國內(nèi)海洋浮標監(jiān)測系統(tǒng)研究概況*

趙聰蛟，周 燕

（1．浙江省海洋監(jiān)測預(yù)報中心 杭州 310007；2．浙江省水產(chǎn)技術(shù)推廣總站 杭州 310012）

國內(nèi)海洋浮標監(jiān)測系統(tǒng)研究概況*

趙聰蛟1，周 燕2

（1．浙江省海洋監(jiān)測預(yù)報中心 杭州 310007；2．浙江省水產(chǎn)技術(shù)推廣總站 杭州 310012）

文章介紹了國內(nèi)海洋浮標監(jiān)測系統(tǒng)的類型、系統(tǒng)組成、監(jiān)測資料的質(zhì)量控制和應(yīng)用概況。將國內(nèi)常見的海洋浮標監(jiān)測系統(tǒng)劃分為8個類型。監(jiān)測系統(tǒng)通常由浮標系統(tǒng)、錨泊系統(tǒng)和岸站系統(tǒng)3部分組成，其中浮標系統(tǒng)通常包括浮體、標架、供電設(shè)備、防護設(shè)備和各類傳感器等。近年來研制開發(fā)集水文氣象水質(zhì)生物監(jiān)測于一體的多參數(shù)海洋自動監(jiān)測浮標系統(tǒng)是一個重點，但已有浮標系統(tǒng)監(jiān)測資料的質(zhì)量控制和應(yīng)用還有待進一步研究。

海洋；監(jiān)測；浮標；類型；系統(tǒng)組成

海洋浮標是海洋環(huán)境自動觀測平臺，是現(xiàn)代海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分。它具有自動、長期、連續(xù)收集海洋環(huán)境資料的能力，即使在惡劣環(huán)境，在其他現(xiàn)場監(jiān)測手段都難以或無法實施監(jiān)測的時候，海洋浮標仍能有效工作［1］。我國的海洋浮標研究起步于20世紀60年代，代表性成果是HFB－1型海洋水文氣象浮標［2］。2002年初我國正式加入國際Argo計劃，并成立中國Argo實時資料中心［3］，承擔(dān)中國Argo浮標的布放、實時資料的接收和處理、資料質(zhì)量控制技術(shù)／方法的研究與開發(fā)等。半個世紀以來，我國先后以國家 “863”計劃、“973”計劃、國家自然科學(xué)基金項目、科技部國際科技合作重點項目、科技部基礎(chǔ)研究重大項目前期研究專項、國家海洋局海洋公益性行業(yè)科研專項、國家海洋局青年基金項目、中科院裝備項目和創(chuàng)新項目等形式，以及山東、上海、廣東、浙江等省市科技支撐項目等形式，投入大量專項經(jīng)費用以支持海洋浮標監(jiān)測系統(tǒng)的研究。這些項目吸引了國內(nèi)許多科研院所和高等院校來承擔(dān)或參與海洋浮標監(jiān)測系統(tǒng)的研究、開發(fā)與應(yīng)用，主要有國家海洋局系統(tǒng)單位、中國科學(xué)院系統(tǒng)單位，科研院所和高等院校。在取得了一系列科研成果和經(jīng)驗的同時，也開發(fā)了一些測波、流、光以及海洋通信等的專用浮標監(jiān)測系統(tǒng)［4－7］。近年來國家和沿海省、市、自治區(qū)開始著手研究集成水文氣象水質(zhì)生物等指標于一體的海洋在線自動監(jiān)測浮標系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，可獲取近海常規(guī)水文、氣象、水質(zhì)、生物等指標數(shù)據(jù)，用以反映海洋環(huán)境狀況。

浙江省海洋與漁業(yè)局于2011年正式啟動“浙江省近岸海域浮標實時監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)”項目，計劃在5年內(nèi)基本建成能覆蓋浙江省近岸海域的浮標實時監(jiān)測系統(tǒng)，以獲取常規(guī)水文、氣象、水質(zhì) （含營養(yǎng)鹽）、海洋生物以及油類等參數(shù)數(shù)據(jù)，為海洋生態(tài)環(huán)境保護和防災(zāi)減災(zāi)提供決策支撐，為社會公眾提供海洋生態(tài)環(huán)境狀況實時信息服務(wù)，為節(jié)能減排提供環(huán)境基礎(chǔ)資料。本文在查閱歷史文獻資料的基礎(chǔ)上，介紹了國內(nèi)海洋浮標監(jiān)測系統(tǒng)的類型、系統(tǒng)組成、監(jiān)測資料的質(zhì)量控制和應(yīng)用概況，為 “浙江省近岸海域浮標實時監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)”以及國內(nèi)同類項目建設(shè)提供技術(shù)參考。

