// Вие четете...

Океан и Атмосфера

Взаимодействие на океан – атмосфера.

„Който се бои от всяко облаче, никога не пътешества.“

Станало е ясно, че дрифтерите не само позволяват да се решат задачите от океанографски характер, но и се явяват мощни инструменти за хидрометеорологични наблюдения, особено в тези райони на Световния океан, където отсъства регулярно корабно движение. С това е свързано появяването на редица метеорологични дрифтери, например, така наречения FGGE/TOGO дрифтер, външния вид на който е показан на рис. 5.

Рис. 5. Външен вид на метеорологичен дрифтерен буй FGGE/TOGO

Този буй има стандартни датчици за атмосферното налягане, температурата на въздуха и температурата на водата на повърхността на морето, датчик за скоростта и направлението на вятъра, тоест той е способен да измери всички метеорологични параметри подобно на котвения буй. Изпробвано е даже да бъдат заредени батериите му от кораб с цел да се удължи ресурса на дрифтера. Очевидно е, че такава процедура е достатъчно скъпа сама по себе си, и с отчет на стойността на самия буй е надхвърлила сумата 20000 долара, поради това той не е получил широко използване.

Вълномерен буй. Directional Wave rider MK III. Този буй е показан на рис. 6, предназначен е за измерване на параметрите на вълнението с помощта на акселерометър и магнитен компас (рис. 7). Измервани параметри: период и височина на вълните, а също направлението на разпространение на вълнението и температурата на водата. Предаването на данните става чрез ИСЗ в системата ARGOS или късовълнови предаватели до 50 км над морето. В качеството на чувствителен преобразовател се използва датчик за ускорение – акселерометър, стабилизиран по вертикала. Сигналът за ускорение след двойно интегриране се преобразува в сигнал, пропорционален на възвишението на водната повърхност. Но процесът на двойното интегриране внася съществени грешки в измерванията.

Рис. 6. Външен вид на вълномерния буй. Directional Wave rider MK III.

Рис. 7. Устройство на вълномерния буй.

Анализирайки състоянието на дрифтерната мрежа и всеки буй по отделно от гледна точка на повишаване на надеждността и качеството на измерванията, могат да бъдат определени следващите най-важни задачи, които са обозначени от експертите в областта на дригтерните технологии:

  • увеличаване на надеждността на измерване на атмосферното налягане;

– увеличаване на автономността на дрейфуващите буйове;

– разработка на дрифтер, устойчив към авиационно развръщане;

– повишаване на пропускателната способност на спътниковия канал за свръзка;

– оптимизация на процедурата за обработка на данните в бреговия център;

– икономия на финансови и материални средства.

Новата, перспективна платформа за дрейфуващи буйове, изучаващи взаимодействието на океана и атмосферата трябва да станат не лагранжеви трасери, а именно вълномерни буйове. При което в качеството на чувствителен елемент се предлага не горе упоменатия акселерометър, изискващ двойно интегриране за получаване на търсения параметър, а приемник от спътниковата навигационна система.

Разработения в ОАО нов метод за измерване на параметрите на вълнението с използването на Глобалната навигационна спътникова система ГЛОНАСС позволява създаването на вълномерна дрейфуваща автоматична хидрометеорологична станция (рис. 8), превъзхождаща вече споменатите аналози по информативност.

Същността на метода се заключава в това, че разместения на вълномерния буй приемник от глобалната спътникова навигационна система ще определя не само координатите на самия буй и характеристиките на неговия дрейф, както това се прави от по-горе споменатите буйове, но и, явявайки се чувствителен елемент, определящ в географска координатна система вариациите на координатите по три съставляващи, насочени на север, изток и към центъра на Земята.

Рис. 8. Дрейфуващ автономен хидрометеорологичен буй.

По съставляващата, насочена към центъра на Земята се оценяват характеристиките на вълнението, такива като период, височина, дължина на вълната, а използвайки северната и източната съставляваща с увеличаването на координатите без използването на допълнителен курсоуказател, – скростта, направлението на разпространение и стръмнината на вълните. По-рано разчетите за вълнението се осъществявали по скоростта на приводния вятър, сега се е появила възможност от получените вълнови характеристики решавайки обратната задача, и, използвайки същите тези зависимости, се разчита скоростта на вятъра. Серия от последователни обсервации позволяват да се определят направлението и скоростта на дрейфа на буя. Ако на такъв буй се поставят допълнителни датчици за измерване на температурата на водата в повърхностния слой и температурата на въздуха в при водния слой, а също така атмосферното налягане (което не влияе на характеристиките на буя), тогава ще получим средство, което удовлетворява повечето от изискванията на глобалната климатична програма и глобалната система за наблюдение на океана (табл. 1). Способ за постановката на буя – както корабен, така и авиационен (за авиационната постановка е разработена специална парашутна система).

Сравнителния анализ по измерваните параметри за разгледаните по-горе образци с дадената вълномерна дрейфуваща автоматична хидрометеорологична станция е представен в таблица 2.

Таблица 2. Сравнение на дрейфуващи буйове.

Забележка: К – корабен, А – авиационен.

Вълномерния дрейфуващ АГМС съвместява в себе си океанографски буй, измерващ повърхностните течения (дрейф), температура на водата, характеристиките на вълнението, и метеорологичен буй, измерващ атмосферното налягане, температурата на въздуха, направление и скорост на вятъра.

Разгледаното средство ще намери приложение в такива разнообразни отрасли и дейности като:

– безопасност на корабоплаването;

– операции по търсене и спасяване;

– ликвидация на последствията при особени ситуации;

– развитие на мрежа за наблюдения с цел предупреждение за стихийни явления;

– изучаване взаимодействието на океана и атмосферата.

Създаването и внедряването на система за мониторинг на базата на дрейфуващите АГМС с повишена информативност (разширена номенклатурност на измерваните параметри) ще позволи да се достигне синхронност в процесите за наблюдение и ще повиши ефективността на решаваните приложни задачи в интересите на икономиката с 15-20%.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар