基于小型漂流平臺(tái)的微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)

黨超群，孫東波，王 斌，胡錦國(guó)

（國(guó)家海洋技術(shù)中心，天津 300112）

溫濕測(cè)量系統(tǒng)主要測(cè)量大氣溫度和相對(duì)濕度參數(shù)[1]，能夠?yàn)樾l(wèi)星遙感定標(biāo)、海洋分析與預(yù)報(bào)系統(tǒng)、海洋環(huán)境安全保障等提供背景或?qū)崟r(shí)氣象資料[2]。目前，國(guó)內(nèi)的海洋臺(tái)站[3]、海上平臺(tái)[4-5]、調(diào)查船[6]等多采用國(guó)家海洋技術(shù)中心或山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所生產(chǎn)的溫濕度傳感器，大中型錨系浮標(biāo)等多采用維薩拉HMP155 等溫濕度探頭外加防輻射罩的方式獲取大氣溫度和相對(duì)濕度數(shù)據(jù)[7-8]，二者無(wú)論是測(cè)量精度還是可靠性均得到了業(yè)內(nèi)認(rèn)可。

隨著海洋觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展，海洋觀測(cè)平臺(tái)逐漸向低成本、小型化、輕質(zhì)化、拋棄式方向發(fā)展，小型漂流浮標(biāo)[9-10]、波浪能滑翔器[11-12]、無(wú)人艇[13]、無(wú)人帆船[14]等海氣界面移動(dòng)觀測(cè)平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。相對(duì)于錨系浮標(biāo)（觀測(cè)要素齊全、準(zhǔn)確，但造價(jià)及維護(hù)成本高）、衛(wèi)星遙感（全球覆蓋，但時(shí)空分辨率和部分要素觀測(cè)精度不足）和船基觀測(cè)（志愿船計(jì)劃擴(kuò)充了現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的數(shù)據(jù)庫(kù)，但航線固定、區(qū)域性觀測(cè)無(wú)法全球覆蓋），移動(dòng)觀測(cè)平臺(tái)的成本相對(duì)較低且容易實(shí)施，其大規(guī)模的應(yīng)用將使全球范圍高時(shí)空分辨率現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)成為可能，為全球海洋立體觀測(cè)系統(tǒng)提供“主戰(zhàn)型武器”，助力海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)。然而，由于系統(tǒng)體積及重量的限制，現(xiàn)有的溫濕測(cè)量系統(tǒng)均無(wú)法滿足小型漂流平臺(tái)的安裝需求，如若安裝將會(huì)對(duì)平臺(tái)的穩(wěn)定性和可靠性造成較大影響，特別是遭遇惡劣海況時(shí)，損壞率較高，造成臺(tái)風(fēng)、風(fēng)暴潮等災(zāi)害天氣下現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)缺失，嚴(yán)重阻礙衛(wèi)星遙感定標(biāo)、海洋分析與預(yù)報(bào)、海洋環(huán)境安全保障等后續(xù)工作的順利進(jìn)行。

因此，為了保證小型漂流平臺(tái)溫濕度長(zhǎng)期在線觀測(cè)的穩(wěn)定、可靠，科研人員需要對(duì)溫濕測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行有針對(duì)性的小型化、輕量化[15-17]和防太陽(yáng)輻射、防鹽霧設(shè)計(jì)[18]，力求能夠在基本不影響小型漂流平臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和可靠性的情況下，實(shí)現(xiàn)海氣界面處溫濕度的長(zhǎng)期在線觀測(cè)。本文將從微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和比測(cè)應(yīng)用幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)論述。

1 測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 硬件電路設(shè)計(jì)

微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)需要滿足系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)通信，以及各單元電源供給控制的要求，主要由主控芯片、電源管理單元、溫濕測(cè)量單元和通信單元組成，系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1 所示。

圖1 微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)框圖

主控芯片是整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的核心，控制著整個(gè)系統(tǒng)各單元的正常運(yùn)行，它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制及溫濕測(cè)量單元、通信單元的電源控制；電源管理單元用于系統(tǒng)對(duì)溫濕測(cè)量單元、通信單元的電源供給控制，降低系統(tǒng)功耗；溫濕測(cè)量單元負(fù)責(zé)溫濕度原始信號(hào)采集及數(shù)值轉(zhuǎn)換，內(nèi)含溫度校準(zhǔn)功能，并針對(duì)結(jié)露的狀況增加了自動(dòng)加熱功能[19-20]，保證觀測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性；通信單元用于微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)與小型漂流平臺(tái)主控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。

