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海洋气象观测技术发展趋势 来源:中国气象报社 日期:2022年11月16日09:03

解决大洋上大气和海洋观测资料不足的问题,国际上有两个发展趋势。一是提高卫星遥感能力,发射多颗携带新型遥感器的卫星(如 EOS 系列卫星),应用多波段和主被动结合等技术改进气象和海洋卫星的遥感能力,同时发展卫星资料同化技术与模式。二是针对重点区域和特定天气海洋现象或科学研究目标,开展加强观测,例如 TOGA-COARE科学试验中使用多艘科考船、多架次飞机和浮标系统组网观测;由于该科学试验促进了厄尔尼诺研究与预测,使得热带观测阵列(TAO)的锚定浮标得以部署和长期运行。

扩大全球和区域海洋气象与环境观测的时空覆盖度,需要多国多机构多个观测网络之间展开协作。2004年以来,中国科学院南海海洋研究所在国内组织实施了一系列南海北部开放航次计划,对南海海流和海气相互作用进行观测研究;同时与中国气象局广州热带海洋气象研究所及广东省气象局等单位合作建立了固定站进行长期观测记录,还部署了锚定和漂流浮标等,从而建立起一个覆盖南海的中尺度水文和海洋气象观测网络。

随着卫星导航、无人驾驶、卫星通信和传感器技术的发展,近10年来科技人员已研发了基于无人水面艇(USV)和自动水下航行器(AUV)的海洋水文与气象观测系统,具有自动部署、长航时、人员安全等优点。例如,美国 Liquid Robotics公司于 2007年研制了一款长航时自主航行的水面无人艇(wave glider),2009年开始正式启用。2014 年 4 月,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)与Liquid Robotics 公司签署了多项旨在提高海洋天气预报和海洋环境监测能力的合作协议。2016年 8月,Liquid Robotics 公司与日本相关部门合作在日本周边海域部署8艘无人船,组成了日本海首个无人船气象海洋观测网并投入业务运行,为日本相关部门提供实时气象和海洋监测数据。美国Saildrone公司与海洋科学技术基金会(MSTF)合作,研制了一款自动驾驶双体帆船(SD1),可以完全利用风帆推进航行。

近10年来,无人海洋航行器(UMV)的研发与应用在国内也蓬勃开展起来,从无人水面艇到深海水下滑翔机的海上实验与应用受到媒体关注与报道。

使用新型海洋穿浪器无人驾驶平台的海洋气象水文探测技术是当前的主要发展趋势之一,为国际上各大海洋观测组织和计划所关注。2017年,海洋学和海洋气象学联合技术委员会协调并建立了海洋穿浪器网站,以更好地收集、处理和利用全球穿浪器获取的资料。

(作者:陈洪滨 马舒庆 责任编辑:张林)



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