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기상 부표

Weather buoy
국립데이터부표센터가 운영하는 기상부표

기상 부표는 화학 물질 유출, 법적 절차, 엔지니어링 설계에 대한 긴급 대응 중 보조뿐만 아니라 세계 해양 내의 날씨와 해양 데이터를 수집하는 기구들이다.계류된 부표는 1951년부터 사용되었고, 표류 부표는 1979년부터 사용되었다.계류된 부표는 쇠사슬, 나일론 또는 부력 폴리프로필렌을 사용하여 해저와 연결된다.기상선이 쇠퇴하면서 그들은 1970년대 이후 공해상에서의 상태 측정에 더 큰 역할을 하게 되었다.1980년대와 1990년대에, 중부와 동부 열대 태평양의 부표 네트워크는 엘니뇨-남부 진동 연구를 도왔다.계류된 기상 부표 범위는 지름 1.5~12m(5–40ft)이며 표류 부표는 지름이 30~40cm(12–16인치)로 작다.표류 부표는 전 세계적으로 1250개가 위치하며, 순전히 수적으로 우세한 기상 부표다.부표로부터의 바람 데이터는 배에서의 바람 데이터보다 오차가 작다.측정 깊이와 수량을 측정하는 선박에 의해 물이 가열되는지 여부와 관련하여 두 플랫폼 간 해수면 온도 측정값에도 차이가 있다.

역사

기상 부표 / 데이터 부표 / 해양 데이터 서비스에서 운영하는 해양 부표

해상의 지표면 기상 관측에 대한 최초의 제안은 1927년 8월에 항공과 관련하여 발생했는데, 그로버 러닝은 "바다를 따라 있는 기상 관측소들이 똑같이 긴 비행거리를 가지기 위해 비행기의 개발과 결합하여 10년 이내에 정기적인 해양 비행을 하게 될 것"[1]이라고 말했다.1939년부터 미국 해안 경비대 선박은 대서양 횡단 항공 상거래를 보호하기 위해 기상선으로 이용되고 있었다.[2]

제2차 세계 대전 동안 독일 해군은 기상 부표(Wetterfunkgerét See — WFS)를 북대서양과 바렌츠해의 15개 고정 위치에 배치했다.그들은 U보트에서 앵커 케이블 길이로 제한되는 최대 1000 파텀(1,800m)의 해양 깊이로 발사되었다.신체의 전체 높이는 10.5m(대부분이 물에 잠겼으며, 돛대에 의해 위로 올라가고 9m의 연장 가능한 공중이었다.데이터(대기 및 수온, 대기압, 상대습도)를 암호화하고 하루에 4번 전송했다.배터리(밸브용 고전압 건전지, 기타 전력용 니켈-철, 에어리얼 마스트를 오르내리기 위한 것)가 소진되자 약 8~10주가 지나자 유닛이 스스로 파괴됐다.[3][4]

해군 해양 기상 자동 장치(NOMAD) 부력의 6m(20ft) 선체는 원래 1940년대 미국 해군의 해상 데이터 수집 프로그램을 위해 설계됐다.미국 해군은 무선 전송 범위와 배터리 수명은 제한되어 있었지만 1956년에서 1958년 사이에 해상 자동 기상 관측소의 허리케인 상태를 시험했다.[5]1951년부터 1970년까지 총 21개의 NOMAD 부표가 제작되어 바다에 배치되었다.[6]1970년대 이후, 기상 부표 사용은 운항과 유지비가 저렴하기 때문에 기상선의 역할을 대신했다.[7]가장 일찍 보고된 표류 부표 사용은 1972년과 1973년에 사르가소해 내 해류의 행동을 연구하기 위한 것이었다.[8]표류 부표는 1979년 이후 점점 더 많이 사용되었고 2005년 현재 1250개의 표류 부표가 지구 바다를 배회하고 있다.[9]

1985년과 1994년 사이에, 엘니뇨 현상을 감시하고 예측하는 것을 돕기 위해 적도의 태평양 전역에 계류 부표와 표류 부표가 광범위하게 배치되었다.[10]허리케인 카트리나가 2005년 8월 28일 미국 국립데이터부표센터(NDBC) 역사상 처음으로 10m(33ft) 부표를 전복시켰다.[11]2006년 6월 13일 표류부표 26028호는 표류부표 중 가장 긴 것으로 알려진 10년, 4개월, 16일 동안 전송한 후 해수면 온도의 장기 데이터 수집을 종료하였다.[12]남해 최초의 기상 부표는 2010년 3월 17일 통합해양관측시스템(IMOS)에 의해 배치되었다.[13]