1.2 嵌入式程序設(shè)計(jì)

微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)嵌入式程序控制各單元工作，細(xì)化系統(tǒng)工作流程和休眠模式[21-22]，降低系統(tǒng)功耗，最大程度地規(guī)避各單元工作時(shí)自發(fā)熱對(duì)溫濕測(cè)量單元的影響，保證數(shù)據(jù)觀測(cè)的真實(shí)、可靠。嵌入式程序采用模塊化設(shè)計(jì)，遷移能力強(qiáng)，主要由數(shù)據(jù)采集與狀態(tài)監(jiān)控子模塊、數(shù)據(jù)解析與處理子模塊和通訊傳輸子模塊組成，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、數(shù)據(jù)自動(dòng)解析與處理、數(shù)據(jù)打包發(fā)送、電源低功耗管理等功能。

系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境溫濕度測(cè)量時(shí)，嵌入式程序運(yùn)行過(guò)程如圖2 所示。系統(tǒng)首先進(jìn)行端口初始化和自檢，自檢通過(guò)后（如未通過(guò)，則輸出故障提示信息向小型漂流平臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)示警，測(cè)控系統(tǒng)終止數(shù)據(jù)采集，并向用戶報(bào)告），開(kāi)始進(jìn)行環(huán)境溫濕度信號(hào)采集，主控芯片對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)并進(jìn)行算法分析，包括溫濕度的誤差修正[23-26]和數(shù)據(jù)預(yù)處理等，最后在收到數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求時(shí)將處理好的數(shù)據(jù)通過(guò)通信單元上傳至小型漂流平臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)。

圖2 嵌入式程序設(shè)計(jì)框圖

1.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制設(shè)計(jì)

微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制設(shè)計(jì)主要是通過(guò)誤差修正、數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到更為準(zhǔn)確的溫濕度值。誤差修正主要是在系統(tǒng)量程范圍內(nèi)選取幾個(gè)關(guān)鍵測(cè)量點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度試驗(yàn)箱內(nèi)開(kāi)展測(cè)試，研究其線性程度和離散性分布，然后使用最小二乘法計(jì)算得到一條修正曲線，并在溫濕測(cè)量單元的測(cè)量過(guò)程中利用這條曲線將獲得的數(shù)據(jù)做相應(yīng)的修正；數(shù)據(jù)預(yù)處理主要是針對(duì)溫濕測(cè)量單元經(jīng)誤差修正后的數(shù)據(jù)進(jìn)行奇異值、梯度檢驗(yàn)及平滑處理，最終獲得穩(wěn)定的測(cè)量值，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、可靠性，為衛(wèi)星遙感定標(biāo)、海洋分析與預(yù)報(bào)系統(tǒng)、海洋環(huán)境安全保障等提供有力的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)支撐。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需滿足小型化、輕量化、防太陽(yáng)輻射、防鹽霧的要求，其主體結(jié)構(gòu)由測(cè)控儀器倉(cāng)、防輻射罩、透氣罩、安裝支架4 個(gè)部分組成，如圖3 所示。

圖3 微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

測(cè)控儀器倉(cāng)的倉(cāng)體呈非規(guī)則圓柱形結(jié)構(gòu)，置于防輻射罩內(nèi)，內(nèi)部用支架固定測(cè)控電路；測(cè)控儀器倉(cāng)底端固定溫濕測(cè)量單元，溫濕測(cè)量單元置于透氣罩內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線與儀器倉(cāng)內(nèi)的測(cè)控電路連接，這種設(shè)計(jì)可以最大限度地減少引線長(zhǎng)度，縮短溫濕測(cè)量單元與測(cè)控電路的距離，減弱干擾信號(hào)強(qiáng)度，提高溫濕測(cè)量單元的測(cè)量精度，縮小微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體積。該設(shè)計(jì)彌補(bǔ)了現(xiàn)有大氣溫度和相對(duì)濕度測(cè)量產(chǎn)品體積大、重量大的不足，且整體具有抗老化和耐腐蝕的性能，能夠在基本不影響小型漂流平臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和可靠性的前提下，實(shí)現(xiàn)海氣界面處大氣溫度和相對(duì)濕度的長(zhǎng)期在線觀測(cè)。

3 比測(cè)應(yīng)用

3.1 實(shí)驗(yàn)室比測(cè)

