海洋监测技术 15 发展需求.ppt

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1、1我国海洋监测发展需求我国海洋监测发展需求2我国海洋环境科技存在的主要问题：我国海洋环境科技存在的主要问题：海洋环境观测能力薄弱，对临近深海大洋环境规律认识海洋环境观测能力薄弱，对临近深海大洋环境规律认识较浅，海洋环境的评估和预测能力不足，海洋环境信息较浅，海洋环境的评估和预测能力不足，海洋环境信息服务和应用水平较低。服务和应用水平较低。海洋环境恶劣，海洋环境观测技术要求高、难度和风海洋环境恶劣，海洋环境观测技术要求高、难度和风险大，我国的立体海洋环境观测系统尚处于发展阶段。险大，我国的立体海洋环境观测系统尚处于发展阶段。总体，我国海洋监测数据不足，相比发达国家，海洋监总体，我国海洋监测数据不

2、足，相比发达国家，海洋监测技术落后，卫星观测及通信仅处于起步阶段，无海洋测技术落后，卫星观测及通信仅处于起步阶段，无海洋环境动力卫星。环境动力卫星。3建设高效、立体、全时的海洋环境监测与预报体建设高效、立体、全时的海洋环境监测与预报体系，是海洋开发利用和各类海上活动安全的基本系，是海洋开发利用和各类海上活动安全的基本保证。保证。4一、海洋动力环境实时立体监测系统技术一、海洋动力环境实时立体监测系统技术 以水下监测技术为核心，发展立体、中远距以水下监测技术为核心，发展立体、中远距离监测技术，开发与长期监测和实时数据传输有离监测技术，开发与长期监测和实时数据传输有关的技术，以适应国家对海洋动力环境

3、要素监测关的技术，以适应国家对海洋动力环境要素监测的需要。的需要。5海洋动力环境实时立体监测系统技术海洋动力环境实时立体监测系统技术 1 1、海洋动力环境立体监测动态信息服务集成示范、海洋动力环境立体监测动态信息服务集成示范系统系统 研究目标：研究目标：以监测海洋以监测海洋动力环境动力环境为目的，集成本专为目的，集成本专题开发的新技术和已有成果，提高我国海洋动力题开发的新技术和已有成果，提高我国海洋动力环境的环境的实时立体监测能力实时立体监测能力，建立实时数据收集、，建立实时数据收集、处理和信息服务的示范系统。处理和信息服务的示范系统。67海洋动力环境实时立体监测系统技术89浮标海洋资料浮标：

4、海洋资料浮标：锚泊于远离海岸的预定站位，长期、连续、自锚泊于远离海岸的预定站位，长期、连续、自动地监测风、气温、气压、水温、波浪、海流等海洋水文、气动地监测风、气温、气压、水温、波浪、海流等海洋水文、气象要素的海洋水面环境监测系统。可布放于象要素的海洋水面环境监测系统。可布放于30-4000m深的海深的海域。域。漂流浮标：漂流浮标：由标体和水帆两部分组成，标体是一在水上漂浮的由标体和水帆两部分组成，标体是一在水上漂浮的密封容器，内装卫星发射机和测温传感器、电池等。用缆绳与密封容器，内装卫星发射机和测温传感器、电池等。用缆绳与之连接的筒状水帆在欲测流层。水帆带动标体在大海自由漂流，之连接的筒状水

5、帆在欲测流层。水帆带动标体在大海自由漂流，借助借助ARGOS卫星系统定位及传输观测的水文参数，地面端可卫星系统定位及传输观测的水文参数，地面端可实时接收。用于拉格朗日法测量海流及海水温度等参数。实时接收。用于拉格朗日法测量海流及海水温度等参数。海洋潜标系统：海洋潜标系统：进行长期、定点、连续海洋剖面测量的海洋水进行长期、定点、连续海洋剖面测量的海洋水下环境监测系统。可布放于下环境监测系统。可布放于35-4000M深海域，配置不同的水深海域，配置不同的水下监测设备，进行海流、海流剖面、海水温度、电导率等要素下监测设备，进行海流、海流剖面、海水温度、电导率等要素和声学遥控释放回收。和声学遥控释放回

