遼寧省海洋移動氣象觀測站的維修與維護(hù)

邢鈞，劉振宏，王若男，馬林，郭宗凱，王一，郭海

摘要：本文闡述了海洋氣象綜合監(jiān)測站網(wǎng)的現(xiàn)狀及遼寧省海洋移動氣象觀測站的主要性能和技術(shù)特點，遼寧省海洋移動氣象觀測站在加強(qiáng)推進(jìn)海洋觀測資料和預(yù)報信息總體進(jìn)程中的重要作用。根據(jù)遼寧省海洋移動氣象觀測站的工作原理，結(jié)合海上觀測的特殊性，總結(jié)了日常維護(hù)及故障排除維修的方法、思路和經(jīng)驗，為做好遼寧省海洋移動氣象觀測站保障工作具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：研究進(jìn)展；海洋移動氣象觀測站；日常維護(hù)維修

中圖分類號： P415 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.03.046

為了確保海洋作業(yè)的安全及在可能的條件下提高海洋作業(yè)的效率并減少費用開支，世界氣象組織（WMO）規(guī)定了海洋氣象預(yù)報業(yè)務(wù)是向海上或岸上的用戶提供其所需的海洋氣象和海洋水文情報。海洋氣象預(yù)報業(yè)務(wù)主要包括，強(qiáng)對流天氣和海洋氣象要素監(jiān)測，海區(qū)、航線、港口、碼頭未來72小時、24小時間隔的強(qiáng)對流、天氣現(xiàn)象、風(fēng)向、風(fēng)力、能見度預(yù)報，海上強(qiáng)對流天氣和海上大風(fēng)、海霧等海洋氣象災(zāi)害預(yù)警業(yè)務(wù)。海洋觀測資料庫作為海洋預(yù)報的基礎(chǔ)包括常規(guī)觀測資料、風(fēng)浪資料、船舶觀測資料、衛(wèi)星云圖、雷達(dá)拼圖、浮標(biāo)資料及海溫資料等。目前、船舶、浮標(biāo)自動氣象觀測建設(shè)項目是國家氣象局為環(huán)渤海藍(lán)色區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)保駕護(hù)航，提高對環(huán)渤海地區(qū)的氣象服務(wù)質(zhì)量而投資建設(shè)的重要內(nèi)容[1]。船舶、浮標(biāo)自動氣象觀測站中的氣象觀測數(shù)據(jù)對提高周邊區(qū)域氣象服務(wù)質(zhì)量占有極其重要的作用，在惡劣天氣條件下獲取的氣象數(shù)據(jù)尤為重要，為本地防災(zāi)減災(zāi)工作提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。同時，也為海洋氣候研究積累了可靠的原始觀測資料。

遼寧省為規(guī)范全省海洋氣象預(yù)報業(yè)務(wù)，提高海洋氣象預(yù)報準(zhǔn)確率和防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)效益，根據(jù)中國氣象局《海洋氣象預(yù)報業(yè)務(wù)規(guī)定》（中氣函〔2010〕262號）結(jié)合本省實際需求，制定了《遼寧省海洋氣象預(yù)報業(yè)務(wù)規(guī)定》。規(guī)定中明確了遼寧省海洋氣象預(yù)報業(yè)務(wù)是由遼寧省海洋氣象臺和大連、丹東、錦州、營口、盤錦、葫蘆島市海洋氣象臺以及沿海地區(qū)各縣氣象局聯(lián)合組織開展。秉承“以人為本、無微不至、無所不在”的服務(wù)理念，將全面監(jiān)測預(yù)報本省海域海上強(qiáng)對流天氣和海上大風(fēng)、海霧等海洋氣象災(zāi)害為重點工作，加強(qiáng)推進(jìn)海洋觀測資料和預(yù)報信息的互通共享、交流合作，共同促進(jìn)海洋氣象預(yù)報業(yè)務(wù)的發(fā)展。因此，設(shè)計出一套符合本地海洋觀測系統(tǒng)需要的維修維護(hù)指南尤為重要。

1 國內(nèi)外研究進(jìn)展

1.1 國外研究進(jìn)展

20世紀(jì)70年代，美國有專職的研究機(jī)構(gòu)MMAB和MDL發(fā)展專業(yè)化的海洋氣象數(shù)值預(yù)報[2]，逐步將模式產(chǎn)品轉(zhuǎn)化到實際應(yīng)用到業(yè)務(wù)中，經(jīng)過長期的業(yè)務(wù)應(yīng)用評估與檢驗，不斷反饋給研究機(jī)構(gòu)對模式加以改進(jìn)，形成研發(fā)→業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用→再研發(fā)的循環(huán)機(jī)制[3]。1990年，借助模式和資料同化的理論設(shè)計大氣與海洋觀測系統(tǒng)已取得了一定進(jìn)展[4]。2007年，佘軍等人利用高分辨率模式及資料同化方法來評估羅的海和北海的海表溫度觀測網(wǎng)[5]。

