配备AI技术实时给大海体检 黄、东海浮标观测站研发浮标系统新技术

近日，中科院海洋所黄、东海浮标观测站前后历时近20个月，自主开发研制完成了自由伸缩式智能化多功能剖面观测浮标系统，并于近日顺利布放于舟山海域，进入试运行阶段。该浮标系统的智能控制功能采用了最新的AI技术，可根据浮标上配置的各类传感器对海况进行实时判断，从而对伸缩装置的运行状态进行自动控制，将更加安全、稳定地获取剖面水体数据，给海洋量体温、做体检。

可给大海量体温做体检

自由伸缩式智能化剖面观测浮标系统完全由黄、东海浮标观测站自主研发完成，首次采用智能控制与自由伸缩式刚性结构体技术结合的方式进行海洋剖面观测，可对剖面水体的水温、电导率、深度、浊度、叶绿素、溶解氧、pH等多参数要素进行长期、定点、连续、实时观测。自由伸缩式智能化剖面观测浮标系统还进行了多项技术创新，包括采用太阳能-波浪能多源组合供电模式、视频实时监控功能、多层通量风的观测功能等。该浮标系统安全稳定、推广性强，可利用现有的浮标观测网络，构建一个观测范围广阔的水体垂直剖面观测网络系统，为海洋基础和应用等学科研究的深入开展，取得突破性、创新性研究成果起到系统支撑作用。

目前，黄、东海浮标观测站拥有浮标观测系统21套（包括合作共建浮标系统），其中直径15米三锚式浮标综合观测平台1套、直径10米大型综合观测浮标系统7套、船型综合观测浮标系统3套、直径3米中型综合观测浮标系统5套、直径1-2.4米小型观测浮标5套，分布于我国的黄海海域和东海海域，主要进行海洋表层相关数据的实时获取。

预测台风“利奇马”

浮标观测系统有何用？在前不久经历的“利奇马”台风预测中，海洋所黄、东海浮标观测站立下“赫赫战功”。今年第9号台风“利奇马”分别于8月10日、12日登陆浙江和山东，十多个省（市）受到影响，引发严重洪涝灾害并造成直接经济损失超过500亿元。海洋所黄、东海浮标观测站共计14套浮标观测系统和1套自动气象站在“利奇马”经过我国近海及登陆期间，完整记录了全过程实时观测数据，为台风路线预报、台风防范工作和应急响应方案开展提供了可靠数据支撑。

海洋所黄、东海浮标观测站完整记录了“利奇马”经过我国近海及登陆期间的全过程实时观测数据，尤其是22号浮标观测到极大风速达到33.3m/s，风力达到十二级。东海站花鸟岛气象站于8月10日14:00首先捕捉到“利奇马”的踪迹，观测到极大风速为30.3m/s，风力达到十一级。13:30东海站22号浮标观测到极大风速达到33.3m/s，风力超过十二级。随着“利奇马”台风继续北上，位于黄海海域的各个浮标观测系统也先后捕捉到了台风期间的实时数据，布放于青岛和日照外海的17号、18号和19号浮标于8月11日先后观测到最大风速为15.0m/s、20.9m/s和16.5m/s，风力持续在九级以上。8月11日20:50“利奇马”在青岛黄岛二次登陆，登陆时中心附近最大风力达到九级（23m/s）。随后北黄海的03号和04号浮标同时观测到其最大波高达到5.5米，极大风速19.4m/s，风力八级。这些浮标观测数据为黄海沿岸地区气象预报和防台减灾预报等提供有力数据支撑。

台风对人类的影响十分巨大，我国是世界上少数几个受台风影响最严重的国家之一，平均每年有7个左右台风在我国登陆。1990-2009年，我国大陆平均每年台风造成的经济损失就达314亿元，死亡人数高达443人。随着现代科技发展，台风路径预报水平显著提高，海上实时监测系统的建立和完善是有效获取台风实时数据和优化台风预报模型的重要手段，实践中海上实时监测系统能够较以往其他的台风观测手段更早、更及时监测到台风引起的海上水文、气象要素的连续、实时变化，有利于更准确预报台风移动路径，提高台风预警的准确率。

观测浮标像坚实的“哨兵”

这些观测浮标就像祖国坚实的“哨兵”，无论风和日丽还是惊涛骇浪，都会坚守在我国近海，时刻向岸站数据接收系统发送观测数据，并及时提供给相关单位科学家和技术人员进行分析和应用。而自由伸缩式智能化剖面观测浮标系统的发明将通讯技术和传感器集成技术应用在浮标系统上，可实现数据获取的实时性、连续性和长期性，是黄、东海浮标观测站浮标观测系统的一次技术“升级”，将更大发挥观测浮标系统在台风预测等领域的作用。

目前，黄、东海站的海上观测浮标和海岛自动气象站，是获取台风实时数据的重要且唯一的观测设施，当台风到来的时候，观测船只因为人员和船舶的安全必须进行避风，所以不可能获取到台风的实测数据，而雷达、卫星等观测设施则采用的是遥测方式，更不能得到台风过境时的实测数据，所以最终仅有这些锚系式浮标24小时在坚守岗位，全天候不间断获取到宝贵的台风实时数据，这些宝贵的实时观测数据便成了研究台风的唯一实测资料。黄、东海浮标观测站目前拥有观测浮标系统21套（包括合作共建浮标系统），黄、东海站技术人员不但定期组织常规例行维护，还安排专人进行每日数据巡检，并针对每日巡检情况及时组织有针对性的组织应急维护，甚至对每套观测系统每隔三年进行一次系统大修。除此之外，黄、东海站技术人员还积极创新观测形式、拓展观测范围、开发观测技术，旨在为我国的海洋科学研究、地区经济发展、自然灾害防范等提供可靠的、不可替代的一手数据资料。

青岛晚报／掌上青岛／青网记者王伟

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黄、东海浮标观测站预测到的台风

黄、东海站自2009年6月成功布放首套海洋综合观测浮标以来，共有14套浮标先后获取到了28个台风经过时的实时观测数据。其中有7个台风经过或影响东海海域并一直北上最终经过或影响山东外海海域直至北黄海海域，发展和演变过程被黄海站、东海站在相应海域布放的浮标相继记录到实时观测数据；有4对双台风（2012年的第14号和15号、2013年的第23号和24号、2016年的第14号和16号、2018年的第18号和19号）被浮标连续观测到完整数据；观测到台风数量最多的一年是2012年，共有6个台风被浮标系统获取到实时观测数据；2018年第18号强热带风暴“温比亚”和同年第19号强台风“苏力”先后被13套观测浮标获取到实时数据；今年的第9号台风“利奇马”先后被14套观测浮标获取到实时数据，为经历浮标最多的台风；观测台风实时数据次数最多的浮标系统为东海站的06号浮标，自布放以来共获取了27个台风经过时的实时观测数据。

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