无所不知的小“小白龙”

2019-04-25

百科探秘·海底世界 2019年2期

我们常说，海洋就像一个喜怒无常的小孩儿，时而风和日丽，时而狂风暴雨：海洋也像一位神秘的智者，身怀绝技，需要人们一点点去探索。为了摸清海洋的脾气，解开更多关于它的秘密，人们想了很多办法去观测海洋、收集资料，建立海洋资料浮标就是办法之一。这种浮标是一个无人值守的自动海洋观测站，主要包括锚系浮标（如表面锚系浮标和潜标）及自由漂浮浮标（如表面漂流浮标和Argo浮标）两大类。其中，锚系浮标是指将浮标锚定于海洋特定的位置，可以对锚定位置海区进行自动、长期、连续的观测;自由漂浮浮标则是一种在海面或一定深度海里随海流漂动的浮标，可以对所到区域进行自动、连续的观测，但它属于一次性使用浮标。以上这两类海洋资料浮标都能长期、连续地为海洋科学研究、海上石油（气）开发、港口建设和国防建设等收集所需的海洋水文、水质、气象资料，特别是能收集到调查船难以收集的恶劣天气及海况的资料。

今天要为同学们介绍的这个浮标系统属于表面锚系浮标，它拥有一个神气的名字——白龙浮标。

一分钟了解白龙浮标

白龙浮标是我国第一个面向深海大洋开展业务化观测的综合系统，自2010年以来已经成功布放在东印度洋和安达曼海，是继美国大气与海洋局（NOAA）的TAO/ATLAS浮标、日本地球一海洋科学与技术机构（JAMSTEC）的TRITON浮标之后，世界上第三个深海气候观测浮标系列，它标志着我国业务化海洋观测系统真正从近海走向深海大洋，同时，它也是我国唯一的在“印度洋海洋观测系统”国际计划中的46个浮标之一，自此我国成为在全球海洋观测系统（GOOS）中继美国、日本后第三个开展深海浮标业务化观测的国家。业务化观测的浮标组成了全球热带锚系浮标阵列。

白龙浮标不仅可以观测海表气温、气压、风速风向、相对湿度、雨量、长波和短波辐射等参量，还可以通过电磁技术实时采集海洋表层至深层海水的温度、盐度、海流、溶解氧等重要海洋参数。采集到的现场数据可通过卫星通信实时向岸站发送，实时处理并进行全球共享。共享后的观测数据将应用到世界各大业务预报中心的资料同化系统中，为改进全球天气和气候尺度的预报、预测发挥作用。2016年12月22日，白龙浮标东经100°和南纬8°站位的数据实时上传全球电信系统（GTS）网络，实现了全球数据共享，为世界各大业务化预报中心提高预报精度做出了自己的贡献。

它们组成了白龙浮标

白龙浮标是由浮标体、锚系系统、能源系统、气象传感器、水文传感器、数据采集控制系统与通信系统组成的。

那么，各组成部分的作用都是什么呢？

浮标体为浮标系统提供浮力，同时也是气象传感器的搭载平台。我们可将它想象成一个橡皮筏，搭乘着主要设备在海上晒太阳。

锚系系统将浮标系统固定在海里，无论风浪多大，都能保证浮标系统稳固地坚守在岗位上。

能源系统为浮标系统提供能量，我们可將它想象成浮标的消化系统，将吸收到的太阳能转化为电能，分配给全身使用。

气象传感器与水文传感器相当于浮标的眼睛、鼻子和耳朵，能够感知大气和海洋环境的变化。

数据采集控制系统控制整个浮标系统的运作，指挥气象和水文传感器的工作并记录传感器感知的数据，指挥浮标系统与地面站的通信。它相当于整个浮标系统的大脑，非常厉害。

通信系统负责浮标系统与外界的联系，通过类似打电话或发短信的方式将浮标记录的各种数据发送给地面站。地面站再将收到的数据通过网络分享给科学家，科学家就能用这些实时监测数据做很多事情，比如预报天气、预测气候变化等。

白龙浮标竟如此厉害

气候变化是关乎我国乃至全世界可持续发展的重要因素。做好海洋环境监测和预报工作，对防灾减灾、发展海洋经济、进行海上军事活动等具有重大意义，可以说，这是关乎国计民生和国土安全的大事。白龙浮标打破了美国、日本这些发达国家的技术垄断，是中国目前唯一一个提供实时数据上传到全球电信系统的浮标，也是中国唯一一个进入全球海洋观测系统的浮标。白龙浮标问世后，许多人曾对其稳定性和可靠性提出质疑，通过与美国ATLAS、TFLEX浮标的对比测试，结果显示白龙浮标的各项数据均表现优异。此外，白龙浮标已经实现数据实时回传，通过我国自主开发的数据接收平台，在手机上就可以实现对数据的实时监控。