1 海洋浮標監(jiān)測系統(tǒng)的類型

1.1 按大小劃分

按浮體大小可劃分為大型浮標、中型浮標、小微浮標。大型浮標，直徑通常大于或等于10 m，造價高，容量大、壽命長、抗惡劣環(huán)境、抗破壞性強，適合長期定點測量。中型浮標，直徑通常為1～5 m，造價較低、運輸、布放和維護方便，適用于近岸海域水文氣象或短期專題監(jiān)測。小微浮標，直徑通常在1 m以下，體積小、重量輕、成本低，便于快速布放回收，也可用于一次性拋棄式波浪監(jiān)測。

1.2 按功能劃分

按浮標主要功能用途可劃分為水文氣象浮標、水質(zhì)浮標、導(dǎo)航浮標、波浪浮標、海洋光學(xué)浮標、海冰浮標、聲吶浮標、通信浮標等。

1.2.1 水文氣象浮標

海洋水文氣象浮標通常是指直徑不小于10 m，能夠全天候、連續(xù)、自動采集和傳輸海上水文氣象資料的圓盤型浮標［8］，監(jiān)測系統(tǒng)由浮體、錨系和岸站接收裝置組成，浮體上承載各類傳感器。主要觀測項目包括：風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、濕度、氣壓、降水、能見度、水溫、鹽度、波浪、海流、葉綠素和濁度等。觀測資料可用于長期和短期的天氣預(yù)報、海象預(yù)報以及自然災(zāi)害 （如颶風(fēng)、海嘯）警報等［9－12］。在海洋環(huán)境監(jiān)測中，海洋水文氣象浮標是世界上應(yīng)用最早，也是使用數(shù)量最多的一類浮標?；仡櫴澜绺鲊Ｑ蟾说陌l(fā)展歷史，幾乎無一例外都是從研制水文氣象浮標起步的［1］。我國海洋水文氣象浮標監(jiān)測系統(tǒng)研制起步最早，技術(shù)也最為成熟，目前尚在服役期的海洋水文氣象浮標監(jiān)測系統(tǒng)多為山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所研制。因浮體較大，可加載多種儀器設(shè)備，在開展海洋綜合監(jiān)測應(yīng)用方面潛力較大，例如可開展定點定位水文氣象業(yè)務(wù)監(jiān)測，或者可作為一些特殊儀器設(shè)備的海上工作平臺等。

1.2.2 水質(zhì)浮標

水質(zhì)監(jiān)測浮標是一種監(jiān)測海洋環(huán)境和海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)污染狀況的浮標系統(tǒng)，由浮標、錨系和接收站等部分組成，監(jiān)測要素包括磷酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮、鹽度、p H、溶解氧、水溫等，可自動完成數(shù)據(jù)實時采集、處理、存儲及傳輸。浮標上還可以加載葉綠素、濁度、深度、電導(dǎo)率等監(jiān)測儀器，用于海洋環(huán)境污染監(jiān)測、港灣工程、水產(chǎn)養(yǎng)殖、赤潮預(yù)報以及海洋研究［13－16］。國家海洋技術(shù)中心和國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心等單位對海洋水質(zhì)浮標監(jiān)測系統(tǒng)的研制開發(fā)做了大量工作。

