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我国开展无人艇观测试验

来源:中国气象报   发布时间:2019年05月28日08:39
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中国气象报记者 简菊芳

  5月6日,2019年海上无人艇观测试验在广东省茂名市电白海洋基地启动。此次观测试验由中国气象局气象探测中心、上海台风研究所、中科院大气物理研究所、广州热带海洋气象研究所联合组织,将开展海面风向、风速、温度、压强、湿度、海水盐度等方面的观测。在完成一个月的近海观测试验后,无人艇将转向500公里以外的远海开展观测试验。

  本报记者为此采访了气象探测中心专家,深入解读此次观测试验的特点和意义。

  持续性,多艇探测试验

  5月6日,电白海洋试验基地。

  3.4米长、1.6米宽的无人艇以每小时5公里的速度在近海“游荡”,艇上搭载了自动气象站以及海温、海盐、波浪仪等海上气象探测设备。无人艇探测到的海洋表面风向、风速、气温、湿度、气压、海温、盐度等数据,可实时上传至海洋试验基地、气象探测中心、中科院大气所,为海洋观测资料积累以及海洋气象研究、预报等提供有力支撑。技术人员还可以通过手机软件随时查看无人艇观测数据和无人艇状态数据。

  今年无人艇海洋气象观测试验的强度、密度远高于前两年:今年有3条到4条艇同时开展试验;从5月初开始,整个试验将持续到10月。首先在近海开展连续一个月的观测试验,然后无人艇自动航行到远海,开始远海观测试验。通过稳定性考验后,无人艇有可能开展台风探测。

  台风的能量源于海水和大气,海水温度、盐度等因素都会影响台风的强度和路径;海气的能量交换对于台风发展、生消都具有极为重要的意义。近年来,台风路径预报准确率有较大提高,但是强度预报进展不明显,主要是缺乏海气能量观测等数据。

  首次完成夜航,24小时连续航行

  太阳能无人艇由中科院大气所设计,为我国首创。无人艇通过太阳能供电,续航能力超过180天;具备自动驾驶、自动探测和数据自动传输等功能;其工作模式为航行模式、定位模式和漂流模式,可靠性、航行能力较强,且设备成本相对低廉。目前,国外还没有类似的海洋探测设备,美国主要采用海面滑翔机、波浪航行器等海洋探测设备,其航行速度远低于太阳能无人艇。

  从5月15日起,无人艇电源管理系统显示,太阳能电池开始为蓄电池充电,蓄电池电压上升。至此,无人艇完成了24小时连续航行,首次实现了用白天剩余电量开展夜航的目标,这是一个巨大突破,也标志着我国无人艇的太阳能利用水平达到新高度。

  实际上,去年4月至今,研究人员一直在对无人艇进行改进,使其探测能力、航行能力和供电系统性能达到更高水平。

  使用成本低,可布局构成海洋洋面观测网

  我国拥有300万平方公里海洋国土面积,1.8万公里大陆海岸线,壮大海洋经济、加强海洋资源环境保护、维护海洋权益事关国家安全和长远发展。

  目前,我国的海上观测主要布设在几十公里的近海大陆架上。此外,还有一些海岛自动站和海上浮标,海上站点稀少,海洋观测资料严重不足。而美国等国家在全球有几千个站点开展全球洋面观测。

  要实现海洋强国战略,海洋探测手段是基础。从提高气象预报业务能力的角度看,全球洋面定点观测的实现,将为海洋天气预报、海上台风预报和海洋发展提供支持。从全球海洋发展看,海上探测手段的丰富,将为海洋资源开发利用和国家安全战略提供基础支撑。

  无人艇使用太阳能动力,能够远距离、长航时及在复杂海况条件下工作,可开展连续、实时的海面气象观测以及中下对流层的气象探空探测,实现实时数据和指令传输以及工作状态的监控。其设备成本、运行成本和维护成本相对低廉,数据获取方式相对简单,是我国海洋气象探测手段的创新性成果。将来,无人艇还可以在远海布局组网,形成海上定点观测网,改变我国海洋探测能力弱的局面。

  (责任编辑:栾菲)

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