当前位置: 观测器 >> 观测器前景 >> 科技动态ldquo海哨兵rdqu
自年以来,“海哨兵”团队主持国家和省部级波浪滑翔器技术相关多项课题,紧紧围绕波浪滑翔器及其应用进行技术攻关。团队分为机械结构设计、控制系统设计、导航算法设计、水动力计算、有限元计算、数据质量控制、卫通与监控设计等不同专业岗位,相互合作,共同攻关,拥有波浪滑翔器的波浪动力转换、导航控制设计、集成拓展应用、远程岸基监控等关键核心技术的自主知识产权。
在年至年期间,“海哨兵”波浪滑翔器完成了8次台风观测。包括年的13、14和15号台风“天鸽”、“帕卡”和“玛娃”,以及年的05、07、11、13和18号台风“丹娜丝”、“韦帕”、“白鹿”、“玲玲”和“米娜”等。如今,30余人的技术开发队伍经近8年的优化改进,完成了从工艺到技术的多次更新迭代,使“海哨兵”波浪滑翔器的工作可靠性得以显著增强。
“白鹿”台风
1
年第11号台风“白鹿”(强热带风暴级)的中心于8月24日早晨5点钟位于我国台湾省鹅銮鼻东偏南方大约公里的巴士海峡海面上(北纬21.1度、东经.6度),中心附近最大风力有11级(30米/秒),中心最低气压为百帕,七级风圈半径~公里,十级风圈半径70~80公里。8月22日23时台风“白鹿”强度升级加强为强热带风暴级,距离台湾省鹅銮鼻东南方向约公里。从卫星云图上看,台风“白鹿”结构比较松散,眼区也不够清晰,强度不是很强,目前主体仍然在海上,距离台湾陆地较远,从图1上看,其西南侧云系发展比较旺盛。
图1台风“白鹿”8月23日8时卫星云图
图2台风“白鹿”轨迹图
观测过程
2
年8月21日0时至年8月25日24时“海哨兵”波浪滑翔器观测台风“白鹿”站位如图3所示。
图3“白鹿”台风观测站点图
风速风向观测
3
在台风过境前,没有强对流天气发生,以偏南风为主,如图4所示,台风侵入后,风向变为东南风或者偏东风。台风过境前天气晴好,风速较小,台风外围云系入侵造成风速加强,随着台风的逼近风速会越来越大,离中心越近风速越大。如图5所示,8月21日至8月23日台风“白鹿”经过时主要是东北风,风速集中在4m/s至8m/s范围。如图6所示,8月23日至8月25日台风“白鹿”经过时主要是东南风,风速集中在8m/s至14m/s范围,风速有明显增强趋势。
图4波浪滑翔器采集8月21日0时至25日24时风速玫瑰图
图5波浪滑翔器采集8月21日0时至23日12时风速玫瑰图
图6波浪滑翔器采集8月23日12时至25日24时风速玫瑰图
气温气压观测
4
如图所示,台风过境前气压较高,台风过境时气压开始降低,由于台风是气旋性天气系统,距离中心越近气压增大,8月24日波浪滑翔器距离台风眼较近,气压有升高的现象。
台风形成后由于中心低气压和巨大的风应力,在海洋上下层之间引起强烈混合和流辐散。通过大风夹卷使混合层深度加深,诱导的上升流强迫表层海水重新分布,使得海表温度(seasurfacetemperature,SST)下降。
SST变化是台风与海洋之间能量交换的关键,是影响台风产生以及强度变化的重要因素;台风引起的低SST会影响台风自身强度以及短期内下一个经过这个区域的台风的强度。
图7波浪滑翔器采集8月23日0时至25日12时气温气压水温图
图8波浪滑翔器采集8月21日0时至23日12时气温气压水温图
图9波浪滑翔器采集8月23日14时至25日24时气温气压水温图
观测结论
5
本次观测中,“海哨兵”波浪滑翔器不间断运行天连续航程公里,平均速度0.米/秒,整个过程运行状态稳定,能够近距离靠近台风,具有极端海况生存能力。“海哨兵”的观测数据显示“白鹿”台风经过时的海面风速明显增强,“海哨兵”采集最大风速为16.8m/s,随着台风靠近,观测气压明显降低,并在气压地低值区形成显著降温区。初步的观测表明,“海哨兵”在“白鹿”台风期间所获取的气温、气压、风速、风向、海表温度等数据具有较高的可信度,能有效地为相关机构开展台风研究和预警提供可靠的观测支撑。
孙秀军,中国海洋大学教授,天津大学机械工程专业工学博士,佐治亚理工学院电气与计算机工程专业公派留学,中国海洋学会海洋技术装备专业委员会委员。连续13年从事各类海洋无人潜航器技术开发,主持承担国家和省部级波浪滑翔器技术相关课题十余项,研究经费逾亿元,内容涉及工作机理研究、关键技术攻关、组网编队控制、海洋观测应用以及工程化/产业化技术等。年获得天津市技术发明一等奖1项,年获得国家技术发明二等奖1项。
相关阅读推荐
工作日志▏“海哨兵”波浪滑翔器西北太平洋漂流记海洋技术▏“黑珍珠”波浪滑翔器青岛近海环境噪声观测应用海洋科技▏“黑珍珠”波浪滑翔器南海台风极端海况观测应用试验科技动态▏“黑珍珠”波浪滑翔器完成“米娜”台风期间观测,数据记录良好科技动态▏“黑珍珠”波浪滑翔器菲律宾海域水文气象自主航行观测报告行业资讯▏“黑珍珠”波浪滑翔器第二次成功中标销售