基于全球导航卫星系统和铱星通讯的表面漂流浮标设计及其试验性应用
2021-11-02陈红霞杨望笑林丽娜窦银科
陈红霞,杨望笑,林丽娜*,窦银科
(1. 自然资源部第一海洋研究所,山东 青岛 266061;2. 青岛海洋科学与技术试点国家实验室 区域海洋动力学与数值模拟功能实验室,山东 青岛 266237;3. 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室,山东 青岛 266061;4. 太原理工大学电气与动力工程学院,山西 太原 030024; 5. 中国极地研究中心,上海 200136)
近几十年来,随着卫星跟踪和定位技术的发展,越来越多的卫星跟踪浮标被用以开展海洋观测,主要类型有卫星跟踪表面漂流浮标和ARGO剖面浮标等[1]。卫星跟踪表面漂流浮标主要用以开展表层海流的观测,其中Argos表面漂流浮标是目前应用最为广泛的。
卫星跟踪表面浮标采用拉格朗日海流观测方式[2],由于其具有成本低廉、体积小、便于投放作业等特点,可实现自动采集海洋水文气象数据、自动定位与数据传输的功能[3],在海洋上层环流观测与研究上得到广泛应用。从海洋环流和海洋物质输运的角度而言,这种方法是表层流场研究中一种直接而有效的手段[4]。
20世纪80年代,随着热带海洋和全球大气计划(Tropical Ocean Global Atmosphere Program,TOGA)及世界大洋环流实验(World Ocean Circulation Experiment,WOCE)的广泛开展,尤其是在WOCE计划中设立表层流速计划(Surface Velocity Program,WOCE-SVP)后,很多国家在其进行的海洋调查中开始大量使用 Argos表面漂流浮标[4]。
在南北两极及其附近的高纬度海域,受海况恶劣、冰情复杂、作业船只相对较少等条件的制约,当前布放在这一海域的表面漂流浮标非常稀少。鉴于高纬度海域流冰撞击或者海冰冻结将直接威胁到漂流浮标标体的安全、环境温度较低带来额外电力供应负担等因素,在这一海区布放的漂流浮标不仅直接影响到布放成功率,而且布放成功后的浮标平均生命周期与开阔海域相比也普遍较短。……
