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第十三集漂浮的海洋观测站
说到浮标
我们通常会想到那种漂浮在水面上
用于指示航道
标出浅滩暗礁的航标
其实除了作为航标的浮标之外
还有一类浮标
它们就像人类布设在海中的一个个观察哨
夜以继日的为我们提供有关海洋水文
水质和气象的各种信息
海洋浮标有很多种
有的固定在某个地点
称为毛细浮标
有的随着洋流在全球漂流
称为漂流浮标
有的则潜在水下
又称为潜标
漂浮在海面的观测站浮标的主体其实就是一个漂浮在水上的搭载各种观测传感器的平台
靠一套锚和锚链牢牢固定在海中
即使风浪很大也不会移位
浮标通过浮体提供正浮力
保证连接水下浮体的缆绳在波浪翻滚的海面上保持直立紧绷状态
不被侵覆
浮标通常被设计成圆盘形
这是由于圆盘形的浮标重心很低
稳定性非常好
且它的吃水面很大
能紧贴水面
具有很好的随波性
有利于准确观测波浪的起伏高低情况
如果在一片海域中布设多个浮标
就可以形成一个观测网
著名的阿尔戈计划就是一个全球海洋观测试验项目
通过三十多个国家的合作
在全球大洋中布放了数千个可以下潜上浮
随着洋流漂流的浮漂
形成了一个全球海洋观测网
活动的前标与浮标漂浮在水面上不同
前标细薄于海面以下
并可通过声学释放装置被回收
具有观测海洋内部水下环境
不同深度剖面参数的能力
并具有隐蔽性好
不易被破坏的优点
传统的前标一般将浮体安置在固定的水深中
只能实现单点观测
要想实现多水深观测
必须布放更多的前标
为了克服这种缺陷
科研人员研发了活动式毛细剖面技术
它包括两种方法
一种是通过在细流前标的连接缆上安装自动升降剖面测量仪
将观测传感器集成在一个中性浮力的载体中
并安事先设定好的程序
沿连接缆绳上下往返做爬行式移动
就像小猴子爬树一样
忽上忽下
另一种是通过在海床上安装绞车
利用绞车上的定滑轮带动连接浮体的缆绳在海水中上下移动
相应的
夹在传感器的浮体也在水体中往返运动
这样前标就可对海洋不同水深剖面的水纹
水质
生物等环境参数进行测量
减少了测量仪器数量
简化了布防回收工作
浮标的供电
毛细浮标可以通过太阳能面板或小型风机给主浮体上的传感器供电
而主浮体上传感器所采集的数据则通过射频或卫星通信传输至岸上实验室
而前标由于淹没在水下
以前只能通过电池供电
数据也只能存储在传感器内部
等到回收后才能读取
由于不能长时间供电和实时数据传输
因此需要较为频繁的定期更换和维护
现在有了光纤电缆连接的海底观测网
可以将前标与之连接
从而实现电源的持久供给和实时通信
浮标和前标组成的海上漂浮的观测站
可以在恶劣的海洋环境条件下
无人值守的长期
连续 同步
自动的对海洋气象
水文 水质
生物等主要素进行全面综合监测具有其他海洋调查方法无法替代的作用
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