Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Буй погоды, обслуживаемый Национальным центром буев данных

Метеорологические буи - это инструменты, которые собирают данные о погоде и океане в Мировом океане, а также помогают во время аварийного реагирования на разливы химических веществ , судебных разбирательств и инженерного проектирования . Заякоренные буи используются с 1951 года, а дрейфующие буи - с 1979 года. Заякоренные буи соединяются со дном океана с помощью цепей , нейлона или плавучего полипропилена . С упадком погоды корабль, они стали играть более важную роль в измерении условий в открытом море с 1970-х годов. В 1980-х и 1990-х годах сеть буев в центральной и восточной частях тропического Тихого океана помогла изучить Эль-Ниньо-Южное колебание . Закрепленные метеорологические буи имеют диаметр 1,5–12 метров (5–40 футов), а дрейфующие буи меньше - 30–40 см (12–16 дюймов). Дрейфующие буи являются преобладающей формой метеорологических буев по количеству, их 1250 расположены по всему миру. Данные о ветре с буев имеют меньшую погрешность, чем данные с судов. Есть различия в значениях температуры поверхности моря. измерения между двумя платформами, а также в отношении глубины измерения и того, нагревается ли вода судном, которое измеряет количество.

История [ править ]

Метеорологический буй / буй данных / океанографический буй, эксплуатируемый Службой морских данных

Первое известное предложение по наблюдению за приземной погодой на море появилось в связи с авиацией в августе 1927 года, когда Гровер Лёнинг заявил, что «метеостанции вдоль океана в сочетании с разработкой гидросамолетов, которые будут иметь столь же большие расстояния, приведут к регулярным океанским полетам в течение десяти лет ". [1] Начиная с 1939 года, суда береговой охраны США использовались в качестве метеорологических судов для защиты трансатлантической воздушной торговли. [2]

Во время Второй мировой войны ВМС Германии установили метеорологические буи ( Wetterfunkgerät See - WFS) на пятнадцати фиксированных позициях в Северной Атлантике и Баренцевом море . Они были спущены с подводных лодок на максимальную глубину океана 1000 саженей (1800 метров), ограниченную длиной якорного троса. Общая высота корпуса составляла 10,5 метра (большая часть из которых находилась под водой), увенчанная мачтой и выдвижной антенной на 9 метров. Данные (температура воздуха и воды, атмосферное давление и относительная влажность) кодировались и передавались четыре раза в день. Когда аккумуляторы (высоковольтные сухие элементы для клапанов и никель-железныедля другой мощности, а также для подъема и опускания антенной мачты) были исчерпаны, примерно через восемь-десять недель аппарат самоуничтожился. [3] [4]

ВМС Океанографического метеорологические Автоматическое устройство 6 метров (20 футов) корпус (Nomad) буй был первоначально разработано в 1940 - х годах для ВМС США офшорной программы сбора данных «s. ВМС США испытывали морские автоматические метеостанции на предмет ураганов в период с 1956 по 1958 год, хотя дальность радиопередачи и время автономной работы были ограничены. [5] Между 1951 и 1970 годами в море было построено и развернуто 21 буя NOMAD. [6] С 1970-х годов использование метеорологических буев вытеснило роль метеорологических судов, поскольку они дешевле в эксплуатации и обслуживании. [7] Самое раннее зарегистрированное использование дрейфующих буев заключалось в изучении поведения океанских течений в Саргассовом море.в 1972 и 1973 годах. [8] Дрейфующие буи все чаще использовались с 1979 года, а по состоянию на 2005 год по океанам Земли бродило 1250 дрейфующих буев. [9]

В период с 1985 по 1994 год в экваториальной части Тихого океана был развернут обширный набор пришвартованных и дрейфующих буев для мониторинга и предсказания явления Эль-Ниньо . [10] 28 августа 2005 г. ураган Катрина опрокинул буй высотой 10 м (33 фута) впервые в истории Национального центра буев данных (NDBC). [11] 13 июня 2006 г. дрейфующий буй 26028 закончил свою работу. сбор долгосрочных данных о температуре поверхности моря после передачи в течение 10 лет, 4 месяцев и 16 дней, что является самым продолжительным известным временем сбора данных для любого дрейфующего буя. [12] Первый метеорологический буй в Южном океане.был развернут Комплексной системой морских наблюдений (ИМОС) 17 марта 2010 г. [13]

Инструменты [ править ]

См. Также: Метеостанция.

Метеорологические буи, как и другие типы метеостанций, измеряют такие параметры, как температуру воздуха над поверхностью океана, скорость ветра (постоянный и порывистый), барометрическое давление и направление ветра. Поскольку они находятся в океанах и озерах, они также измеряют температуру воды , высоту волн и преобладающий период волн . [14] Необработанные данные обрабатываются и могут регистрироваться на борту буя, а затем передаваться по радио, сотовой или спутниковой связи в метеорологические службы.центры для использования в прогнозировании погоды и изучении климата. Используются как заякоренные буи, так и дрейфующие (дрейфующие в течениях открытого океана). Стационарные буи измеряют температуру воды на глубине 3 метра (9,8 фута). [15] В мире существует множество различных дрейфующих буев, которые различаются по конструкции, и расположение надежных датчиков температуры может быть различным. Эти измерения передаются на спутники для автоматического и немедленного распространения данных. [15] Помимо их использования в качестве источника метеорологических данных, их данные используются в исследовательских программах, аварийном реагировании на разливы химических веществ, судебных разбирательствах и инженерном проектировании. [14] Закрепленные метеорологические буи могут также использоваться в качестве навигационных средств, как и другие типы буев.

