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海洋 “脉搏” 如何监测?海浪监测方法全解析
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  • 2025-02-13

  在广袤无垠的海洋世界中,海浪如同跳动的脉搏,时刻展现着海洋的动态变化。海浪监测作为海洋监测的重要组成部分,对于保障海上活动安全、助力海洋科学研究、维护海洋生态稳定等方面意义非凡。《海洋监测技术规程 第6部分:海洋水文、气象与海冰》HY/T 147.6 - 2013标准中详细规定了多种海浪监测方法,为我们深入了解海洋提供了有力的技术支撑。




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  海浪监测的必要性


  海浪不仅是海洋表面的一种自然现象,其变化还与诸多方面息息相关。在海上交通领域,恶劣的海浪条件可能导致船舶颠簸、失控甚至倾覆,威胁船员生命安全和货物运输安全。


  准确的海浪监测能够为船舶航行提供实时的海况信息,助力航线规划和航速调整,保障海上运输的顺利进行。在海洋工程建设方面,海浪的冲击力对海上平台、港口、堤坝等设施的稳定性和耐久性有着重要影响。


  通过长期的海浪监测,能够获取海浪的动力参数,为海洋工程的设计、施工和维护提供科学依据,确保工程设施在复杂海况下的安全运行。此外,海浪还与海洋生态系统紧密相连,其变化会影响海洋中物质的输运和能量的传递,进而对海洋生物的生存和繁衍产生影响。


  海浪监测方法:坐底式声学测波仪法


  坐底式声学测波仪法适用于近岸和近海海域的海浪监测。其监测要素包括波高、波向和周期。在技术要求方面,波高单位为米,准确度为±10%;波向单位为度,准确度为±5°;周期单位为秒,准确度为±0.5 s。在监测前,需进行充分准备,如查找监测海域的磁偏角、底质、水深等资料,运行仪器自检程序,进行罗经校准,合理设置采样参数等。


  站位布设需选择能反映海浪主要特征、避开障碍物、远离复杂水域且底床平坦的位置。仪器投放宜在三级或以下海况、流速小于50 cm/s的条件下进行,投放前要对预定站位探测。回收时同样需注意海况条件,并在工作艇配合下进行。


  数据处理时要对原始数据备份,判断仪器移位和倾斜情况,检查完整性并剔除异常数据。


  海浪监测方法:波迹浮标法


  波迹浮标法同样适用于近岸和近海海域,且为仲裁方法。监测要素与坐底式声学测波仪法相同。其采样时间间隔不大于0.5 s,连续记录时长视海浪平均周期而定,宜为17 - 20 min。


  仪器设备包括浮标体、系留系统、接收机和计算机等,需具备实时数据无线传输、GPS定位和移位报警等功能。监测准备时要查看海图,了解水深和地形特征,正确安装浮标体和接收机。站位布设要求与坐底式声学测波仪法类似。


  仪器投放时,监测船到达预定站位后测量水深,检查仪器通讯状况,连接浮标体和系留系统并依次投放,投放过程中监测船不抛锚,投放结束后再次检查通讯状况。


  海浪监测方法:X波段雷达法


  X波段雷达法适用范围更广,涵盖近岸、近海、远海和大洋海域。监测要素同样是波高、波向和周期。波高准确度为±15%,波向准确度为±10°,周期准确度为±0.5 s。


  监测方式包括连续监测和定时监测,每次监测应连续采集至少5 min的雷达回波数据,定时监测宜在每日的08时、14时、20时进行,也可根据监测任务要求确定。


  海浪监测的未来展望


  随着科技的不断进步,海浪监测技术也在持续发展。未来,海浪监测将朝着更加智能化、精细化和多元化的方向迈进。


  一方面,新型传感器和监测设备将不断涌现,提高监测的精度和可靠性;另一方面,大数据、人工智能等技术的应用将能够对海量的海浪监测数据进行更深入的分析和挖掘,为海洋科学研究和海洋管理提供更有价值的信息。同时,海浪监测也将与其他海洋要素监测相结合,构建更加完善的海洋环境监测体系,为人类更好地认识和利用海洋奠定坚实的基础。


  海浪监测作为海洋领域的重要工作,凭借多种科学的监测方法,在保障海上安全、推动海洋研究和维护海洋生态等方面发挥着不可替代的作用。随着技术的持续创新和发展,海浪监测将为我们揭开更多海洋的奥秘,助力人类与海洋的和谐共生。