觀測(cè)科學(xué)、準(zhǔn)確、可靠  觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平

    在自然資源部業(yè)務(wù)項(xiàng)目和青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室“鰲山科技創(chuàng)新計(jì)劃”項(xiàng)目的支持下，中心王斌博士項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)“漂流式海氣通量浮標(biāo)”（下文簡(jiǎn)稱浮標(biāo)）進(jìn)行了創(chuàng)新性研發(fā)，并在近期西北太平洋黑潮延伸體綜合海上試驗(yàn)中取得了重要成果：浮標(biāo)觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量達(dá)到國(guó)際水準(zhǔn)，浮標(biāo)具備高海況生存和正常觀測(cè)能力，國(guó)際首次成功開(kāi)展中尺度渦漂流組網(wǎng)觀測(cè)應(yīng)用。截至目前，6枚浮標(biāo)連續(xù)在位運(yùn)行60余天，遠(yuǎn)程調(diào)整3種采樣頻率（10分鐘、30分鐘和60分鐘1次）實(shí)時(shí)獲取海氣界面氣象水文數(shù)據(jù)16000余組，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)成功接收率99%以上。

 

觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平

    北京時(shí)間2018年5月10日， 2枚該型浮標(biāo)搭載東方紅2號(hào)完成在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)錨系海氣通量浮標(biāo)（KEO浮標(biāo)）周邊布放，并開(kāi)展海上現(xiàn)場(chǎng)比測(cè)，比測(cè)過(guò)程中海面有效波高3～3.5米，該型浮標(biāo)在自由漂流狀態(tài)下的觀測(cè)數(shù)據(jù)與KEO浮標(biāo)觀測(cè)數(shù)據(jù)高度一致（圖1），量化的比測(cè)結(jié)果充分驗(yàn)證了該小型漂流觀測(cè)平臺(tái)的觀測(cè)科學(xué)性和準(zhǔn)確性，浮標(biāo)觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

 

具備高等級(jí)海況下正常觀測(cè)能力

    北京時(shí)間2018年5月13日，浮標(biāo)在海試期間經(jīng)歷了1次氣旋過(guò)程和1次大浪過(guò)程，最大觀測(cè)風(fēng)速22.3米/秒，最大波高6米，整個(gè)觀測(cè)過(guò)程浮標(biāo)結(jié)構(gòu)狀態(tài)和觀測(cè)性能穩(wěn)定，浮標(biāo)姿態(tài)控制良好，充分驗(yàn)證了該小型漂流觀測(cè)平臺(tái)在惡劣海況下的生存能力和觀測(cè)可靠性。

 

國(guó)際首次成功開(kāi)展中尺度渦漂流組網(wǎng)觀測(cè)

    2018年5月13日至26日，中心王斌博士項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與本航次首席科學(xué)家、中國(guó)海洋大學(xué)陳朝暉科研團(tuán)隊(duì)合作國(guó)際首次利用4枚該型浮標(biāo)對(duì)中尺度渦渦心、內(nèi)圈、外圈進(jìn)行同步、高頻、高時(shí)空分辨率的漂流組網(wǎng)漂流觀測(cè)（圖2），實(shí)時(shí)采集中尺度渦（暖渦）環(huán)境下的海氣界面氣象水文數(shù)據(jù)，為中尺度渦環(huán)境下的海氣相互作用研究提供一種新型、可靠和有效的觀測(cè)手段，將有效提高對(duì)海洋中尺度過(guò)程的研究。 

    科學(xué)的觀測(cè)方法、高精度的測(cè)量、高可靠性的平臺(tái)和成功組網(wǎng)應(yīng)用表明“漂流式海氣界面浮標(biāo)”小型海氣界面觀測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)獲得突破，設(shè)備成熟度高，組網(wǎng)應(yīng)用可以低成本獲取大面積海域的高時(shí)空分辨率海氣界面觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了海氣界面關(guān)鍵氣象水文參數(shù)的漂流觀測(cè)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外技術(shù)空白，為海洋分析與預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、海洋環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)保障和海氣相互作用、氣候變化等重大科學(xué)問(wèn)題研究提供了一種高效費(fèi)比的觀測(cè)手段。

圖1.漂流式海氣通量浮標(biāo)原始數(shù)據(jù)與KEO浮標(biāo)觀測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)

注：250和380為漂流式海氣通量浮標(biāo)編號(hào)；紅色和棕色圓點(diǎn)為浮標(biāo)漂流軌跡；漂流式海氣通量浮標(biāo)觀測(cè)數(shù)據(jù)為10分鐘1次的原始數(shù)據(jù)，KEO數(shù)據(jù)為延時(shí)1小時(shí)1次數(shù)據(jù)；截止目前，KEO浮標(biāo)只有1天的觀測(cè)數(shù)據(jù)供比測(cè)用，其中海表面溫度數(shù)據(jù)缺失；漂流式海氣通量浮標(biāo)隨洋流逐漸遠(yuǎn)離KEO浮標(biāo)，紅色方框范圍內(nèi)浮標(biāo)軌跡點(diǎn)為比測(cè)位置。

圖2. 4枚漂流式海氣通量浮標(biāo)對(duì)目標(biāo)中尺度渦進(jìn)行漂流組網(wǎng)觀測(cè)

注：左圖中黑框內(nèi)為中尺度渦位置（根據(jù)2018年5月16日衛(wèi)星海表面異常數(shù)據(jù)反演的相對(duì)渦度和地轉(zhuǎn)流）；右圖為浮標(biāo)的漂移軌跡。