Boja pogodowa
Boje pogodowe to instrumenty, które zbierają dane pogodowe i oceaniczne w oceanach świata, a także pomagają podczas reagowania kryzysowego na wycieki chemiczne , postępowania sądowe i projektowanie inżynieryjne . Boje zacumowane są używane od 1951 r., a boje dryfujące od 1979 r. Boje zacumowane są połączone z dnem oceanu za pomocą łańcuchów , nylonu lub pływającego polipropylenu . Wraz z upadkiem statku pogodowego , od lat 70. XX wieku odgrywały bardziej podstawową rolę w pomiarach warunków panujących na otwartych morzach. W latach 80. i 90. XX wieku sieć boi na środkowym i wschodnim tropikalnym Oceanie Spokojnym pomogła w badaniu oscylacji południowej El Niño . Zacumowane boje pogodowe mają średnicę od 1,5 do 12 metrów (5 do 40 stóp), podczas gdy boje dryfujące są mniejsze i mają średnicę 30 do 40 centymetrów (12 do 16 cali). Dryfujące boje są dominującą formą boi pogodowych pod względem samej liczby, z 1250 zlokalizowanymi na całym świecie. dotyczące wiatru z boi mają mniejszy błąd niż dane ze statków. Występują różnice w wartościach temperatury powierzchni morza pomiary między dwiema platformami, a także odnoszące się do głębokości pomiaru i tego, czy woda jest podgrzewana przez statek, który mierzy ilość.
Historia
Pierwsza znana propozycja obserwacji pogody na powierzchni morza pojawiła się w związku z lotnictwem w sierpniu 1927 r., kiedy Grover Loening stwierdził, że „stacje meteorologiczne wzdłuż oceanu w połączeniu z rozwojem wodnosamolotów o równie dużym zasięgu zaowocowałyby regularnymi lotami oceanicznymi”. w ciągu dziesięciu lat”. Począwszy od 1939 roku, Straży Przybrzeżnej Stanów Zjednoczonych były używane jako statki meteorologiczne do ochrony transatlantyckiego handlu lotniczego.
Podczas II wojny światowej niemiecka marynarka wojenna rozmieściła boje pogodowe ( Wetterfunkgerät See — WFS) na piętnastu stałych pozycjach na północnym Atlantyku i Morzu Barentsa . Zostały wystrzelone z U-Bootów na maksymalną głębokość oceanu 1000 sążni (1800 metrów), ograniczona długością liny kotwicznej. Całkowita wysokość korpusu wynosiła 10,5 metra (z czego większość była zanurzona), zwieńczona masztem i wysuwaną anteną o długości 9 metrów. Dane (temperatura powietrza i wody, ciśnienie atmosferyczne i wilgotność względna) były kodowane i przesyłane cztery razy dziennie. Kiedy baterie ( suche ogniwa wysokiego napięcia do zaworów i niklowo-żelazne do innego zasilania oraz do podnoszenia i opuszczania masztu anteny) wyczerpały się, po około ośmiu do dziesięciu tygodniach jednostka uległa samozniszczeniu.
Navy Oceanographic Meteorological Automatic Device (NOMAD) został pierwotnie zaprojektowany w latach czterdziestych XX wieku dla Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych program gromadzenia danych na morzu. Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych testowała morskie automatyczne stacje pogodowe pod kątem warunków huraganowych w latach 1956-1958, chociaż zasięg transmisji radiowej i żywotność baterii były ograniczone. W latach 1951-1970 zbudowano i rozmieszczono na morzu łącznie 21 boi NOMAD. Od lat 70. XX wieku boja pogodowa wyparła rolę statków meteorologicznych, ponieważ są one tańsze w eksploatacji i utrzymaniu. Najwcześniejszym odnotowanym zastosowaniem boi dryfujących było badanie zachowania prądów oceanicznych w Morzu Sargassowym w 1972 i 1973 r. Od 1979 r. coraz częściej używano boi dryfujących, a od 2005 r. 1250 boi dryfujących wędrowało po oceanach Ziemi.
W latach 1985-1994 na równikowym Oceanie Spokojnym rozmieszczono szeroką gamę zacumowanych i dryfujących boi w celu monitorowania i przewidywania zjawiska El Niño . Huragan Katrina po raz pierwszy w historii National Data Buoy Center (NDBC) przewrócił 10-metrową boję (NDBC). 13 czerwca 2006 r. Dryfująca boja 26028 zakończyła długoterminowe zbieranie danych o temperatura powierzchni morza po transmisji przez 10 lat, 4 miesiące i 16 dni, co jest najdłuższym znanym czasem zbierania danych dla jakiejkolwiek dryfującej boi. Pierwsza boja meteorologiczna w Ocean Południowy został wysłany przez Zintegrowany System Obserwacji Morskiej (IMOS) 17 marca 2010 r.