2017 年8 月，科研人員隨機(jī)選取2 套微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)，依據(jù)GB/T 32065.1—2015《海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法》，在國(guó)家海洋技術(shù)中心海洋觀測(cè)儀器質(zhì)量檢測(cè)與可靠性試驗(yàn)室的溫濕度試驗(yàn)箱內(nèi)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室比測(cè)，標(biāo)準(zhǔn)儀器選擇Pt100 高精度鉑熱電阻測(cè)溫儀（測(cè)量范圍：-80～300 ℃，精度：±0.1 ℃）和維薩拉HMP110 濕度傳感器（測(cè)量范圍：0%RH～100%RH，精度：±1.5%RH）。

（1）環(huán)境溫度恒定，相對(duì)濕度變化

如圖4 所示，通過(guò)對(duì)比測(cè)數(shù)據(jù)分析可知，環(huán)境溫度保持相對(duì)恒定，相對(duì)濕度在40%RH～95%RH的范圍內(nèi)變化時(shí)，微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)儀器的相對(duì)濕度最大絕對(duì)誤差為2.5%RH，標(biāo)準(zhǔn)差為1.2%RH，相關(guān)系數(shù)為0.997。

圖4 環(huán)境溫度恒定時(shí)的數(shù)據(jù)比測(cè)曲線

（2）環(huán)境溫度變化，相對(duì)濕度不做控制

如圖5 所示，通過(guò)對(duì)比測(cè)數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)環(huán)境溫度在-20～60 ℃的范圍內(nèi)變化時(shí)，微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)儀器的氣溫最大絕對(duì)誤差為0.17 ℃，標(biāo)準(zhǔn)差為0.12 ℃，相關(guān)系數(shù)為1。

圖5 環(huán)境溫度變化時(shí)的數(shù)據(jù)比測(cè)曲線

實(shí)驗(yàn)室比測(cè)過(guò)程中，無(wú)論溫濕度試驗(yàn)箱內(nèi)的試驗(yàn)條件如何變化，微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸出穩(wěn)定，且2 套微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)觀測(cè)的環(huán)境數(shù)據(jù)差距很小，具有很好的一致性，有力保證了比測(cè)試驗(yàn)的正常開(kāi)展，且檢定結(jié)果優(yōu)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)（溫度精度：±0.2 ℃，相對(duì)濕度精度：±3%RH），達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的測(cè)量精度。

3.2 船載自動(dòng)氣象儀比測(cè)

2018 年5 月4 日至2018 年6 月14 日，中國(guó)海洋大學(xué)牽頭組織“黑潮延伸體科學(xué)調(diào)查”的西太春季航次，國(guó)家海洋技術(shù)中心承擔(dān)漂流式海氣界面浮標(biāo)（Drifting Air-sea Interface Buoy，DrIB）的海試任務(wù)。DrIB 是國(guó)家海洋技術(shù)中心“漂流藍(lán)海星”研究團(tuán)隊(duì)基于“低成本、網(wǎng)格化、全球化”的海氣界面觀測(cè)新理念（2015 年），在自然資源部業(yè)務(wù)運(yùn)行、自然資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金、青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室“鰲山科技創(chuàng)新計(jì)劃”等多個(gè)項(xiàng)目支持下，先后突破平臺(tái)結(jié)構(gòu)可靠性、姿態(tài)穩(wěn)定性，多模塊高度集成與多能互補(bǔ)供電，以及數(shù)據(jù)在線質(zhì)控等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新研制的“小型化、輕質(zhì)化、易布放”的小型漂流觀測(cè)系統(tǒng)，DrIB 用漂流的觀測(cè)方式實(shí)現(xiàn)了錨系浮標(biāo)海氣界面關(guān)鍵氣象水文動(dòng)力參數(shù)的獲取，大規(guī)模組網(wǎng)可彌補(bǔ)現(xiàn)有海氣界面要素觀測(cè)單一、準(zhǔn)確性低、時(shí)空分辨率等方面的不足，實(shí)現(xiàn)全球重點(diǎn)海域高時(shí)空分辨率的海氣界面綜合要素（3 m 高度的風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓、相對(duì)濕度等氣象參數(shù)，海表面水溫、波浪、拉格朗日流等水文參數(shù)）實(shí)時(shí)獲取。

在“東方紅2”號(hào)科考船航行過(guò)程中，科研人員將DrIB 開(kāi)機(jī)測(cè)試，其溫濕度數(shù)據(jù)與船載自動(dòng)氣象儀（溫度精度：±0.2 ℃，相對(duì)濕度精度：±3%RH）數(shù)據(jù)比測(cè)結(jié)果如圖6 所示。

