《气象仪器和观测方法指南》(第六版)第21章 海洋观测

第21章海洋观测

21.1概述

最广定义的海洋观测涵盖所有在海—气界面间，海面以下及海面以上的大气（高空观测）的和与之有关的环境的观测，从海洋站进行的观测详细的、正规的要求参见WMO（1981b）。对要求及程序的建议见WMO（1982）。

本章，我们考虑的是在海—气界面上的观测，也包括在其他章叙述过的通常也在陆面上进行的观测。我们也考虑对某些海洋物理学及物理海洋学的次表层的重要测量，在海洋上高层大气的测量方法基本上与陆地上空的一样。本章不考虑。

波浪的测量及观测在本指南的其他章没有叙述。目测方法在21.2.12节中讨论，自动方法在21.3节中叙述，虽然这些方法也用在其他类型的平台上。

观测可以在固定的或移动的平台上进行，用地面或空间为基地的技术进行现场或遥感。现场方法基本上是在能代表周围海域的单点进行观测，与天气学要求一样。遥感技术能获得大面积或大容量的代表性，特别适用于海冰观测。

现场测量

这些测量或观测是从各种平台上作出的。它们包括自愿观测船队（VOF、在自愿观测计划中叫VOP、海洋气象站（OWS）、有人及无人灯塔、锚定浮标、漂流浮标、塔、油气平台及岛屿自动气象站等。通常平台的类型决定测量要素及报告的范围，因而VOF的船舶主要是用人工观测的方法进行天气学所需要的所有项目的观测（在WMO SHIP电码中规定的项目）。而最简单的漂流浮标可能只报告船位和海面温度。

遥感测量

海洋测量资料能从地基或空基的遥感系统获得。现在，地基遥感系统可用来观测或测量降水（天气雷达）、近地面风（多普勒雷达）、表面洋流、表面风、及海况（短程的微波雷达、高频的远程雷达，例如超水平遥感）。这些技术在第9章叙述。此外对于遥测技术，及在第7章叙述的闪电定位，也应用于海洋环境。

从空间的遥感可用来测量许多海洋表面变量，由于技术进步，从空间平台的遥感可能将提供全球海洋上大量的海况、风及海面温度资料。无论如何，应当注意到，现场测量对增补及校准这些资料仍是必不可少的。空间遥感系统在第8章叙述。

21.2船上的观测

本节包括详细的进行船上观测及测量的指导及建议。WMO（1991b）是另一方面的指导和建议的来源。分析研究从船上来的观测资料由WMO（1991a）及Wikerson and Earle(1990)给出。

21.2.1观测要素

承担气象观测任务的船舶，应能观测或测量下列要素并装置应有的仪器：

（a）船位；

（b）风速和风向；

（c）大气压、气压倾向特征及其变量；

（d）天气：现在天气和过去天气；

（e）云量、云状和云高；

（f）能见度；

（g）气温；

（h）湿度（露点）；

（i）降水；

（j）海面温度；

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（k）海上风浪和涌浪：波高、波浪周期和波向；

（l）海冰及/或需要时的船上结冰；

（m）船的航向和航速；

至于这些要素的观测次序，一般来说，因为仪器观测需要使用灯光，所以凡由仪器观测的要素，应排在非仪器观测要素之后进行观测，以利于眼睛适应黑暗环境。

除气压外，其它要素的观测都应在基本天气观测的标准观测时间前10分钟内进行，而气压观测值则应恰好在标准观测时间读取。

21.2.2需要的仪器

适宜船舶使用的仪器如下：

（a）精密空盒气压表或船用水银气压表；

（b）干湿球温度表；

（c）气压计，最好是微压计；

（d）海水温度表以及用以获取海水样品的适当容器，或带有遥测指示器的持续浸在海水中的传感器（或接触船壳的传感器）；

（e）适宜于船上使用的雨量器。

关于风力的观测，尽量用架设在具有代表性部位的风速表代替目视估计。除了在本章下面若干节中谈到的一些修改外，在船上使用的仪器应符合本《指南》有关章中所提出的要求或建议。提供给船上使用的气象仪器，应先由有关气象部门测试或检查。

21.2.3观测时间

在船上的地面观测照下列时间进行：

（a）天气观测应在主标准时间：0000，0600，1200和1800世界协调时（UTC）进行。如需要外加观测应在中间标准时间0300，0900，1500和2100（UTC）进行一次或数次。

（b）当主要标准时间在船上有实际困难不可能进行天气观测时，可以在尽可能接近主标准时间的具体时间进行观测。在特殊情况下观测甚至可以早于主要标准时间一小时，例如这种情况可能发生在为保证海岸无线电台的值班员能在下班前收到传送的电报。在这些情况下观测和实际的时间均应指明。

（c）当风暴迫近或盛行时应在主标准时间之外加密观测。

（d）当遇到突发性危险天气时，应不管观测的标准时间，立刻进行观测并发报。

21.2.4船上自动观测

船上用的自动或部分自动观测传输系统已研制出来。采用两种基本操作方式：

（a）用人工观测然后输入处理装置（标准的是个人电脑），按需要编码和自动格式化或人工初始化输入；

（b）用第一章所述的标准自动气象站方法进行观测。船的位置、航向及航速，从航行系统中取得或者单独从卫星导航系统（GPS）计算出来。这种观测数据可根据通讯设备情况或者完全自动的，或者人工初始化进行传输。

卫星通讯系统现在已广泛使用来传播船舶的观测信息。有三种方法可采用：

（a）通过气象地球同步卫星（GOES，METEOSAT，GMS）的国际资料收集系统（IDCS），此系统主要由气象机构建立，在预定的时间程序中1小时1次，按全自动传输方式传送资料仅此一个传送通道，其误差率可能比较明显；

（b）商用卫星系统，例如INMARSAT，这些系统很可靠并提供二通道通讯，但常需人工起动；

（c）Argos系统，这系统主要为定位和资料传送设计的，同时限制在国家海洋大气局（NOAA）极轨卫星的数量及轨道特征内Argos能被用作船舶气象资料的通讯及处理（WMO，1989a）。

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