1.2.3 導(dǎo)航浮標

導(dǎo)航浮標是保障海上船舶安全航行的重要設(shè)施，為海上船舶在夜間或霧天、陰天等惡劣條件下提供可視信號，為海上船舶安全導(dǎo)航。通常由浮體、塔架、錨泊系統(tǒng)、導(dǎo)航設(shè)備和動力系統(tǒng)組成。導(dǎo)航浮標多為大型浮標，浮體直徑一般大于10 m，布置于航道的兩側(cè)，當(dāng)能見度低于某一設(shè)定值時，航標燈將以某一個相同的閃爍頻率同步導(dǎo)航。浮標塔架上還可以加載某些測量儀器，以搜集海洋水文氣象數(shù)據(jù)資料［17－19］。導(dǎo)航浮標的主要用途是為船舶安全航行導(dǎo)航，船舶碰撞、臺風(fēng)過境都會造成的其位置偏移，為船舶安全航行造成威脅。因此，導(dǎo)航浮標的定位和偏移報警成為其開發(fā)研究的關(guān)鍵技術(shù)。中山市探海儀器有限公司以中國科學(xué)院南海海洋研究所從事浮標研究的技術(shù)班底為骨干，開展浮標的研究和設(shè)計制造，實現(xiàn)了導(dǎo)航浮標的產(chǎn)品化生產(chǎn)。

1.2.4 波浪浮標

波浪浮標是一種無人值守的能自動、定點、定時 （或連續(xù)）地對海面波浪的高度、波浪周期及波浪傳播方向等要素進行遙測的小型浮標測量系統(tǒng)［20］，主要由浮體、錨系和岸站3部分組成。浮體多為橢球形，直徑通常在1 m以下，承載波高傾斜一體化傳感器、數(shù)據(jù)發(fā)射機、發(fā)射天線、電池和錨燈；錨系多采用單U形環(huán)系留結(jié)構(gòu)，便于水面浮體的固定；岸站部分包括岸站接收機和上位機，用于監(jiān)測數(shù)據(jù)的接收、處理［21－22］。波浪浮標可以實現(xiàn)對海洋波浪的長期、實時、定點觀測，目前主要用于近海海洋監(jiān)測站、近海海洋工程測量及海洋調(diào)查考察等領(lǐng)域。中國科學(xué)院南海海洋研究所、中國海洋大學(xué)、山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所等單位對波浪浮標都進行了比較深入的研究和探索，取得了豐富的成果和寶貴的經(jīng)驗，并已實現(xiàn)產(chǎn)品化生產(chǎn)，如SZF型波浪浮標和OSB系列波浪浮標。

1.2.5 海洋光學(xué)浮標

海洋光學(xué)浮標是對海洋光學(xué)特性進行時間序列上的綜合性檢測的一種工具，由標體系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、錨系和岸站接收中心組成。為減小浮標體及其上層建筑的陰影效應(yīng)對光輻射測量的影響，保證高海況條件下浮標體的穩(wěn)定性，中國科學(xué)院南海海洋研究所研究設(shè)計出了由子、母浮標組成的海洋光學(xué)浮標監(jiān)測系統(tǒng)［23］，母標體直徑2～2．8 m，子標體略??；承載的主要設(shè)備是光學(xué)儀器，可用于連續(xù)觀測海面、海水表層、真光層乃至海底的光學(xué)特性，以獲取相應(yīng)層面的太陽輻射高光譜數(shù)據(jù)；也可加載實時圖像監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)海面與水體實時采集數(shù)據(jù)的圖像可視化［24］。海洋光學(xué)浮標在海洋水色遙感現(xiàn)場輻射定標和數(shù)據(jù)真實性檢驗、海洋科學(xué)觀測、近海海洋環(huán)境監(jiān)測和海洋軍事科學(xué)方面有著重要的應(yīng)用價值。

1.2.6 海冰浮標

海冰浮標是一種能夠在北極和南極海域進行海洋環(huán)境監(jiān)測的重要技術(shù)裝備，由浮體、錨系和傳感器組成［4］。浮體直徑小于1 m；氣象傳感器安裝在冰面以上，溫鹽深傳感器分別安裝在冰下5 m、25 m和50 m深處；錨系配重，以減少水下系統(tǒng)的漂移［25］。該浮標可以在惡劣環(huán)境下實現(xiàn)無人值守的全天候、全天時、長期連續(xù)觀測，不僅可以監(jiān)測海 （冰）氣交換界面的環(huán)境參數(shù) （如表層冰溫、氣溫、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速），還可監(jiān)測水下環(huán)境剖面參數(shù) （如溫度剖面和鹽度剖面）；對于研究海冰生成與融化過程的環(huán)境條件、探測極區(qū)的氣象與水文參數(shù)、追蹤浮冰的漂流方向和路徑以及對洋流的研究均具有重要價值［26］。我國在海冰浮標的開發(fā)和應(yīng)用方面均投入了大量科研力量，推動了極地海冰浮標觀測研究的進程，如2003年國家海洋技術(shù)中心就在北極布放了自行研制的極區(qū)衛(wèi)星跟蹤水文氣象觀測浮標，并取得了寶貴連續(xù)的海冰和氣象等數(shù)據(jù)資料［27］。