1.2 國內(nèi)研究進(jìn)展

近些年，我國海洋氣象防災(zāi)減災(zāi)預(yù)警監(jiān)測網(wǎng)建設(shè)不斷加強(qiáng)。渤海是我國海洋災(zāi)害和海上事故的高發(fā)區(qū)域，遼寧西部地區(qū)渤海沿岸為狹長的海濱平原，稱“遼西走廊”，隨著沿海經(jīng)濟(jì)帶的快速發(fā)展，轄區(qū)超過10海里至200海里以內(nèi)甚至更遠(yuǎn)的海上航行作業(yè)氣象服務(wù)、防災(zāi)減災(zāi)的需求日益提升，需要更為有力的海洋氣象觀測能力。為提升遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶海洋氣象災(zāi)害監(jiān)測能力，實時觀測溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、雨量等氣象要素，提供區(qū)域內(nèi)高時空分辨率的中小尺度災(zāi)害性天氣、局部環(huán)境和區(qū)域氣候等觀測數(shù)據(jù)，在遼寧沿海地區(qū)進(jìn)行綜合觀測系統(tǒng)建設(shè)。船舶氣象觀測是遼寧省海洋氣象預(yù)報和海事救援安全的重要數(shù)據(jù)支持。2013年遼寧省沿海地區(qū)建設(shè)58個能見度監(jiān)測站，承擔(dān)實時觀測業(yè)務(wù)，提供區(qū)域內(nèi)高時空分辨率的中小尺度災(zāi)害性天氣、局部環(huán)境和區(qū)域氣候等觀測數(shù)據(jù)和近海地區(qū)大霧分布信息。獲取沿海地區(qū)的能見度、風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、雨量、氣壓等要素資料，彌補(bǔ)觀測資料的不足，提高沿海地區(qū)的實況監(jiān)測能力和預(yù)報、預(yù)警的精細(xì)化水平。同時，能見度監(jiān)測站能夠用于提供近海地區(qū)大霧分布信息，以降低能見度過低而造成事故帶來的損失。具體建設(shè)內(nèi)容中包括在固定航線的客（貨）船上建設(shè)9個海洋移動氣象觀測站，獲取氣溫、風(fēng)向、風(fēng)速、能見度等4要素觀測數(shù)據(jù)，監(jiān)測海上發(fā)生的大風(fēng)、大霧等災(zāi)害性天氣，為研究其開始、發(fā)展、消亡的物理機(jī)制及預(yù)報預(yù)警服務(wù)工作提供基礎(chǔ)資料，為滿足海洋應(yīng)急氣象服務(wù)、重要航線氣象服務(wù)保障工作提供依據(jù)，詳見圖1。

2 遼寧海洋移動氣象觀測站簡介

2.1 海洋移動氣象觀測站

海洋移動氣象觀測站系統(tǒng)構(gòu)建主要由硬件、軟件、外圍設(shè)備三部分組成，其中硬件包括采集器硬件和傳感器等，軟件包括采集器軟件、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)軟件，外圍設(shè)備包括通訊模塊、電源系統(tǒng)等。海洋移動氣象觀測站系統(tǒng)可實現(xiàn)在海上實時觀測，具體觀測要素包括風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫和相對濕度。氣象要素采集數(shù)據(jù)通過傳感器轉(zhuǎn)換成模擬或數(shù)字信號，再經(jīng)由采集器將各傳感器提供的信號收集、處理、編碼后經(jīng)通信模塊發(fā)送到海洋移動氣象站的中心站，中心站主要功能為完成接收、解碼、處理后匯入數(shù)據(jù)庫，提升海上氣象災(zāi)害監(jiān)測、預(yù)報、預(yù)警能力[7]。

2.2 海洋移動氣象觀測站的性能指標(biāo)

2.2.1能見度 測量1分鐘，10分鐘的平均能見度。

測量范圍：10米～30千米；

分辨率：1米；

最大允許誤差：±10%（≤1.5千米）；±20%（>1.5千米）

2.2.2風(fēng)向 測量3秒鐘，1分鐘，2分鐘，10分鐘平均風(fēng)向。

測量范圍：0°～360°；

起動風(fēng)速：1.0米/秒；

分辨率：3°；

準(zhǔn)確度：±5°；

2.2.3 風(fēng)速 測量3秒鐘，10分鐘滑動平均風(fēng)速。1分鐘，2分鐘平均風(fēng)速。endprint