Oprzyrządowanie
Boje pogodowe, podobnie jak inne rodzaje stacji pogodowych, mierzą takie parametry, jak temperatura powietrza nad powierzchnią oceanu, prędkość wiatru (stałego i porywistego), ciśnienie barometryczne i kierunek wiatru. Ponieważ leżą w oceanach i jeziorach, mierzą również temperaturę wody , wysokość fal i dominujący okres fal . Surowe dane są przetwarzane i mogą być rejestrowane na pokładzie boi, a następnie przesyłane drogą radiową, komórkową lub satelitarną do stacji meteorologicznej . centra do użytku w prognozowaniu pogody i badaniu klimatu. Stosowane są zarówno boje zacumowane, jak i boje dryfujące (dryfujące w otwartych prądach oceanicznych). Stałe boje mierzą temperaturę wody na głębokości 3 metrów (9,8 stopy). Na całym świecie istnieje wiele różnych boi dryfujących, które różnią się konstrukcją, a lokalizacja niezawodnych czujników temperatury jest różna. Pomiary te są przesyłane do satelitów w celu zautomatyzowanej i natychmiastowej dystrybucji danych. Oprócz wykorzystania ich jako źródła danych meteorologicznych, ich dane są wykorzystywane w ramach programów badawczych, reagowania kryzysowego na wycieki chemiczne, postępowań sądowych i projektowania inżynieryjnego. Zacumowane boje pogodowe mogą również służyć jako pomoc nawigacyjna, podobnie jak inne rodzaje boi.
typy
Boje pogodowe mają średnicę od 1,5 do 12 metrów (5 do 40 stóp). Te, które są umieszczane na płytkich wodach, są mniejsze i cumowane tylko przy użyciu łańcuchów, podczas gdy te na głębszych wodach używają kombinacji łańcuchów, nylonu i pływającego polipropylenu. Ponieważ nie mają bezpośredniego znaczenia nawigacyjnego, zacumowane boje pogodowe są klasyfikowane jako znaki specjalne w ramach programu IALA , są koloru żółtego i wyświetlają żółte migające światło w nocy.
Dyskowce są okrągłe i zacumowane w głębokich oceanach, o średnicy 10–12 metrów (33–39 stóp). Aluminiowa 3-metrowa boja to bardzo wytrzymała meteorologiczna platforma oceaniczna, która ma długoterminową żywotność. Przewidywana żywotność platformy 3-metrowej (10 stóp) przekracza 20 lat i jest odpowiednio konserwowana, boje te nie zostały wycofane z eksploatacji z powodu korozji. NOMAD to unikalna zacumowana aluminiowa boja do monitorowania środowiska przeznaczona do rozmieszczania w ekstremalnych warunkach w pobliżu wybrzeża i przez Wielkie Jeziora . NOMAD zacumowane u atlantyckiego wybrzeża Kanady często doświadczają zimowych burz z maksymalną wysokością fal dochodzących do 20 metrów (66 stóp) w Zatoce Maine.
Dryfujące boje są mniejsze niż ich zacumowane odpowiedniki i mierzą 30–40 centymetrów (12–16 cali) średnicy. Są wykonane z tworzywa sztucznego lub włókna szklanego i zwykle są dwukolorowe, z białym na jednej połowie i innym kolorem na drugiej połowie pływaka, lub solidnie czarne lub niebieskie. Mierzy mniejszy podzbiór zmiennych meteorologicznych w porównaniu do swojego zacumowanego odpowiednika, z barometrem mierzącym ciśnienie w rurze na szczycie. Mają termistor (termometr metalowy) na podstawie i podwodny mostek lub kotwicę morską, znajdującą się 15 metrów (49 stóp) pod powierzchnią oceanu, połączoną z boją długą, cienką linką.
Wdrażanie i konserwacja
Duża sieć boi przybrzeżnych w pobliżu Stanów Zjednoczonych jest utrzymywana przez National Data Buoy Center, a rozmieszczanie i konserwacja jest przeprowadzana przez United States Coast Guard. W przypadku Republiki Południowej Afryki Południowoafrykańska Służba Meteorologiczna rozmieszcza i odbiera własne boje, podczas gdy Służba Meteorologiczna Nowej Zelandii wykonuje to samo zadanie w swoim kraju. Environment Canada obsługuje i rozmieszcza boje w swoim kraju. Met Office w Wielkiej Brytanii rozmieszcza dryfujące boje na północnym i południowym Atlantyku.
Porównanie do danych ze statków
Raporty wiatrowe z zacumowanych boi mają mniejszy błąd niż te ze statków. Porównanie tych dwóch pomiarów komplikuje fakt, że boje NOMAD zgłaszają wiatry na wysokości 5 metrów (16 stóp), podczas gdy statki zgłaszają wiatry z wysokości 20–40 metrów (66–131 stóp). Temperatura powierzchni morza mierzona w porcie wlotowym dużych statków ma odchylenie ciepłe około 0,6 ° C (1 ° F) z powodu ciepła panującego w maszynowni. Od 2000 roku temperatury powierzchni morza są coraz częściej mierzone za pomocą termometrów na bojach; pozorne niższe temperatury doprowadziły do niedoszacowania globalnego ocieplenia od 2000 r. Stałe boje mierzą temperaturę wody na głębokości 3 metrów (10 stóp).
Galeria
12-metrowa boja do dysków
12-metrowa boja do dysków
10-metrowa boja do dysku
10-metrowa boja do dysku
10-metrowa boja do dysku
