[发明专利]一种基于人工上升流的海表温度调控装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于人工上升流的海表温度调控装置及方法,包括：碟形水面航行器、温度传感器、水质监测器、小型绞车、缆绳、气泵、导气管、圆形气盘，所述圆形气盘的下端安装有测量水体温度的温度传感器,并通过绞车控制缆绳长度来调节圆形气盘高度；所述导气管的上端固定在气泵上，下端连接圆形气盘，通过气泵给经导气管给圆形气盘供气。该技术所用装置通过将压缩空气打入水下指定位置，利用向上运动的气泡带动底层低温海水上升，通过控制注气参数调控低温水团的轨迹，以降低海表温度。本装置和方法有望缓解海水变暖导致的珊瑚礁白化、海带白烂、水体缺氧等海洋环境问题。

技术领域

本发明涉及人工上升流领域，尤其涉及一种基于人工上升流的海表温度调控装置及方法。

背景技术

由于气候变化引起的海水变暖是全世界急需面对的重大难题之一。海水变暖会导致珊瑚礁白化、海带白烂、水体缺氧等海洋环境问题的发生，对海洋生态系统造成严重破坏。针对特定区域的海表温度调控手段。为缓解海水变暖导致的生态环境问题，可利用人工上升流技术将底层低温海水可控的提升至海表，从而降低指定海域的海表温度，为海洋生物提供适宜的温度环境。为满足调控海表温度的要求，人工上升流需要有足够的流量、较广的适用范围以及可控的运行参数，对装置的结构和调控方式等都提出了较高的要求，通过对鱼礁式、波浪泵式、温盐泵式、水泵式和注气式这五种人工上升流技术的工作原理、优点和局限性进行汇总分析，发现目前人工上升流技术均难以满足海表温度调控的需求。

中国专利申请CN111135701A公开了“一种适用于南海冷涡区的人工上升流固碳装置及方法”，该技术所用装置通过向涌升管注气产生的上升气泡群产生压差以带动底部水体上升、进而补充上层海水营养盐浓度。该装置主要用于在南海冷涡区高效提升下层海水,为真光层微藻提供充足的营养盐资源,进而实现在该区域开展有效固碳。然而, 上述方法针对的是人工上升流应用于固碳，并未涉及温度调控领域。；中国专利申请CN110604074A公开了“一种钻井式人工上升流珊瑚保护方法及装置”，该发明提供了一种钻井式人工上升流珊瑚保护装置。利用地下冷水通过上升流管排出来灌溉珊瑚以解决由于温度升高导致的珊瑚白化问题。然而, 上述方法局限于用地下冷水进行珊瑚冷却，适用范围较为局限，而且并未涉及温度调控方法。

为克服以上技术难点，虽然人工上升流技术有应用于海表温度调控的可能性。但目前缺少一种有针对性、高效、可控且适用范围较广的人工上升流装置及方法，用于缓解由于海水变暖会导致珊瑚礁白化、海带白烂、水体缺氧等海洋环境问题。

发明内容

针对现有人工上升流技术由于适用范围局限、效率低、针对性差等局限性难以应用于海表温度调控的问题，本发明提供了一种基于人工上升流的海表温度调控装置及方法。用于缓解海水变暖会导致珊瑚礁白化、海带白烂、水体缺氧等海洋环境问题,为后续在实际海域进行海表温度调控应用提供新的思路。

本发明所解决技术问题采用的技术方案如下：

第一方面,本发明实施例提供一种基于人工上升流的海表温度调控装置,包括:碟形水面航行器、太阳能电板、频闪灯、蓄电池、控制箱（包括小型嵌入式系统、数据采集卡、GPS定位模块、通讯模块）、温度传感器、水质监测器、小型绞车、缆绳、气泵、导气管、圆形气盘，所述导气管的上端固定在气泵上，下端连接圆形气盘，所述圆形气盘的下端安装有测量水体温度的温度传感器,并通过绞车控制缆绳长度来调节气盘高度，通过气泵给经导气管给圆形气盘供气。

作为优选,所述碟形水面航行器外壳由钢体骨架和浮力材料组成。

作为优选,所述导气管采用PVC材料。

作为优选,所述圆形气盘采用不锈钢材料。

作为优选,所述气泵通过导气管连接圆形气盘。

作为优选,所述控制箱上连接有温度传感器、水质监测器、数据采集卡、小型绞车、气泵。