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我國開展無人艇觀測試驗

來源:中國氣象報   發布時間:2019年05月28日08:39
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中國氣象報記者 簡菊芳

  5月6日,2019年海上無人艇觀測試驗在廣東省茂名市電白海洋基地啟動。此次觀測試驗由中國氣象局氣象探測中心、上海臺風研究所、中科院大氣物理研究所、廣州熱帶海洋氣象研究所聯合組織,將開展海面風向、風速、溫度、壓強、濕度、海水鹽度等方面的觀測。在完成一個月的近海觀測試驗后,無人艇將轉向500公里以外的遠海開展觀測試驗。

  本報記者為此采訪了氣象探測中心專家,深入解讀此次觀測試驗的特點和意義。

  持續性,多艇探測試驗

  5月6日,電白海洋試驗基地。

  3.4米長、1.6米寬的無人艇以每小時5公里的速度在近海“游蕩”,艇上搭載了自動氣象站以及海溫、海鹽、波浪儀等海上氣象探測設備。無人艇探測到的海洋表面風向、風速、氣溫、濕度、氣壓、海溫、鹽度等數據,可實時上傳至海洋試驗基地、氣象探測中心、中科院大氣所,為海洋觀測資料積累以及海洋氣象研究、預報等提供有力支撐。技術人員還可以通過手機軟件隨時查看無人艇觀測數據和無人艇狀態數據。

  今年無人艇海洋氣象觀測試驗的強度、密度遠高于前兩年:今年有3條到4條艇同時開展試驗;從5月初開始,整個試驗將持續到10月。首先在近海開展連續一個月的觀測試驗,然后無人艇自動航行到遠海,開始遠海觀測試驗。通過穩定性考驗后,無人艇有可能開展臺風探測。

  臺風的能量源于海水和大氣,海水溫度、鹽度等因素都會影響臺風的強度和路徑;海氣的能量交換對于臺風發展、生消都具有極為重要的意義。近年來,臺風路徑預報準確率有較大提高,但是強度預報進展不明顯,主要是缺乏海氣能量觀測等數據。

  首次完成夜航,24小時連續航行

  太陽能無人艇由中科院大氣所設計,為我國首創。無人艇通過太陽能供電,續航能力超過180天;具備自動駕駛、自動探測和數據自動傳輸等功能;其工作模式為航行模式、定位模式和漂流模式,可靠性、航行能力較強,且設備成本相對低廉。目前,國外還沒有類似的海洋探測設備,美國主要采用海面滑翔機、波浪航行器等海洋探測設備,其航行速度遠低于太陽能無人艇。

  從5月15日起,無人艇電源管理系統顯示,太陽能電池開始為蓄電池充電,蓄電池電壓上升。至此,無人艇完成了24小時連續航行,首次實現了用白天剩余電量開展夜航的目標,這是一個巨大突破,也標志著我國無人艇的太陽能利用水平達到新高度。

  實際上,去年4月至今,研究人員一直在對無人艇進行改進,使其探測能力、航行能力和供電系統性能達到更高水平。

  使用成本低,可布局構成海洋洋面觀測網

  我國擁有300萬平方公里海洋國土面積,1.8萬公里大陸海岸線,壯大海洋經濟、加強海洋資源環境保護、維護海洋權益事關國家安全和長遠發展。

  目前,我國的海上觀測主要布設在幾十公里的近海大陸架上。此外,還有一些海島自動站和海上浮標,海上站點稀少,海洋觀測資料嚴重不足。而美國等國家在全球有幾千個站點開展全球洋面觀測。

  要實現海洋強國戰略,海洋探測手段是基礎。從提高氣象預報業務能力的角度看,全球洋面定點觀測的實現,將為海洋天氣預報、海上臺風預報和海洋發展提供支持。從全球海洋發展看,海上探測手段的豐富,將為海洋資源開發利用和國家安全戰略提供基礎支撐。

  無人艇使用太陽能動力,能夠遠距離、長航時及在復雜海況條件下工作,可開展連續、實時的海面氣象觀測以及中下對流層的氣象探空探測,實現實時數據和指令傳輸以及工作狀態的監控。其設備成本、運行成本和維護成本相對低廉,數據獲取方式相對簡單,是我國海洋氣象探測手段的創新性成果。將來,無人艇還可以在遠海布局組網,形成海上定點觀測網,改變我國海洋探測能力弱的局面。

  (責任編輯:欒菲)

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