Типы [ править ]

Типы заякоренных буев, используемых Национальным центром буев данных

Метеорологические буи имеют диаметр от 1,5 до 12 метров (5-40 футов). Те, которые размещаются на мелководье, меньше по размеру и пришвартованы с использованием только цепей, тогда как те, что находятся на более глубокой воде, используют комбинацию цепей, нейлона и плавучего полипропилена. [14] Поскольку они не имеют прямого навигационного значения, заякоренные метеорологические буи классифицируются как специальные знаки по схеме МАМС , окрашены в желтый цвет и имеют желтый мигающий свет в ночное время.

Дискусные буи круглые и пришвартованы в глубоких океанских местах диаметром 10–12 метров (33–39 футов). [16] [17] Алюминиевый буй длиной 3 метра (10 футов) представляет собой очень прочную метеорологическую океаническую платформу, которая имеет долгосрочную живучесть. Ожидаемый срок службы 3-метровой (10 футов) платформы превышает 20 лет, и при надлежащем техническом обслуживании эти буи не были списаны из-за коррозии. NOMAD - это уникальный заякоренный алюминиевый буй для мониторинга окружающей среды, предназначенный для развертывания в экстремальных условиях вблизи побережья и через Великие озера . [16] NOMAD, пришвартованные у атлантического побережья Канады, обычно испытывают зимние штормы с максимальной высотой волны, приближающейся к 20 м (66 футов) в заливе Мэн.

12-метровые буи-дискусы
Дрейфующий буй (DBi)

Дрейфующие буи меньше, чем их пришвартованные аналоги, их диаметр составляет 30–40 сантиметров (12–16 дюймов). Они сделаны из пластика или стекловолокна и, как правило, бывают двухцветными, с белым на одной половине и другим цветом на другой половине поплавка, либо сплошным черным или синим. Он измеряет меньшее количество метеорологических переменных по сравнению со своим пришвартованным аналогом, с барометром, измеряющим давление в трубке наверху. Они имеют термистор (металлический термометр) на его основе, а также подводный стабилизирующего или морской якорь, расположенный в 15 метров (49 футов) ниже поверхности океана , связанной с буем длинным, тонким тросом. [18]

Развертывание и обслуживание [ править ]

Буй NOAA на хранении, Гомер, Аляска

Большая сеть прибрежных буев около Соединенных Штатов поддерживается Национальным центром буев данных [19], а их развертывание и техническое обслуживание выполняет Береговая охрана Соединенных Штатов. [20] Для Южной Африки , в южноафриканской службе погоды разворачивает и восстанавливает свои буи, а Метеорологическая служба Новой Зеландии выполняет ту же задачу для своей страны. [21] Министерство охраны окружающей среды Канады эксплуатирует и размещает буи для своей страны. [22] Метеобюро в Великобритании развертывает дрейфующие буи через северн и южные Атлантические океаны. [23]

Сравнение с данными с кораблей [ править ]

Сообщения о ветре с заякоренных буев имеют меньшую ошибку, чем с судов. Сравнение двух измерений усложняется тем, что буи NOMAD сообщают о ветре на высоте 5 метров (16 футов), в то время как суда сообщают о ветре с высоты 20–40 метров (66–131 фут). [24] Температура поверхности моря, измеренная во входном порту больших судов, имеет смещение около 0,6 ° C (1 ° F) из-за высокой температуры машинного отделения. [25] Эта предвзятость привела к изменениям в восприятии глобального потепления с 2000 года. [26] Стационарные буи измеряют температуру воды на глубине 3 метра (10 футов). [15]