계측

참고 항목:기상 관측소

기상 부표도 다른 유형의 기상 관측소와 마찬가지로 해수면 위의 공기 온도, 풍속(안정하고 돌풍), 기압, 풍향 등의 변수를 측정한다.그들은 바다와 호수에 있기 때문에, 수온, 파도 높이, 그리고 지배적인 파도 기간을 측정하기도 한다.[14]원시 데이터는 처리되어 부표에 기록될 수 있으며, 무선, 셀룰러 또는 위성 통신을 통해 기상 센터로 전송되어 기상 예측 및 기후 연구에 사용할 수 있다.계류 부표와 표류 부표(개방해류에서 드리프트)가 모두 사용된다.고정 부표는 수심 3m(9.8ft)에서 수온을 측정한다.[15]설계에 따라 다양하고 신뢰할 수 있는 온도 센서의 위치가 다른 많은 표류 부표가 전세계에 존재한다.이러한 측정은 자동화되고 즉각적인 데이터 배포를 위해 위성으로 전송된다.[15]기상 데이터의 출처로 사용하는 것 외에, 그들의 데이터는 연구 프로그램, 화학 물질 유출에 대한 긴급 대응, 법적 절차, 공학 설계에서 사용된다.[14]계류된 기상 부표도 다른 종류의 부표와 같이 항해 보조의 역할을 할 수 있다.

종류들

국가데이터부표센터가 사용하는 계류부표의 종류

기상 부표 범위는 지름 1.5~12m(5~40ft)이다.얕은 물에 놓인 것은 체인이 작고 쇠사슬만 사용해 계류한 반면, 깊은 물에 있는 것은 체인과 나일론, 부력이 있는 폴리프로필렌의 조합을 사용한다.[14]직접적인 항해 의의가 없기 때문에 계류된 기상 부표는 IALA 체계에서 특별한 표시로 분류되고 노란색이며 밤에 노란색으로 점멸하는 빛을 나타낸다.

원반 부표들은 둥글고 깊은 바다 위치에 계류되어 있으며, 지름은 10-12미터(33~39피트)이다.[16][17]알루미늄 3미터(10피트) 부표는 매우 험준한 기상학적 해양 플랫폼으로 장기간 생존이 가능하다.3m(10ft) 플랫폼의 예상 사용 수명은 20년을 넘고 제대로 정비된 이들 부표는 부식으로 인해 폐기되지 않았다.NOMAD는 해안 근처와 오대호 건너 극한 조건에서 전개되도록 설계된 독특한 계류 알루미늄 환경 감시 부표다.[16]캐나다 대서양 연안에 정박해 있는 노마드는 보통 메인 만으로 20m(66ft)에 육박하는 최대 파고를 동반한 겨울 폭풍을 경험한다.

원반 12미터 부표
표류 부표(DBI)

표류 부표는 계류된 부표보다 작으며 지름이 30~40cm(12~16인치)이다.그것들은 플라스틱이나 섬유유리로 만들어지며, 한쪽은 흰색이고 다른 한쪽은 부유물 반쪽은 다른 색으로 되어 있거나, 아니면 검은색이나 파란색인 경향이 있다.그것은 상단의 튜브에서 압력을 측정하는 기압계를 가지고 계류된 상대와 비교할 때 기상 변수의 작은 부분 집합을 측정한다.그들은 그 기저부에는 서미스터(금속 온도계)가 있고, 길고 얇은 테더로 부표와 연결된 해수면 아래 15미터(49ft)에 위치한 해저 드로그, 즉 바다 닻이 있다.[18]

배포 및 유지 관리

알래스카 호머의 저장소에 NOAA 부표가 있음

미국 근교의 대규모 해안 부표 네트워크는 국립 데이터 부표 센터에 의해 유지되고 있으며,[19] 미국 해안 경비대가 배치와 정비를 수행하고 있다.[20]남아프리카공화국의 경우 남아공 기상청이 자체 부표를 배치해 회수하는 반면 뉴질랜드 기상청이 자국을 위해 같은 임무를 수행한다.[21]환경 캐나다는 그들의 나라를 위해 부표를 운영하고 배치한다.[22]영국 메트 오피스는 북대서양과 남대서양에 표류 부표를 배치한다.[23]

선박의 데이터와 비교

계류 부표로부터의 풍향 보고서는 배에서의 풍향보다 오차가 작다.두 측정치를 비교하는 것은 NOMAD 부표가 5m(16ft)의 높이에서 바람을 보고하는 반면 선박은 20~40m(66–131ft)의 높이에서 바람을 보고한다는 점이다.[24]대형 선박의 취수구에서 측정한 해수면 온도는 엔진실 열로 인해 약 0.6℃(1°F)의 온열 편향을 가진다.[25]이러한 편견은 2000년 이후 지구 온난화에 대한 인식의 변화를 가져왔다.[26]고정 부표는 수심 3m(10ft)의 수온을 측정한다.[15]