6、收。10浮标 光学浮标：光学浮标：是发展我国是发展我国“立体、中远距离海洋监测高技术立体、中远距离海洋监测高技术”的重要组成部分。与我国的重要组成部分。与我国2001年发射的唯一一颗海洋水年发射的唯一一颗海洋水色卫星相配套的，是专门用于对比卫星所观测的光谱数据。色卫星相配套的，是专门用于对比卫星所观测的光谱数据。海洋光学遥测浮标由一套锚系、两个标体组成，总重近海洋光学遥测浮标由一套锚系、两个标体组成，总重近3吨。其中一个标体缩携仪器用于测量可见光在海水表层的吨。其中一个标体缩携仪器用于测量可见光在海水表层的透光量，另一个标体测量不同深度海水中的可见光和海底透光量，另一个标体测量不同深度海水中的

7、可见光和海底反射光的数据，所有数据定时自动观测并通过无线电信号反射光的数据，所有数据定时自动观测并通过无线电信号传输回地面进行分析处理，这个浮标可大大提高进行实测传输回地面进行分析处理，这个浮标可大大提高进行实测观测对比的效率和准确性。观测对比的效率和准确性。11光学浮标进展 主要研制适用于海洋光学测量的浮标体及系统集成，高主要研制适用于海洋光学测量的浮标体及系统集成，高光谱、多光谱水下辐照度和辐亮度测量，多光谱海面辐光谱、多光谱水下辐照度和辐亮度测量，多光谱海面辐照度测量，高光谱水体吸收和散射系数测量，水下光学照度测量，高光谱水体吸收和散射系数测量，水下光学仪器窗口防污染，浮标数据连续自动采

8、集，浮标仪器窗口防污染，浮标数据连续自动采集，浮标-真光真光层以及浮标层以及浮标-岸机实时通信，以及光学浮标数据处理和岸机实时通信，以及光学浮标数据处理和应用分析等技术。应用分析等技术。12 3、大型海洋环境多层监测浮标关键技术、大型海洋环境多层监测浮标关键技术研究目标研究目标：对现有大型浮标进行技术改进，发展监测气象要对现有大型浮标进行技术改进，发展监测气象要素和多层水文要素的大型浮标技术，其总体性能素和多层水文要素的大型浮标技术，其总体性能达到达到20世纪末的国际先进水平。世纪末的国际先进水平。海洋动力环境实时立体监测系统技术1314成果：自沉浮试中型漂流浮标关键技术研究成果：自沉浮试中型

9、漂流浮标关键技术研究 完成了主要关键技术研完成了主要关键技术研究，实现了浮标自动沉浮、究，实现了浮标自动沉浮、深度控制、剖面测量等功深度控制、剖面测量等功能。课题研制的样机在密能。课题研制的样机在密云水库进行的湖试，结果云水库进行的湖试，结果证明各项性能均达到各项证明各项性能均达到各项指标要求。指标要求。15Argo ARGO计划是全球海洋观测系统中的重要组成部分，它通过在计划是全球海洋观测系统中的重要组成部分，它通过在全球海洋布设大量全球海洋布设大量漂流剖面测量浮标漂流剖面测量浮标，组成一个庞大的，组成一个庞大的ARGO全球全球海洋观测网海洋观测网。由美国等国的大气、海洋科学家，于由美国等国

10、的大气、海洋科学家，于1998年推出的一个全球海年推出的一个全球海洋观察试验项目，旨在洋观察试验项目，旨在快速、准确、大范围收集海洋上层的海水温快速、准确、大范围收集海洋上层的海水温度、盐度剖面资料，以提高气候预报的精度。度、盐度剖面资料，以提高气候预报的精度。我国于我国于2001年年10月正月正式加入国际式加入国际ARGO计划，已分别于计划，已分别于2002年年10月，月，2003年年1月、月、8月在月在西北太平洋海域布放了总计西北太平洋海域布放了总计27枚枚ARGO浮标，其中浮标，其中19枚浮标运行非枚浮标运行非常成功。常成功。存在问题：存在问题：ARGO数据的质量控制、实时和延时数据的分

11、发，以及如数据的质量控制、实时和延时数据的分发，以及如何提高剖面浮标性能和解决传感器、通讯系统等一系列技术问题。何提高剖面浮标性能和解决传感器、通讯系统等一系列技术问题。16 通过引进国际上新一代、先进的沉浮式海洋观测浮标（即通过引进国际上新一代、先进的沉浮式海洋观测浮标（即ArgoArgo剖面浮标），在西北太平洋附近海域构建我国剖面浮标），在西北太平洋附近海域构建我国ArgoArgo大大洋观测试验网，为日后建成洋观测试验网，为日后建成“我国新一代海洋实时观测系我国新一代海洋实时观测系统统(Argo)(Argo)中的大洋观测网中的大洋观测网”提供技术积累和运行、应用经提供技术积累和运行、应用经

