傳感器配合濕度傳感器,可反映臺風(fēng)環(huán)流中的濕熱環(huán)境。
·海浪高度傳感器:用于測量海面波浪的高度(波高)和周期等。臺風(fēng)經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì )激起巨浪,浮標上的測浪儀能夠記錄波高驟升的過(guò)程。例如,波高數據能揭示臺風(fēng)造成的狂浪程度,有助于發(fā)布海浪警報和評估風(fēng)暴潮風(fēng)險。
·GPS定位裝置:浮標通常配備GPS模塊,用于精準確定和跟蹤其地理位置。這不僅確保浮標觀(guān)測數據帶有準確的定位信息,也能監視漂流浮標的移動(dòng)軌跡。例如,當臺風(fēng)強風(fēng)將漂流浮標吹動(dòng)時(shí),GPS數據可以顯示臺風(fēng)路徑和洋流流向對浮標的影響。雙GPS配置還能提高定位可靠性,保障浮標在惡劣天氣中的定位不中斷。
上述傳感器協(xié)同工作,使浮標成為一個(gè)綜合的小型海上氣象站。它們實(shí)時(shí)感知著(zhù)臺風(fēng)所到之處的氣象海洋條件變化,并將海面的風(fēng)、氣壓、溫度、波浪等信息源源不斷地收集起來(lái)。
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