[实用新型]一种近海表层漂流观测浮标

说明书

本实用新型提出了一种近海表层漂流观测浮标，包括浮标壳体、电池组件、压载重物、控制系统以及温度传感器，浮标壳体的上部设置有用于容纳控制系统的腔室，浮标壳体的中部设置有用于容纳电池组件的腔室，浮标壳体的下部设置有用于容纳压载重物的腔室，压载重物的下部设置有磁性开关，浮标壳体的外侧底部设置有温度传感器，温度传感器连接到存储器，并且所述控制系统包括存储器，存储器用于存储浮标的漂流轨迹数据。该近海表层漂流观测浮标的结构稳定，能够适应海上天气、海流等复杂因素的变化，并且具有成本低廉、通讯费用低、尺寸小巧以及投放方便等特点，适合应用于近岸港湾和陆架浅海等应用场景。

技术领域

本实用新型属于海洋资料监测领域，具体涉及一种近海表层漂流观测浮标。

背景技术

海洋表层漂流浮标是依照海洋调查、环境监测等需要而逐步发展起来的一种小型海洋观测浮标。漂流浮标布放后随表层海流自由漂移，依靠卫星定位获取自身经纬度，通过卫星或蜂窝网络等通讯方式将追踪数据传送至地面接收端。部分漂流浮标加装了各类传感器，可自动采集并传送海洋水文气象等要素的观测数据。漂流浮标有体积小、重量轻、便于投放、不受人为限制等特点，可在海洋中连续工作几个月至两年，适用于海流和海水输运观测、海气相互作用研究、自然灾害和突发性环境污染调查等诸多方面(Lumpkin et al.,2017)。

漂流浮标技术始于20世纪50年代初，最初由美国主导研制。地球极轨卫星和同步卫星的应用为全球海洋环境监测的发展奠定了基础。70年代以后，ARGOS(卫星定位与数据传输)系统为大规模的海面漂流浮标提供了定位及数据传输支持。后续随着GPS系统的普及和精度提高，GPS模块成为漂流浮标定位功能的标配。随着卫星和地面多种通讯技术的发展，铱星、全球星、我国的北斗系统、乃至普通手机蜂窝网络也陆续在不同的应用中替代ARGOS系统承担数据通讯的功能。

在应用海区方面，漂流浮标主要分为大洋型和近岸型两个种类，每个种类又有不同的设计构型。大洋型一般在开阔深海区使用，采用较大的水帆减少表层浮体受海面风力的影响。近岸型由于受到地形和人造设施等因素的限制，标体设计比较短小，可以集中测量表层1～2米的海流等要素。20世纪80年代，在国际TOGA(Tropical Ocean and GlobalAtmosphere)项目和SVP(Surface Velocity Program)项目的框架下，结合了当时多种大洋型漂流浮标设计的优点，研发出一种标准化的SVP漂流浮标(Sybrandy et al.,1992)，采用球形表层浮体和中空的圆柱水帆，在全球大洋中进行了大规模的应用。后续，CODE(CoastalOcean Dynamics Experiment)项目为满足近岸海区的应用需求，设计出Davis近岸型漂流浮标(Davis,1985)，采用圆柱标体和十字型水帆，整个浮标仅有天线和小浮体露出水面，追踪和观测表层1m以内的海流。在近年的Grand Lagrangian Deployment项目中，一种新型的LASER漂流浮标研发成功，其具有成本低、组装和投放简易、可生物降解等优点，在墨西哥湾溢油事件的后续处理中得到了大规模的应用(Olascoaga,2013)。

在我国的近岸海区、陆架海区和边缘海，已经有较多的漂流浮标应用和研究成果。Chang et al.(2010)利用台湾周边海区多个台风路径上的漂流浮标资料，揭示出海表流场对于不同强度的台风强迫有差别很大的流速变化响应。Qiu et al.(2011)利用南海东北部和台湾海峡将近20年的110个漂流浮标轨迹分析了台湾海峡的表层流场。Li et al.(2011)在南海北部中尺度涡的研究中分析了576个漂流浮标的历史数据，总结了气旋涡和反气旋涡的特征要素和区域分布规律。李峣等(2012)根据在北黄海投放的漂流浮标轨迹及其数值模拟，较准确地给出2010年大连溢油事件期间该海区的流场运动趋势。吉会峰等(2013)通过漂流浮标实测数据与同步地波雷达反演的海流进行了比对分析。