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Джордж Ли Дауд-младший (август 1927 г.). «Первый самолет в Германию» . Популярная наука . Popular Science Publishing Company, Inc. 111 (2): 121 . Проверено 18 января 2011 .
  2. ^ Малькольм Фрэнсис Уиллоуби (1980-06-01). Береговая охрана США во время Второй мировой войны . С. 127–130. ISBN 978-0-405-13081-6. Проверено 18 января 2011 .
  3. ^ Деге, Вильгельм (2003). Война к северу от 80-х: последняя немецкая арктическая метеостанция времен Второй мировой войны . Калгари, Альта: Арктический институт Северной Америки. С. 300–301. ISBN 9780870817687.
  4. ^ Селинджер, Франц (1985). "Deutsche automatische Wetterstationen in der Arktis 1942-1945". Polarforschung . Бремерхафен (55): 55–67.
  5. ↑ JA Shirley (май 1959). «Морские автоматические метеорологические станции» (PDF) . Темы Бюро погоды . 18 (5): 83.
  6. ^ GL Timpe и Н. Ван де Voorde (октябрь 1995). «Буи NOMAD: обзор сорока лет использования». ОКЕАНЫ '95. МТС / IEEE. Вызовы нашей изменяющейся глобальной окружающей среды. Материалы конференции . 1 : 309–315. DOI : 10.1109 / OCEANS.1995.526788 . ISBN 0-933957-14-9. S2CID  111274406 .
  7. ^ Национальный исследовательский совет (США). Комитет по океанологии, Национальный исследовательский совет (США). Группа по изучению взаимодействия океана и атмосферы (1974). Роль океана в предсказании климата: отчет о семинарах, проведенных Исследовательской комиссией по взаимодействию атмосферы океана под эгидой Комитета по наукам об океане Совета по вопросам океана, Комиссии по природным ресурсам, Национального исследовательского совета . Национальные академии. п. 40 . Проверено 18 января 2011 .
  8. ^ Элвин Э. Уилсон (июль 1973). «Ученые обнаружили, что течения в Западной Атлантике очень изменчивы». Журнал погоды моряков . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . 17 (4).
  9. ^ Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (2009-04-15). «Движение океана и поверхностные течения» . Проверено 28 января 2011 .
  10. ^ К. А. Браунинг; Роберт Дж. Герни (1999). Глобальные энергетические и водные циклы . Издательство Кембриджского университета . п. 62. ISBN 978-0-521-56057-3. Проверено 9 января 2011 .
  11. ^ Ураганы: наука и общество (2010). «Буи погоды» . Университет Род-Айленда . Проверено 28 января 2011 .
  12. ^ Collecte Локализация Спутники (июнь 2010). "АРГОС Книга рекордов" (PDF) . п. 5 . Проверено 28 января 2011 .
  13. ^ Интегрированная система морских наблюдений (май 2010 г.). «IMOS развертывает первый в мире метеорологический буй в отдаленных районах Южного океана» (PDF) . Морские вопросы . Департамент инноваций, промышленности, науки и исследований (8): 1.
  14. ^ a b c Национальный центр буев данных (2008-02-04). «Программа зашвартованных буйков» . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Проверено 29 января 2011 .
  15. ^ a b c Витторио Барале (2010). Океанография из космоса: новый взгляд . Springer. С. 237–238. ISBN 978-90-481-8680-8. Проверено 9 января 2011 .
  16. ^ a b Джефф Маркелл (2003). Справочник погоды для моряков . Sheridan House, Inc. стр. 13. ISBN 978-1-57409-158-8. Проверено 27 января 2011 .
  17. ^ "Наблюдая за океанами: отчет от General Dynamics" . Труды Военно-морского института . Аннаполис, Мэриленд: Военно-морской институт США. 93 (1): 28–29. Январь 1967 г. ISSN 0041-798X . Дата обращения 16 июня 2020 . 
  18. ^ Р. М. Лампкин & Pazos (2010-06-08). "Что за Скиталец?" . Программа Global Drifter . Проверено 29 января 2011 .
  19. ^ Лэнс Ф. Босарт, Уильям А. Спригг, Национальный исследовательский совет (1998). Метеорологический буй и прибрежная морская автоматизированная сеть для США . Национальная академия прессы. п. 11 . ISBN 978-0-309-06088-2.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  20. ^ Министерство внутренней безопасности (2009-06-02). «Погодные программы Министерства внутренней безопасности» (PDF) . Управление Федерального координатора по метеорологии . п. 2 . Проверено 29 января 2011 .
  21. ^ Группа по сотрудничеству с буями данных (2009). «Методы восстановления буя» (PDF) . Центр поддержки платформы для наблюдений in situ Объединенной технической комиссии ВМО-МОК по океанографии и морской метеорологии. С. 1–4 . Проверено 29 января 2011 .
  22. ^ Environment Canada (30 декабря 2010 г.). «Морские погодные наблюдения» . Правительство Канады . Проверено 29 января 2011 .
  23. ^ Метеорологическое бюро (2011). «Наблюдения с дрейфующих буев» . Проверено 29 января 2011 .
  24. ^ Бриджит Р. Томас; Элизабет К. Кент и Вэл Р. Суэйл (2005). «Методы гомогенизации скорости ветра с судов и буев» (PDF) . Международный журнал климатологии . John Wiley & Sons, Ltd. 25 (7): 979–995. Bibcode : 2005IJCli..25..979T . DOI : 10.1002 / joc.1176 .
  25. ^ Уильям Дж. Эмери; Ричард Э. Томсон (2001). Методы анализа данных в физической океанографии . Gulf Professional Publishing. С. 24–25. ISBN 978-0-444-50757-0. Проверено 9 января 2011 .
  26. ^ Майкл Маршалл (2010-11-16). «Корабли и буи замедлили процесс глобального потепления» . Новый ученый . Проверено 29 января 2011 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Национальный центр буев данных США
  • Расположение судов и метеорологические буи
  • Группа по сотрудничеству с буями данных (DBCP)
  • Ураган Рита и буи