圖6 “東方紅2”號(hào)船載自動(dòng)氣象儀與DrIB 溫濕數(shù)據(jù)比測(cè)曲線

其中，微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)與“東方紅2”號(hào)船載自動(dòng)氣象站的相對(duì)濕度最大絕對(duì)誤差為4.8%RH，標(biāo)準(zhǔn)差為1.5%RH，相關(guān)系數(shù)為0.999；空氣溫度最大絕對(duì)偏差為0.5 ℃，標(biāo)準(zhǔn)差為0.19 ℃，相關(guān)系數(shù)為0.967。

本文通過(guò)對(duì)船載自動(dòng)氣象儀數(shù)據(jù)比測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，可以看出溫濕度觀測(cè)的一致性較好；最大絕對(duì)偏差和標(biāo)準(zhǔn)差均比實(shí)驗(yàn)室比測(cè)結(jié)果偏大的原因是由于它們?cè)诖纤幬恢貌煌ùd自動(dòng)氣象儀位于“東方紅2”號(hào)駕駛臺(tái)頂部，DrIB 位于后甲板）；比測(cè)過(guò)程中DrIB 溫濕數(shù)據(jù)觀測(cè)穩(wěn)定、準(zhǔn)確，為后續(xù)開(kāi)展的黑潮延伸體海氣觀測(cè)（Kuroshio Extension Observatory，KEO）浮標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)比測(cè)奠定了基礎(chǔ)。

3.3 KEO 浮標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)比測(cè)

KEO 浮標(biāo)是由美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）于2004 年布放，運(yùn)行至今，曾經(jīng)一直是黑潮延伸體南側(cè)海域唯一的大型海氣觀測(cè)錨系浮標(biāo)（32.3°N，144.6°E），主要觀測(cè)浮標(biāo)附近海域的風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓、相對(duì)濕度、降雨量、太陽(yáng)輻射、海面溫度和鹽度、大氣和海水中的二氧化碳、溶解氧和pH 值等，并且實(shí)現(xiàn)了觀測(cè)數(shù)據(jù)的近實(shí)時(shí)共享，不僅可用于短期和季節(jié)性風(fēng)暴預(yù)報(bào)，還可以驗(yàn)證衛(wèi)星產(chǎn)品和數(shù)據(jù)反演相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

2018 年5 月10 日，科研人員在KEO 浮標(biāo)附近成功布放了2 套DrIB（編號(hào)7380、0250），開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)比測(cè)，二者的數(shù)據(jù)觀測(cè)方式相同，均是從整點(diǎn)前1 min 開(kāi)始數(shù)據(jù)采集，采集2 min 的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，經(jīng)由衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)傳至陸基/船基數(shù)據(jù)綜合處理系統(tǒng)。

由于DrIB 隨波逐流的特性，本文選取了KEO浮標(biāo)和DrIB 相距10 km 之內(nèi)的24 h 溫濕度觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比測(cè)分析（期間天氣狀態(tài)平穩(wěn)，10 km 范圍內(nèi)數(shù)據(jù)具備代表性），如圖7 所示。

圖7 DrIB 與KEO 浮標(biāo)數(shù)據(jù)比測(cè)曲線

其中，24 h 內(nèi)微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)與KEO 浮標(biāo)的相對(duì)濕度最大絕對(duì)誤差為2.8%RH，標(biāo)準(zhǔn)差為1.4%RH；大氣溫度最大絕對(duì)誤差為0.3 ℃，標(biāo)準(zhǔn)差為0.15 ℃?？梢钥闯鰷貪穸扔^測(cè)的一致性較好，最大絕對(duì)誤差和標(biāo)準(zhǔn)差相較于實(shí)驗(yàn)室比測(cè)數(shù)值較大的主要原因是KEO 浮標(biāo)和DrIB 海上相對(duì)位置變化和觀測(cè)高度（KEO 4 m，DrIB 3 m）不同造成的。

本文通過(guò)對(duì)KEO 數(shù)據(jù)比測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，可以看出DrIB 搭載的微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)精度，為后續(xù)DrIB 在大洋和極地的觀測(cè)應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.4 觀測(cè)應(yīng)用

2018 年至2020 年，微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)搭載DrIB 完成南海臺(tái)風(fēng)、中尺度渦組網(wǎng)和南極西風(fēng)帶觀測(cè)應(yīng)用，在大洋和極地成功獲取了典型海洋動(dòng)力過(guò)程高時(shí)空分辨率的海氣界面關(guān)鍵氣象水文數(shù)據(jù)，為上述環(huán)境下的海氣相互作用研究提供一種新型、可靠、準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)手段。其中，DrIB 溫濕度觀測(cè)數(shù)據(jù)曲線如圖8 至圖10 所示。

圖8 南海臺(tái)風(fēng)觀測(cè)數(shù)據(jù)曲線

圖10 南極西風(fēng)帶觀測(cè)數(shù)據(jù)曲線

2018 年8 月18 日，科研人員成功在南海北部、呂宋海峽（“嘉庚”號(hào)科考船）附近布放1 枚DrIB（編號(hào)9040），浮標(biāo)在位運(yùn)行期間準(zhǔn)確捕獲到“山竹”和“百里嘉”兩個(gè)臺(tái)風(fēng)，DrIB 為兩個(gè)臺(tái)風(fēng)先后經(jīng)過(guò)同一海域的海氣相互作用研究提供了非常好的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)。對(duì)于超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“山竹”，DrIB 準(zhǔn)確獲取了其進(jìn)入南海前、中、后對(duì)南海北部造成的影響，DrIB 在臺(tái)風(fēng)過(guò)境過(guò)程中工作狀態(tài)良好，觀測(cè)結(jié)果客觀反映了臺(tái)風(fēng)與海洋相互作用的變化過(guò)程，驗(yàn)證了DrIB 及其搭載的微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)在極端惡劣海況下的準(zhǔn)確觀測(cè)能力。

2019 年9 月8 日至10 日，科研人員成功在黑潮延伸體北側(cè)（“東方紅3”號(hào)科考船）布放7 枚DrIB（編 號(hào) 0080、 0400、 2460、 4980、 5080、9080、9380），開(kāi)展對(duì)中尺度渦（暖渦）渦心、內(nèi)圈、外圈進(jìn)行同步、高頻、高時(shí)空分辨率的漂流組網(wǎng)觀測(cè)，實(shí)時(shí)采集中尺度渦環(huán)境下的海氣界面氣象水文數(shù)據(jù)，從現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的溫濕度數(shù)據(jù)曲線可以看出，在中尺度渦壽命周期內(nèi)，渦心、內(nèi)圈、外圈數(shù)據(jù)雖略有差異，但一致性很強(qiáng)，很好地呈現(xiàn)了中尺度渦的內(nèi)外特征，將有助于提高對(duì)海洋中尺度過(guò)程的認(rèn)知水平。

2020 年4 月2 日，中國(guó)第37 次南極科學(xué)考察的科研人員成功在南極西風(fēng)帶海域（“雪龍2”號(hào)科考船）布放2 枚DrIB（編號(hào)1400、4240），DrIB 在位運(yùn)行期間遭遇多次氣旋過(guò)程（風(fēng)速20 m/s 左右），從現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的溫濕度數(shù)據(jù)曲線可以看出，觀測(cè)數(shù)據(jù)的波動(dòng)準(zhǔn)確呈現(xiàn)了每一個(gè)氣旋過(guò)程，提升了南極西風(fēng)帶海氣界面觀測(cè)的能力。

圖9 中尺度渦組網(wǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)曲線

4 結(jié) 論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)比測(cè)試驗(yàn)可知，微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)與比測(cè)儀器的溫濕度數(shù)據(jù)一致性非常好，相關(guān)系數(shù)≥96%；此外，系統(tǒng)還應(yīng)用于DrIB 進(jìn)行了大洋和極地典型海洋動(dòng)力過(guò)程的海上現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，在位工作期間穩(wěn)定可靠，成功獲取了大洋和極地的溫濕度數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步分析典型海洋動(dòng)力過(guò)程提供了寶貴的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)資料。上述試驗(yàn)及觀測(cè)應(yīng)用，充分驗(yàn)證了微型溫濕測(cè)量系統(tǒng)觀測(cè)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性及可靠性，非常適用于DrIB 等小型漂流平臺(tái)，可用于獲取高時(shí)空分辨率的海氣界面處大氣溫度和相對(duì)濕度數(shù)據(jù)。未來(lái)該系統(tǒng)搭載小型漂流平臺(tái)規(guī)?；M網(wǎng)應(yīng)用將為衛(wèi)星遙感定標(biāo)、海洋分析與預(yù)報(bào)系統(tǒng)、海洋環(huán)境安全保障、海氣界面重大科學(xué)問(wèn)題研究等提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。