当在大海里航海,有时会遇见一个孤零零的、类似航标灯似的物体起伏于大海之中,它就是海洋浮标。海洋浮标是一种现代化的海洋观测装置,它具有全天候、稳定可靠的收集海洋环境资料的能力,并能实现数据的自动采集、自动标示和自动发送。海洋浮标与卫星、飞机、调查船、潜水器及声波探测设备一起,组成了现代海洋环境主体监测系统。它对于海洋气象、水文以及国防安全都有着重要意义。海洋浮标是一个无人的自动海洋观测站,它被固定在指定的海域,随波起伏,如同航道两旁的航标。别看它在大海上毫不显眼,但它的作用却很大,它能在任何恶劣的环境下进行长期、连续、全天候的工作,每日定时测量并且发出10多种水文气象要素。
美国国家资料浮标中心是美国浮标技术研制和应用的主要部门,多年来一直从事于浮体和锚泊系统、海洋和气象传感器、资料通信技术、店员系统等方面的研制工作。另外还有通用动力公司、得萨斯仪器公司等,都有10年以上研制浮标的经验。就浮标的技术性能来讲,有高性能和限性能之分;按浮标的大小,可分为巨型、中型和小型;从浮标形状看,有圆盘形、圆柱形、船形、球形、圆筒形;以浮标的用途分,有工程试验浮标、环境试验浮标和标准环境浮标;根据浮标在海水中的状态可分为锚泊浮标和漂流浮标等。
一般来说,全项目的海洋浮标分为水上和水下两部分。水上部分装有多种气象要素传感器,分别测量风速、风向、气压、气温和湿度等气象要素;水下部分有多种水文要素的传感器,分别测量波浪、海流、潮位、海温和盐度等海洋传感要素。各传感器产生的信号,通过仪器自动处理,由发射机定时发出,地面接收站将收到的信号进行处理,就得到了人们所需的资料。有的浮标建立在离陆地很远的地方,便将信号发往卫星,再由卫星将信号传送到地面接收站。大多数海洋浮标是由蓄电电池供电进行工作的。但由于海洋浮标远离陆地,换电池不方便,现在有不少海洋浮标装备太阳能蓄电设备,有的还利用波能蓄电,大大减少了换电池的次数,使海洋浮标更简便、经济。
我国最早从事海洋技术研究的机构是山东省科学院海洋仪器仪表研究所,该研究所建于1966年,主要从事海洋技术理论和应用研究、海洋仪器设备研究、开发和生产。该研究所对海洋浮标的常规研究包括:气象、水温、水质方面。研究技术方向主要是四个:海洋动力环境监测技术,包括浮标、海洋台站气象水文波浪自动化设备等方面;海洋生态环境监测技术,研究海水中有机污染物及贵重金属元素测量设备及海洋赤潮动态监测分析预报系统等;海洋军用探测技术,主要研究水声警戒浮标系统、水下目标探测定位系统等;自动化控制技术及海洋环境观测设备,主要研究包括港口装备自动化控制技术,制冷设备工程自动化检测技术及计算机技术在海洋环境动态监测网络技术方面的应用。
我国第一个使用数字传输的大型海洋水文气象浮标是“南浮一号”全自动海洋浮标,于1980年研制成功。我国海洋浮标研究起步较晚,据有关部门匡算,我国沿海至少应布置40台左右大型持续业务化运行的浮标,而目前不足20台。随着我国经济实力的增强,海洋浮标网的建设也加快了步伐。尽管我国浮标研究起步晚,但起点高、发展快,研制水平已经和国际水平接轨。
南海是个海洋灾害多发区,海啸、海浪、赤潮、海平面上升等自然灾害频发。为了有效监测南海的各种灾害,尤其是海啸,我国2009年在南海建立了首个气象性海洋浮标。这是我国第一个专门的海啸监测浮标。相信通过监测信息反馈,沿海城市可以对多种海洋灾害进行更周全的预防。
海洋浮标为人类探测海洋作出了巨大贡献。随着人类对海洋的深入研究,将会有更多的发明出现,来满足人类对海洋的开发与利用。