참조

  1. ^ George Lee Dowd Jr. (August 1927). "The First Plane to Germany". Popular Science. Popular Science Publishing Company, Inc. 111 (2): 121. Retrieved 2011-01-18.
  2. ^ Malcolm Francis Willoughby (1980-06-01). The U.S. Coast Guard in World War II. pp. 127–130. ISBN 978-0-405-13081-6. Retrieved 2011-01-18.
  3. ^ Dege, Wilhelm (2003). War north of 80 : the last German Arctic weather station of World War II. Calgary, Alta.: Arctic Institute of North America. pp. 300–301. ISBN 9780870817687.
  4. ^ Selinger, Franz (1985). "Deutsche automatische Wetterstationen in der Arktis 1942-1945". Polarforschung. Bremerhaven (55): 55–67.
  5. ^ J. A. Shirley (May 1959). "Marine Automatic Weather Stations" (PDF). Weather Bureau Topics. 18 (5): 83.
  6. ^ G. L. Timpe & N. Van de Voorde (October 1995). "NOMAD buoys: an overview of forty years of use". OCEANS '95. MTS/IEEE. Challenges of Our Changing Global Environment. Conference Proceedings. 1: 309–315. doi:10.1109/OCEANS.1995.526788. ISBN 0-933957-14-9. S2CID 111274406.
  7. ^ National Research Council (U.S.). Ocean Science Committee, National Research Council (U.S.). Study Panel on Ocean Atmosphere Interaction (1974). The role of the ocean in predicting climate: a report of workshops conducted by Study Panel on Ocean Atmosphere Interaction under the auspices of the Ocean Science Committee of the Ocean Affairs Board, Commission on Natural Resources, National Research Council. National Academies. p. 40. Retrieved 2011-01-18.
  8. ^ Elwyn E. Wilson (July 1973). "Scientists Discover Western Atlantic Currents Are Highly Variable". Mariners Weather Log. National Oceanic and Atmospheric Administration. 17 (4).
  9. ^ National Aeronautics and Space Administration (2009-04-15). "Ocean Motion and Surface Currents". Retrieved 2011-01-28.
  10. ^ K. A. Browning; Robert J. Gurney (1999). Global energy and water cycles. Cambridge University Press. p. 62. ISBN 978-0-521-56057-3. Retrieved 2011-01-09.
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  12. ^ Collecte Localisation Satellites (June 2010). "ARGOS Guinness Book" (PDF). p. 5. Retrieved 2011-01-28.
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  15. ^ a b c Vittorio Barale (2010). Oceanography from Space: Revisited. Springer. pp. 237–238. ISBN 978-90-481-8680-8. Retrieved 2011-01-09.
  16. ^ a b Jeff Markell (2003). The Sailor's Weather Guide. Sheridan House, Inc. p. 13. ISBN 978-1-57409-158-8. Retrieved 2011-01-27.
  17. ^ "Watching the Oceans: A Report From General Dynamics". Naval Institute Proceedings. Annapolis, Maryland: United States Naval Institute. 93 (1): 28–29. January 1967. ISSN 0041-798X. Retrieved 16 June 2020.
  18. ^ R. Lumpkin & M. Pazos (2010-06-08). "What's a Drifter?". The Global Drifter Program. Retrieved 2011-01-29.
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  21. ^ Data Buoy Cooperation Panel (2009). "Buoy Recover Techniques" (PDF). Joint WMO-IOC Technical Commission for Oceanography and Marine Meteorology in situ Observing Platform Support Centre. pp. 1–4. Retrieved 2011-01-29.
  22. ^ Environment Canada (2010-12-30). "Marine Weather Observations". Government of Canada. Retrieved 2011-01-29.
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  24. ^ Bridget R. Thomas; Elizabeth C. Kent & Val R. Swail (2005). "Methods to Homogenize Wind Speeds From Ships and Buoys" (PDF). International Journal of Climatology. John Wiley & Sons, Ltd. 25 (7): 979–995. Bibcode:2005IJCli..25..979T. doi:10.1002/joc.1176.
  25. ^ William J. Emery; Richard E. Thomson (2001). Data analysis methods in physical oceanography. Gulf Professional Publishing. pp. 24–25. ISBN 978-0-444-50757-0. Retrieved 2011-01-09.
  26. ^ Michael Marshall (2010-11-16). "Ships and buoys made global warming look slower". New Scientist. Retrieved 2011-01-29.

외부 링크