Метеорологический буй - Weather buoy
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 инженерных разработок . 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 метеорологического корабля 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 . Заякоренные 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. Также существуют различия в значениях измерения температуры поверхности моря между двумя платформами, связанные с глубиной измерения и тем, нагревается ли вода судном, которое измеряет количество.
История
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 такую же дальность действия, приведут к регулярным океанским полетам. в течение десяти лет ". Начиная с 1939 года, суда береговой охраны США использовались в качестве метеорологических судов для защиты трансатлантической воздушной торговли.
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 батареи (высоковольтные сухие элементы для клапанов и никель-железные для других источников энергии, а также для подъема и опускания антенной мачты) были разряжены, примерно через восемь-десять недель, устройство самоуничтожилось.
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. В период с 1951 по 1970 год в море было построено и развернуто 21 буя NOMAD. С 1970-х годов использование метеорологических буев вытеснило роль метеорологических судов, поскольку они дешевле в эксплуатации и обслуживании. Самым ранним зарегистрированным использованием дрейфующих буев было изучение поведения океанских течений в Саргассовом море в 1972 и 1973 годах. С 1979 года дрейфующие буи все чаще использовались, и по состоянию на 2005 год по океанам Земли бродило 1250 дрейфующих буев.
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 . Ураган Катрина опрокинул буй высотой 10 м (33 фута) впервые в истории Национального центра буев данных (NDBC) 28 августа 2005 г. 13 июня 2006 г. дрейфующий буй 26028 завершил сбор долгосрочных данных о температура поверхности моря после передачи в течение 10 лет, 4 месяцев и 16 дней, что является самым длинным известным временем сбора данных для любого дрейфующего буя. Первый метеорологический буй в Южном океане был развернут Комплексной системой морских наблюдений (ИМОС) 17 марта 2010 года.
Приборы
Метеорологические буи, как и другие типы метеостанций, измеряют такие параметры, как температура воздуха над поверхностью океана, скорость ветра (постоянный и порывистый), барометрическое давление и направление ветра. Поскольку они расположены в океанах и озерах, они также измеряют температуру воды , высоту волн и преобладающий период волн . Необработанные данные обрабатываются и могут регистрироваться на борту буя, а затем передаваться по радио, сотовой или спутниковой связи в метеорологические 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). 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. Помимо использования в качестве источника метеорологических данных, их данные используются в исследовательских программах, аварийном реагировании на разливы химических веществ, судебных разбирательствах и инженерном проектировании. Пришвартованные метеорологические буи также могут использоваться в качестве навигационных средств, как и другие типы буев.
Типы
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, в то время как те, что находятся на более глубокой воде, используют комбинацию цепей, нейлона и плавучего полипропилена. 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.
Буи для дискусов имеют круглую форму и пришвартованы в глубоких океанских местах диаметром 10–12 метров (33–39 футов). Алюминиевый буй длиной 3 метра (10 футов) представляет собой очень прочную метеорологическую океанскую платформу, которая имеет долгосрочную живучесть. Ожидаемый срок службы 3-метровой (10 футов) платформы превышает 20 лет, 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 . NOMAD, пришвартованные у атлантического побережья Канады, обычно испытывают зимние штормы с максимальной высотой волн, приближающейся к 20 м (66 футов) в заливе Мэн.
Дрейфующие буи меньше, чем их пришвартованные аналоги, их диаметр составляет 30–40 сантиметров (12–16 дюймов). Они сделаны из пластика или стекловолокна и обычно 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.
Развертывание и обслуживание
Большая сеть прибрежных буев вблизи Соединенных Штатов поддерживается Национальным центром буев данных, а их развертывание и техническое обслуживание выполняет Береговая охрана Соединенных Штатов. Для Южной Африки , то южноафриканская служба погоды разворачивает и восстанавливает свои буи, а Метеорологическая служба Новой Зеландии выполняет ту же задачу для своей страны. Министерство окружающей среды Канады эксплуатирует и размещает буи для своей страны. Метеобюро в Великобритании развертывает дрейфующие буи через северн и южные Атлантические океаны.
Сравнение с данными с кораблей
Сообщения о ветре с заякоренных буев имеют меньшую погрешность, чем с судов. Сравнение двух измерений усложняется тем, что буи NOMAD сообщают о ветре на высоте 5 метров (16 футов), а суда сообщают о ветре с высоты 20–40 метров (66–131 фут). Температура поверхности моря, измеренная во входном порте больших судов, имеет смещение около 0,6 ° C (1 ° F) из-за высокой температуры машинного отделения. Эта предвзятость привела к изменениям в восприятии глобального потепления с 2000 года. Стационарные буи измеряют температуру воды на глубине 3 метра (10 футов).