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2024-08-15
应用案例 | 海洋碳通量智能监测应用
摘要：
在当今全球气候变化和海洋环境保护日益受到重视的背景下，海洋碳通量监测作为认识和评估海洋生态系统对全球碳循环影响的重要手段，其研究和应用正变得越来越关键。在参与广东省海洋经济发展专项资助项目过程中，与国家海洋局南海规划与环境研究院、厦门大学积极探索和实现了走航式海洋碳通量智能监测系统的设计与应用。
波浪滑翔机通过搭载碳通量关键传感器设备（气象站、多参数水质仪、CO2气体分析仪等），实时获取海洋二氧化碳分压、海水环境和大气气象等数据，通过北斗、天通等方式回传至岸基指控系统，岸基指控系统接收并实施处理、计算海洋碳通量。波浪滑翔机执行碳通量监测任务过程中，可远程设置虚拟锚定模式定点监测目标海域的碳通量变化，也可设置多点路径走航模式巡航目标海域的碳通量变化。基于波浪滑翔机平台的走航式智能监测平台海上示范应用现场如下图所示。
图 海试现场
波浪滑翔机以波浪的上下运动为动力，利用无动力翼板获得前进推进力，具有清洁绿色、续航能力大（理论上无限航程）的特点。与传统观测设备相比，在大范围、长时间、低成本的海洋监测中具有显著的优势。主要体现在以下几个方面：
1.持续性和长期性：波浪滑翔机能够长时间在海面上自主运行，无需人工干预，这为长期、连续的海洋碳通量观测提供了可能。相较于传统的船载或浮标观测方式，波浪滑翔机可更持久地收集数据。
2.覆盖范围广：波浪滑翔机可以大范围海域观测，不受船舶航线和观测站点限制，能够覆盖更广泛的海洋区域，为研究全球范围内的碳通量提供数据。
3.成本效益：与传统的海洋观测方法相比，波浪滑翔机在运行和维护成本上更具优势。它无需燃料，主要依靠波浪能和太阳能驱动，大幅降低了长期观测的成本。 4.多功能性：波浪滑翔机可以搭载多种传感器，不仅限于碳通量观测，还能同时监测其他海洋参数，如水温、盐度、流速等，为综合研究海洋环境提供多维度数据。
5.适应性强：波浪滑翔机能够适应多种海洋环境，即使在恶劣天气条件下也能稳定工作，保证了观测数据的连续性和可靠性。
6.数据实时安全传输：波浪滑翔机配置有北斗、天通等卫星通讯系统，能够实现数据的实时和安全传输，这使得科学家能够及时获取并分析观测数据，提高研究的时效性。
7.绿色环保：波浪滑翔机对海洋生态环境的影响较小，它的运行不产生污染，且噪音低，适合在生态敏感区域进行观测。
综上所述，波浪滑翔机在海洋碳通量观测中的应用，不仅提高了观测效率，降低了成本，还为深入理解海洋碳循环及其对全球气候变化的影响提供了强有力的技术支持。
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