1.2.7 聲吶浮標

聲吶浮標是探測水下目標 （潛艇）的浮標式聲吶儀，是一種水聲遙感探測器。它與浮標信號接收處理設(shè)備等組成浮標聲吶系統(tǒng)，用于軍事領(lǐng)域航空反潛探測和固定聲吶監(jiān)視系統(tǒng)對水下潛艇的預(yù)警。聲吶浮標通常分為航空聲吶浮標和錨系聲吶浮標兩大類。航空聲吶浮標裝備于反潛巡邏機、反潛直升機和某些水上飛機上，由機上的投放裝置以一定陣式逐個有序地布放在潛艇可能存在的區(qū)域四周，或遮攔在其航線前，形成浮標陣；反潛機布標后，在浮標區(qū)上空盤旋，監(jiān)聽浮標發(fā)來的信號，可獲知某個浮標附近是否存在潛艇，并測得其位置和運動信息。航空聲吶浮標又分為主動式和被動式兩種，一般初始探測時主要使用被動浮標，進入攻擊階段再使用主動浮標對目標精確定位［28］。錨系聲吶浮標是在航空聲吶浮標的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由飛機或艦船布設(shè)錨定于海底，用于彌補固定聲吶監(jiān)視系統(tǒng)的探測盲區(qū)。中船重工集團第715研究所和海軍航空工程學(xué)院為我國聲吶浮標的研制和應(yīng)用做了大量工作。

1.2.8 通信浮標

通信浮標 （拖曳浮標）作為潛艇在水下實現(xiàn)和外界通信的媒介，是一種典型的通過一種組合的系留／傳輸線與潛艇相連接的水面下方的運載工具，可實現(xiàn)潛艇與戰(zhàn)斗群的信息互通，大大提升潛艇的隱蔽通信功能［29］。另一種通信浮標，主要由浮體、錨系組成，用以完成水下測量裝置與水面艦船平臺或岸基平臺之間的數(shù)據(jù)傳輸和指令中繼［30］。

1.3 按錨系劃分

按是否有錨系，可以劃分為有錨系留浮標、無錨浮標。有錨系留浮標多為大型浮標，如導(dǎo)航浮標、水文氣象浮標、水質(zhì)浮標等，錨系置于海底，用以浮標定位，防止走標；少數(shù)為中小型浮標，錨系懸浮于水體中，用以浮體的定位和減少水下系統(tǒng)的漂移，如波浪浮標和海冰浮標。無錨浮標，浮標沒有錨系，懸浮于水體之上，在指令控制下上下運動，如潛艇通信浮標，可通過系留／傳輸線與潛艇相連接，實現(xiàn)信息傳輸。

2 海洋浮標監(jiān)測系統(tǒng)組成

海洋浮標監(jiān)測系統(tǒng)通常由浮標系統(tǒng)、錨泊系統(tǒng)和岸站系統(tǒng)3部分組成。

2.1 浮標系統(tǒng)

包括浮體、標架、供電設(shè)備、防護設(shè)備和各類傳感器等。

2.1.1 浮體

浮體是塔架和各類儀器設(shè)備在海上的承載體，形狀有圓盤形、圓柱形、船形、球形、橢球形、圓臺形等［31］?？紤]到牢固耐用和減輕自身重力，浮體材質(zhì)多采用復(fù)合型材料，如造船鋼 （3C）、PVC、鋁合金、超強離子聚合膠、玻璃鋼等，且除設(shè)備艙外其他艙室均填充浮力材料。目前浮體生產(chǎn)已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化，如國家海洋技術(shù)中心、山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所、中船重工集團第715研究所 （杭州應(yīng)用聲學(xué)研究所）等科研單位已經(jīng)有浮體產(chǎn)品化生產(chǎn)。今后的研究重點要向質(zhì)輕、防腐、防生物附著、耐用等方向發(fā)展。

