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山东海洋仪器所:新型装备“护驾”海洋经济

行业聚焦点中国仪表网2012年08月26日 16:20人气:725

  内容摘要:随着我国海洋经济的快速发展,我国的海洋装备可谓日新月异。比如,就在上个月,我们研制的大型海洋观测浮标随"雪龙号"科考船顺利布放于北极圈挪威海域,这是该海域第一次采用大型浮标进行海洋环境监测。
  
  “随着我国海洋经济的快速发展,我国的海洋装备可谓日新月异。比如,就在上个月,我们研制的大型海洋观测浮标随"雪龙号"科考船顺利布放于北极圈挪威海域,这是该海域第一次采用大型浮标进行海洋环境监测。”山东省科学院海洋仪器仪表研究所所长刘孟德说。
  
  “不仅如此,我们研制的大气气溶胶激光雷达、志愿船自动测报仪等新型海洋装备也达到了国际先进水平。”近来,我国周边海岛的主权之争接连上演,国人对海洋重要性的认识也随之空前提高。刘孟德表示,21世纪是海洋的世纪,海洋经济有着巨大的潜力,日益成为一个国家或地区发展的重要增长点;新型海洋装备将对推动我国海洋经济建设、维护海洋权益提供有力的产业支撑。
  
  新浮标“试水”北极圈刘孟德说,与布放于近海的海洋浮标不同,此次布放于挪威海的“海气耦合观测浮标”不但“块头”更大了,技术含量也有了质的提升。该浮标直径6米、高15米、重约15吨,可观测大气边界层数据、上层和深层海洋结构的变化数据,实时获取该海域海气热通量、海洋对流混合、海气二氧化碳通量、海洋向大气的物质通量,定量观测该海域海气耦合的季节变化和年际变化。特别值得一提的是,该浮标采用传感器防冻设计,保证传感器在-20℃低温下正常运转,同时引入融冰电路,保证春秋冻融季节仪器表面不结冰;浮标主要传感器及采集通信系统采用双机工作模式,保证系统的可靠性;为适应极区恶劣的环境,浮标系统首次引入风力发电设备,以保证在极夜条件下的能源供应。
  
  该浮标是我国第一次在极区布放的大型海洋观测浮标,也是挪威海第一次采用大型浮标进行观测。浮标布放后,可获取挪威海的海气耦合长期观测数据,了解该海域海气耦合状态的季节变化与年际变化,对全球海洋输送带的时间变化过程、半球尺度远程作用过程进行模拟,并将这些数据加入到全球热盐环流模式和气候预报模式,以改善我国的海洋与气候预报水平,提高气候预报的准确度,增强对国家经济和社会发展的保障能力,为全球气候变化研究做出贡献。
  
  激光雷达“扫描”PM2.5在山东省科学院海洋仪器仪表研究所的实验室里,在工作人员操作下,一台大气气溶胶激光雷达正散发出耀眼的蓝光。据了解,大气中悬浮均匀分布的相当数量的固体微粒和液体微粒(如海盐粉粒、灰尘、烟尘和有机物等多种物质)所构成的稳定混合物,统称为气溶胶粒子。这种雷达是一种主动式的遥感监测设备,在对流层和平流层气溶胶探测方面具有高时空分辨率、高测量精度及三维立体扫描等优势,这是其他探测手段难以比拟的。其可装备于海洋调查船或专用雷达船等,对海上大气气溶胶进行连续、实时、快速的遥感监测,并可快速获得其水平分布和垂直结构,进而获取海上大气气溶胶粒子的浓度、粒子尺度谱分布等相关的物理特性。
  
  “通过建立我国自主的海洋大气气溶胶监测激光雷达网,不但可实现海洋上空大气气溶胶的快速、准确监测及变化趋势预测预警,而且随着我国各地灰霾天气的频繁出现,气溶胶的实时、现场监测(尤其是对粒径小于2.5微米的气溶胶PM2.5的监测)越来越迫切,这种大气气溶胶激光雷达的作用将愈发显现。”刘孟德认为,气溶胶与一些环境问题,如臭氧的破坏、酸雨的形成、烟雾事件的发生等密切相关,作为全球气溶胶排放大国,我国由气溶胶增加导致的区域污染问题日益严重,预计仅我国市场对气溶胶监测激光雷达的需求将超过3000台。自动测报仪“助力”志愿船除此之外,该所研制的新型志愿船自动测报仪可进行气象(风速、风向、气温、湿度、气压、能见度)、水文(水温、盐度)、波浪、海流、方位等的自动观测和其他天气情况的人工观测资料的采集和观测,也可用于海上石油平台及海洋、陆地监测站作为气象水文观测仪器使用。该仪器的推广应用将使相关部门能够更及时、更稳定、更精确地取得观测数据。这些数据不仅对科学研究和气象预报极为有用,而且还可以应用于海洋科学调查、石油勘探、渔业捕捞、海水养殖等领域,对海洋生物资源的开发及应用也有着重要的价值。
  
  目前,该所研制的志愿船自动测报仪已在国家海洋局北海海洋预报中心、国家海洋局南海预报中心、青岛市海洋与渔业局等多家单位安装应用,经济效益和社会效益均很显著。刘孟德表示,根据“海洋站和志愿船观测系统建设项目”的计划要求,我国将逐步建立起一套完整的志愿船观测系统和数据分析处理系统,并不断扩大安装数量和范围。随着国家对海洋的重视和投入的加大,志愿船自动测报仪具有更广阔的应用前景,将创造更大的应用价值。
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