12、验；验；加入国际加入国际ArgoArgo计划，共享全球海洋中计划，共享全球海洋中30003000个剖面浮标资料个剖面浮标资料;承办第五次国际承办第五次国际ArgoArgo科学组会议，扩大我国在国际科学组会议，扩大我国在国际ArgoArgo计计划中的影响，提升我国的国际地位；划中的影响，提升我国的国际地位；为我国海洋和气象界承担的相关研究项目提供资料服务，为我国海洋和气象界承担的相关研究项目提供资料服务，丰富我国的海洋环境数据库。丰富我国的海洋环境数据库。中国中国Argo计划的总体目标计划的总体目标:17中国中国Argo计划组织管理结构计划组织管理结构1819Argo浮标浮标自沉浮式剖面探测浮标

13、Argo浮标浮标Argo浮标浮标2021 4、小型多参数海洋环境监测浮标、小型多参数海洋环境监测浮标 研究目标研究目标：研制能够监测近海海洋气象和多层水：研制能够监测近海海洋气象和多层水文要素，便于布放回收、数据实时传输的小型浮文要素，便于布放回收、数据实时传输的小型浮标技术。标技术。海洋动力环境实时立体监测系统技术2223小型多参数海洋环境监测浮标研究进展小型多参数海洋环境监测浮标研究进展 该浮标是一种海洋环境监测系统，该浮标是一种海洋环境监测系统，能锚定于远离海岸或湖泊的预定站位能锚定于远离海岸或湖泊的预定站位上，长期、连续、自动地监测风、气上，长期、连续、自动地监测风、气温、气压、水温、

14、波浪、海流等海洋温、气压、水温、波浪、海流等海洋水文气象要素，为海洋环境监测与预水文气象要素，为海洋环境监测与预报、海洋开发、海洋科学研究和海洋报、海洋开发、海洋科学研究和海洋军事活动提供服务。军事活动提供服务。在青岛朝连岛海域进行海上试验在青岛朝连岛海域进行海上试验,并并取得布放和数据接收一次性成功。这取得布放和数据接收一次性成功。这使我国的海洋环境监测技术达到国际使我国的海洋环境监测技术达到国际先进水平。先进水平。24小型多参数海洋环境监测浮标研究进展小型多参数海洋环境监测浮标研究进展 开展了开展了3m圆盘型多功能监测浮标的研制以及圆盘型多功能监测浮标的研制以及10m圆盘型海洋资料浮标的技

15、术改造工作圆盘型海洋资料浮标的技术改造工作,同时研同时研制成功了极区卫星跟踪水文气象监测浮标制成功了极区卫星跟踪水文气象监测浮标,已在北已在北极地区布放使用。这种小型浮标测量参数多极地区布放使用。这种小型浮标测量参数多,除检除检测海表面水文气象参数外测海表面水文气象参数外,同时还能监测海洋剖面同时还能监测海洋剖面参数。参数。25 5、自持式剖面循环探测漂流浮标、自持式剖面循环探测漂流浮标 研究目标研究目标：研制自持式剖面循环探测漂流浮标，与国际：研制自持式剖面循环探测漂流浮标，与国际Argo计划产品兼容。计划产品兼容。研究内容研究内容：(1)自持式剖面循环探测漂流浮标的水下定深和姿态控制技术；

16、自持式剖面循环探测漂流浮标的水下定深和姿态控制技术；(2)低功耗的动力系统及控制技术；低功耗的动力系统及控制技术；(3)探测传感器与定位系统集成；探测传感器与定位系统集成；(4)数据采集与通讯传输技术。数据采集与通讯传输技术。海洋动力环境实时立体监测系统技术海洋动力环境实时立体监测系统技术26 6、实时传输潜标系统、实时传输潜标系统研究目标研究目标：研制带有水面天线，能够实时传输测量：研制带有水面天线，能够实时传输测量数据的潜标系统。数据的潜标系统。研究内容研究内容：(1)深海深海(大于大于4000m水深水深)潜标系统的专用浮体技术；潜标系统的专用浮体技术；(2)ADCP的数据实时输出技术；的数据实时输出技术；(3)潜标系统数据的水面天线实时传输技术。潜标系统数据的水面天线实时传输技术。海洋动力环境实时立体监测系统技术海洋动力环境实时立体监测系统技术27 7、远程高频地波雷达监测技术、远程高频地波雷达监测技术 研究目标：研究目标：研制远程高频地波雷达系统，满足研制远程高频地波雷达系统，满足远距离、大范围海洋环境监测需要，使我国高频远距离、大范围海洋环境监测需要，使我国高频地波雷达技术与