2.1.2 標架

標架通常采用普通鋼 （A3）、不銹鋼材質(zhì)，上面安裝氣象傳感器、警示燈、GPS定位儀、雷達反射器、太陽能電池板等。近年來又選用鋁合金材料，在確保標架堅固耐用的同時減輕標體重量。

2.1.3 供電系統(tǒng)

浮標通常被布放于遠離岸邊的海水中，這就要求其具有獨立的供電系統(tǒng)。小型浮標一般配備一次性鋰－錳干電池或堿性電池提供能量。中型浮標均采用太陽能電池和蓄電池組合供電，例如廈門灣海洋水質(zhì)在線監(jiān)測浮標配置3塊MSX20R型海洋級超強太陽能電池板，儲電系統(tǒng)選用100AH／20 HR LCX1265CH型高性能蓄電池，整個系統(tǒng)由太陽能電池板、保護電路和蓄電池組成。大型導(dǎo)航浮標因其結(jié)構(gòu)和功能特點而采用柴油發(fā)電機供電，同時也配備蓄電池組。當(dāng)前的常規(guī)方式是為海洋浮標監(jiān)測系統(tǒng)配備太陽能電池，考慮到陰雨天氣和風(fēng)浪的影響，除常規(guī)太陽能電池以外，還可以考慮研制配備風(fēng)力發(fā)電機、波浪發(fā)電機等，采用風(fēng)光波能互補供電，保障海上長期陰雨天氣、惡劣海況下的不間斷供電。

2.1.4 防護設(shè)備

為避免浮體及設(shè)備受外力 （如漁船）沖擊而損壞，在標架上安裝警示燈和雷達反射器，同時在浮體最大直徑外圍及標架周邊設(shè)置防撞橡膠圈。為能實時掌握浮標錨泊位置，浮標上還裝有GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，浮標一旦發(fā)生漂移或丟失，可及時到現(xiàn)場修正或按移動軌跡找尋。

2.1.5 防污損措施

為避免和減少海水侵蝕和生物附著對浮體的負面影響，保障正常工作，對浮體及水下儀器和錨系進行防污損處理是十分必要的。傳統(tǒng)的做法是涂覆防污涂料，如氧化亞銅、氧化汞等無機毒物和有機錫化合物、有機鉛等［32］。近年來，通常采取對浮標水線以下部分設(shè)置犧牲陽極進行陰極保護的措施［33］，并對浮標全部外表面進行噴鋁防腐處理，在浮標下水前，水線以下表面涂覆長效防污漆，以防止海洋生物的附著。對浮標系統(tǒng)進行定期維護并清除附著生物也是一種有效的防護辦法。

2.1.6 傳感器

不同功能的浮標承載不同類型、不同數(shù)量的傳感器。水文氣象浮標承載水文氣象傳感器，可監(jiān)測風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、氣溫、流速、流向、水溫等參數(shù)；水質(zhì)浮標承載水質(zhì)、營養(yǎng)鹽傳感器，可監(jiān)測水溫、p H、鹽度、溶解氧、營養(yǎng)鹽（磷酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽）、氨氮等參數(shù)，還可以加測濁度、葉綠素和藍綠藻等參數(shù)。此外，一些專項浮標承載溫鹽傳感器、波浪傳感器、光學(xué)儀器等，可獲取深海溫鹽剖面數(shù)據(jù)、波浪數(shù)據(jù)、海洋光學(xué)特征數(shù)據(jù)等。目前，光照、水深傳感器已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化生產(chǎn)，但水質(zhì)、氣象、營養(yǎng)鹽傳感還主要依賴進口，如美國Wetlabs公司生產(chǎn)的水質(zhì)和磷酸鹽傳感器，芬蘭Vaisala公司的六要素氣象傳感器，意大利Systea公司生產(chǎn)的三通道 （氨氮、硝氮和亞硝氮）傳感器。進口傳感器不僅價格昂貴，且試劑更換、儀器檢修周期長，一旦發(fā)生故障，容易造成監(jiān)測中斷。雖然水質(zhì)、氣象、營養(yǎng)鹽傳感器也有國內(nèi)產(chǎn)品，但相關(guān)技術(shù)參數(shù)與國際先進水平相比還存在一定差距，還需要國內(nèi)相關(guān)科研單位繼續(xù)努力。

