海洋监测浮标在强热带风暴“电母”影响期间的可靠性分析论文_乔磊

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摘要:2016 年第8 号强热带风暴“电母”在广东省湛江市东里镇登陆,利用布放在保护区内的海洋监测浮标获取的气象、水质等实时监测数据,通过对风暴过境特点的分析,就“电母”过境期间浮标受风暴影响的可靠性进行了探讨。结果表明:1风暴“电母”过境期间,保护区海面受风应力驱动产生近惯性振荡,引起海水搅动;浮标实测气压持续下降;风速呈波动变化,水体浊度增大。2在其过境期间,未对保护区海洋监测浮标产生大影响,浮标基本没有发生位置偏移。3生态监测浮标的抗风能力达到了设计要求,是一个比较稳定的实时监测系统。

关键词:浮标;热带风暴“电母”;监测

1浮标、及强热带风暴“电母”概况

1.1浮标概况

浮标系统安装有气象传感器包括气压、风速、风向、气温、湿度等参数;水质多参数安装于海平面以下1m的保护套筒内,包括水温、盐度、电导率、pH、溶解氧、浊度、叶绿素和蓝绿藻等8项水质参数。浮标系统采用GPRS的通讯方式进行监测数据的不间断传输。此外,浮标系统还安装了航标灯、雷达反射器等安全保护设施和霍尔锚系留系统,保障浮标安全。

1.2强热带风暴“电母”概况

强热带风暴电母(英语:tropical storm Dianmu,国际编号:1608),“电母”由中国大陆提供,意义为神话中的雷电之神。为2016年太平洋台风季第8个被命名的风暴,最大风速为28m/s。此风暴形成于南海,为中国“土台风”,具有近海加强,近海西移,移速慢等特点,并给海南,广东,广西,云南等地造成暴雨,缓解高温和旱情!

2数据提取和处理

强热带风暴“电母”的中心位置及最大风速数据来源于中国天气台风网站,其中台风最大风速为标准风速(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,2006)。采用传统方法对浮标监测数据如气温、气压、风速、相对湿度等气象参数和水温、盐度、pH、溶解氧、浊度等水质参数进行了比对分析。

采用Excel 2013进行数据统计计算,利用SPSS 16.0对数据进行统计分析,文中的图表利用Origin 8对数据进行作图。

3结果与分析

3.1风暴强度对比分析

台风强度依其中心附近地面最大平均风速而定(中国台风网,2011),风速越大,强度越大。海洋监测浮标在强热带风暴“电母”过境时浮标所在位置海平面以上2m 左右的实时风速监测数据。“电母”过境期间,浮标实测风速呈波动变化(表1),18日19时,风暴“电母”中心距离浮标的直线距离最近,仅32km,此时台风风眼区经过浮标,风“ 电母” 最大风圈内的风速为20m•s–1,而浮标实测风速仅为6.m•s–1,这符合风眼区的风速较最大风圈内的风速为小的特征(刘俊,2007)。风暴“电母”整个过境期间,浮标的工作状态正常。

台风是强烈的局地扰动源,在移动中向海洋输送动量和涡度并带走热量,从而在短期内造成海洋中不同模态的显著的动力和热力变异,其最基本的特征是受风应力驱动产生近惯性振荡。台风过后近惯性振荡通常要持续几天,并逐渐衰减,其衰减过程即为近惯性动能在水平和垂直方向上的传播和消散过程。风暴“电母”登陆后,浮标的偏移路径表明,保护区内海洋表层受风暴激发产生近惯性振荡,在近惯性流的作用下,浮标表现为东北-西南方向的振荡偏移。研究表明,海洋上台风尾迹中存在强烈的近惯性运动,在混合层流速可达1m•s–1 以上,一般可维持5~10d,这一阶段对人类的海上活动可造成破坏性影响。保护区内海域水深较浅,浮标所在海域水深18m左右,海域面积较小,不具备开阔海域近惯性运动维持的条件,所以保护区浮标所在海域产生的近惯性振荡持续时间较短。

3.2 浮标实测参数应对风暴“电母”过境影响分析

3.2.1气象参数应对风暴“电母”过境影响分析

取8 月17日13 时和8 月19 日13时浮标的气象实测数值为前对照点和后对照点。由图2 可知,与前、后对照点相比,台风过境期间气温并没有明显降低,但变幅不大(最大变幅为1.98℃);气压下降并不明显,相对湿度增大,台风过境前后的15 时最大;风速除18 日16 时外都增大,如3.1 所述。

4 讨论

风暴期间,导致浮标发生位置偏移的因素有3个:浮标抗风能力、风的强度和浮标周边地形。海洋生态监测浮标设计为霍尔锚系留系统,可抗15 级(标准风速60m/s)以下大风。风暴“电母”过境期间,最大标准风速在20-25m/s之间,风力相当于8-10级,但浮标偏移最大距离仅为56m,未发生大的偏移甚至跑标现象,浮标经受住了强热带风暴“电母”的严峻考验。这表明生态监测浮标的抗风能力达到了设计要求,是一个比较稳定的实时监测系统。

强热带风暴“电母”激发的浮标附近海域表层海水的近惯性振荡持续时间较短,未对浮标偏移产生大的影响。此外,风暴强度的局部衰减还与高度有关,研究表明风速随高度下降以幂指数形式发生衰减(王志春等,2007)。因此,浮标布放选点时,在保证选点环境具有代表性的前提下,可以选取沿海港湾、港汊或岛屿向陆一侧,借港湾、港汊地形、岛屿及树木的摩擦作用使台风强度削减,以确保浮标的安全(赵聪蛟等,2015)。

5 结论

1)风暴“电母”过境期间,海面受风应力驱动产生近惯性振荡,引起海水搅动,使水温下降;风速呈波动变化;风暴增水使保护区水量增加,水量汇入引起水体扰动,使水体浊度增大,溶解氧含量有所增加。

2)生态监测浮标的抗风能力达到了设计要求,是一个比较稳定的实时监测系统;在其过境期间,海洋生态监测浮标基本没有发生位置偏移。

参考文献:

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.2006.热带气旋等级[S].北京:中国标准出版社:1–4.

[2]中国台风网..台风强度等级[EB/OL].http://www.typhoon.gov.cn

[3]刘俊.2007.关注台风[M].北京:军事科学出版社:7–9.

[4]王志春,宋丽莉,何秋生,等.风速随高度变化的曲线模型分析[J].热带气象学报,2007,23(6):690-692.

[5]赵聪蛟,冯辉强,祝翔宇,等.象山港海洋监测浮标在强台风“海葵”影响期间的可靠性分析[J].热带海洋学报,2015,34(2):8-14.

作者简介:乔磊(1987-),男,籍贯:山西省大同市,研究方向:环境监测

论文作者:乔磊

论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期

论文发表时间:2017/10/11

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