2.1.7 數(shù)據(jù)采集、存儲和傳輸

海洋浮標監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集普遍采用了高可靠性、低能耗微處理機作為數(shù)據(jù)采集控制的核心，各傳感器在指令控制下開展自動、長期、連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集，如美國Campbell Scientific Instrument公司的CR10X型測試與控制系統(tǒng)。浮標上裝有大容量存儲卡或存儲硬盤，可將各測量項目采集的數(shù)據(jù)進行快速存儲。浮標的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要采用無線通信方式，目前應(yīng)用較多有：GSM、CDAM和GPRS通信方式、Inmarsat－C海事衛(wèi)星以及銥星衛(wèi)星通信方式。海洋浮標監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與傳輸可同時進行，數(shù)據(jù)傳輸采用加密模塊處理，確保數(shù)據(jù)傳輸安全，通過數(shù)據(jù)軟件可瀏覽實時數(shù)據(jù)、報表；存儲系統(tǒng)可采用太陽能和電池雙相供電，不會因連續(xù)陰雨天氣造成數(shù)據(jù)丟失；快閃存儲器容量大，并可根據(jù)要求擴展容量，確保數(shù)據(jù)的存儲安全。一旦遇到惡劣天氣，可通過主控平臺切斷數(shù)據(jù)傳輸，但數(shù)據(jù)采集、存儲仍能正常工作，不會造成惡劣天氣時的數(shù)據(jù)漏測。

2.2 錨泊系統(tǒng)

錨泊系統(tǒng)由錨、錨鏈和系鏈環(huán)組成，它是浮標定位的重要設(shè)施。大型導(dǎo)航浮標定位常采用鋼筋混凝土錨旋和大抓力錨，以防止走錨。中型水文氣象、水質(zhì)監(jiān)測浮標通常采用全錨鏈單點系泊，錨錠為水泥沉塊或鋼錠，以鋼絲繩或有檔鑄鋼錨鏈與浮體相連。也有少數(shù)采用三錨系留，以加強浮體的穩(wěn)定性。錨泊系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)驗性很強，不只與錨、鏈組成有關(guān)，更與所投放浮標海域環(huán)境有關(guān)。海況良好的海域，風(fēng)浪較小，錨由纜繩或鋼絲繩系留固定；海況惡劣的海域，風(fēng)浪大，除了增加錨重外，還要考慮選用彈性錨鏈系留，以緩沖風(fēng)浪的沖擊力，確保錨泊系統(tǒng)位于預(yù)定區(qū)域。淤泥底質(zhì)海域可選用三叉抓錨，便于錨系抓陷固定；砂石底質(zhì)海域通常選用錨定固定，可以是單錨、雙錨或多錨。

2.3 岸站系統(tǒng)

岸站系統(tǒng)由岸站計算機、衛(wèi)星通信機、打印機和電源等設(shè)備組成，完成浮標傳輸數(shù)據(jù)的接收、處理和存儲。按照通信方式可分兩類：一類是短波通信接收岸站，接收短波通信機發(fā)來的信息，如FZF2－1型及FZF2－2型海洋資料浮標系統(tǒng)的接收岸站；另一類是衛(wèi)星通信接收岸站，如FZF2－3型浮標和水質(zhì)監(jiān)測浮標的接收岸站。

3 海洋浮標監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制

浮標承載的各類儀器設(shè)備和傳感器受海水侵蝕、生物附著污染、漁船等外力碰撞，容易導(dǎo)致傳感器靈敏度受損，使監(jiān)測值產(chǎn)生較大偏差。因此，必須對浮標監(jiān)測數(shù)據(jù)進行質(zhì)量控制。國際Argo計劃資料組根據(jù)不同的Argo資料用戶，建立了兩個資料質(zhì)量控制模式：實時質(zhì)量控制模式和延時質(zhì)量控制模式。由于實際海況的復(fù)雜多變，這兩種模式在實際應(yīng)用時都需要進行完善和訂正。

水質(zhì)監(jiān)測浮標數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法研究較少，目前普遍采用的一種方法是進行比對監(jiān)測和偏差分析，即人工現(xiàn)場監(jiān)測與浮標監(jiān)測同時進行，再將兩種方法獲取的數(shù)據(jù)進行偏差分析。張彩云等以廈門西海域水質(zhì)自動監(jiān)測浮標采集的葉綠素資料為例，通過建立域值初檢驗、異常值檢驗和均方差檢驗剔除其中的不良數(shù)據(jù)，同時采用現(xiàn)場調(diào)查對浮標葉綠素資料進行驗證，結(jié)果表明二者的變化趨勢相當(dāng)一致，但浮標測量的葉綠素值只約為現(xiàn)場葉綠素值的1／2。孫喜艷等選取溫度、風(fēng)向和風(fēng)速3個參數(shù)，計算偏差，進行比對分析，結(jié)果表明：現(xiàn)場測定溫度高于浮標測定值，而風(fēng)速稍小于浮標測定值，風(fēng)向的轉(zhuǎn)變比較一致［12］。

4 海洋浮標監(jiān)測資料的應(yīng)用

我國目前已完成投放的浮標種類多，數(shù)量大，每年獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)也非常豐富，浮標監(jiān)測數(shù)據(jù)的應(yīng)用自然成為一個重點也是一個難點。近年來，我國利用參與國際Argo計劃的機會，利用Argos漂流浮標資料對南海、東海和西太平洋黑潮入侵的主要特征及其季節(jié)變化進行了較好的研究，對海流水團變化、海水溫－鹽度分布特征、混合層深度變化、反氣旋渦特征、水層對臺風(fēng)過境的響應(yīng)等的也進行了較好的研究。

近幾年，山東、廣東、廣西、海南、天津、浙江等沿海省、市、自治區(qū)陸續(xù)在所轄海域投放了水質(zhì)在線監(jiān)測浮標，對其監(jiān)測資料也進行了一些探索應(yīng)用，但研究成果較少，難度也較大。目前僅在應(yīng)用浮標監(jiān)測資料進行赤潮預(yù)報方面取得了較好的效果［16］，赤潮暴發(fā)前往往會出現(xiàn)一些前兆，如溶解氧、p H值會出現(xiàn)增加的趨勢，葉綠素會出現(xiàn)較大波動的異?，F(xiàn)象，再監(jiān)測浮游生物量是否出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，就可進行赤潮發(fā)生情況的判斷，進行預(yù)警預(yù)報。集水文氣象水質(zhì)傳感器于一體的多參數(shù)監(jiān)測浮標資料的應(yīng)用還有待進一步研究。

［1］ 陳維仁，葉莪菁．污染監(jiān)測浮標的發(fā)展及其在海洋環(huán)境污染監(jiān)測中的應(yīng)用［J］．海洋環(huán)境科學(xué)，1997，16（3）：66－71．

［2］ 王軍成．國內(nèi)外海洋資料浮標技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展［J］．海洋技術(shù)，1998，17（1）：9－15．

［3］ 孫朝輝，劉增宏，朱伯康，等．Argo剖面浮標觀測資料的接收、處理與共享［J］．海洋技術(shù)，2005，24（2）：130－134．

［4］ 唐原廣，王金平．SZF型波浪浮標系統(tǒng)［J］．海洋技術(shù)，2008，27（2）：31－33．

［5］ 陳兆云，張振昌，江毓武，等．Argos浮標及模型反演呂宋海峽區(qū)域流場季節(jié)變化特征［J］．廈門大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2009，48（5）：719－724．

［6］ 楊躍忠，孫兆華，曹文熙．海洋光學(xué)浮標的設(shè)計及應(yīng)用試驗［J］．光譜學(xué)與光譜分析，2009，29（2）：565－569．

［7］ 王光源，陳亮，李冬．潛艇通信浮標系統(tǒng)通信效能評估指標體系研究［J］．艦船電子工程，2011（3）：22－25．

［8］ 張人禾，劉益民，殷永紅，等．利用ARGO資料改進海洋資料同化和海洋模式中的物理過程［J］．氣象學(xué)報，2004，62（5）：613－622．

［9］ 曹恒永．H FB－1型海洋浮標系統(tǒng)［J］．海洋科技資料，1981（3）：44－48．

［10］ 許富祥．H FB－1A型海洋遙測浮標資料可靠性問題的探討［J］．海洋學(xué)報，1988，10（4）：510－515．

［11］ 楊敏．HFB－lB型海洋浮標平面系統(tǒng)定向傳感器［J］．海洋科學(xué)，1995（2）：61－64．

［12］ 孫喜艷，李世光．汕尾浮標站與周邊自動站觀測資料對比［J］．廣東氣象，2010，32（4）：70－72．

［13］ 李林奇，李銅基，肖知敏，等．近海污染／生態(tài)環(huán)境自動監(jiān)測裝置：水質(zhì)監(jiān)測浮標［J］．海洋技術(shù)，2001，20（1）：114－115．

［14］ 廉雙喜，李林奇．水質(zhì)監(jiān)測浮標示范區(qū)試驗［J］．海洋技術(shù)，2001，20（1）：122－123．

［15］ 蔡勵勛．海洋多參數(shù)水質(zhì)在線自動連續(xù)監(jiān)測浮標的應(yīng)用［J］．中國水產(chǎn)，2008（4）：57－59．

［16］ 李忠強，王傳旭，卜志國，等．水質(zhì)浮標在赤潮快速監(jiān)測預(yù)警中的應(yīng)用研究［J］．海洋開發(fā)與管理，2011，28（11）：63－65．

［17］ 楊明華，陳祥光．大型浮標在海洋導(dǎo)航中的應(yīng)用［J］．海洋通報，1988，7（4）：85－90．

［18］ 任貴永，孟昭瑛，安國亭．海洋大型導(dǎo)航浮標研究［J］．海洋學(xué)報，1993，15（4）：114－121．

［19］ 孟慶浩，王斌，周清清．海上導(dǎo)航浮標的遠程監(jiān)測［J］．中國航海，2004（4）：60－63．

［20］ 王亞洲，李忠君．SBF3－1型波浪浮標浮標體結(jié)構(gòu)設(shè)計［J］．山東科學(xué)，2006，19（5）：51－53．

［21］ 唐原廣，李?。喙δ懿ɡ烁说难兄疲跩］．氣象水文海洋儀器，2004，4（3）：12－15．

［22］ 李琛，唐原廣．SZF型波浪浮標標準化定型［J］．海洋技術(shù)，2009，28（4）：8－10，39．

［23］ 曹文熙，楊躍忠，張敬祥．錨泊光學(xué)浮標浮體設(shè)計及近海試驗［J］．熱帶海洋學(xué)報，2010，29（2）：1－6．

［24］ 許占堂，楊躍忠，孫兆華，等．海洋光學(xué)浮標實時圖像監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］．光學(xué)技術(shù)，2008，34（S）：157－159．

［25］ 熊焰．極區(qū)海洋環(huán)境自動監(jiān)測浮標總體設(shè)計技術(shù)［J］．海洋技術(shù)，2005，24（1）：14－18．

［26］ 熊焰，張文良，崔琳．極區(qū)衛(wèi)星跟蹤浮標在北極科學(xué)考察中的應(yīng)用［J］．海洋技術(shù)，2004，23（2）：54－57．

［27］ 郭井學(xué)，孫波，李群，等．極地海冰浮標的現(xiàn)狀與應(yīng)用綜述［J］．極地研究，2011，23（2）：149－157．

［28］ 楊根源，吳福初，周國慶，等．反潛直升機應(yīng)召搜索使用聲納浮標的作戰(zhàn)運用［J］．海軍航空工程學(xué)院學(xué)報，2004，19（3）：370－372．

［29］ 嚴?。畠煞N新型潛艇通信浮標研究概況［J］．艦船電子工程，2006（4）：31－34，48．

［30］ 楊會金，王嘉鑫，姚武軍．基于聲學(xué)和無線電通訊的海洋中繼浮標技術(shù)［J］．艦船科學(xué)技術(shù)，2011，33（5）：78－81．

［31］ 張敬祥．小型海洋調(diào)查浮標設(shè)計的若干問題［J］．熱帶海洋，1992，11（2）：89－94．

［32］ 蔡如星，黃宗國．海洋污損生物的危害及其防治［J］．海洋漁業(yè)，1985（2）：94－96．

［33］ 徐曉華，廖光洪，許東峰．西北太平洋反氣旋渦的Argos浮標觀測結(jié)果分析［J］．海洋學(xué)研究，2010，28（4）：1－13．

浙江省近岸海域浮標實時監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)項目和 “浙江近岸海域海洋生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測與服務(wù)平臺技術(shù)研究及應(yīng)用示范”（201305012）．