高艷波，朱光文，白毅平，劉玉新

（1.國家海洋技術(shù)中心，天津 300112；2.國家海洋局南海預報中心，廣東 廣州 510300）

美國國家業(yè)務化海浪觀測計劃及其對我們的啟示

高艷波1，朱光文1，白毅平2，劉玉新1

（1.國家海洋技術(shù)中心，天津 300112；2.國家海洋局南海預報中心，廣東 廣州 510300）

海浪是海上生產(chǎn)作業(yè)和軍事活動都特別關(guān)注的海洋環(huán)境要素之一，災害性海浪會嚴重影響生產(chǎn)作業(yè)和軍事活動，并造成重大損失。因此，建立完善的海浪觀測系統(tǒng),提高災害性海浪的預測和預警水平，對海洋經(jīng)濟和軍事活動都有重要意義。文章介紹了美國國家業(yè)務化海浪觀測計劃，分析了我國海浪觀測現(xiàn)狀，并從中得到一些啟示，提出了幾點對策建議。

海浪觀測；啟示；對策建議

海浪對海上交通運輸和生產(chǎn)作業(yè)及軍事活動有重大影響，災害性海浪對船舶和油氣平臺具有破壞作用，提高對海浪特別是災害性海浪的預報能力和預報水平，對防災和減災有重要意義。根據(jù)國家海洋局公布的《中國海洋災害公報》，近些年來，我國平均每年因海浪災害造成的經(jīng)濟損失達到億元以上，死亡上百人。例如，1999年11月發(fā)生在煙臺附近海域的海浪災害導致“大舜”號沉沒，造成280人死亡或失蹤；2005年，我國近海共發(fā)生66起海浪災害，死亡、失蹤人數(shù)234人，直接經(jīng)濟損失1.91億元。因此,學習發(fā)達海洋國家波浪觀測的成功經(jīng)驗，建立我國完善的海浪觀測系統(tǒng),提高災害性海浪的預警、預報能力和水平，提高波浪能的利用效率，對海上經(jīng)濟和軍事活動都有重要意義。在美國，波浪是要重點觀測的海洋環(huán)境要素之一，排在鹽度、溫度、水深、海平面之后居第五位，2009年3月，NOAA和USACE在綜合海洋觀測系統(tǒng)（IOOS）框架下和已有工作的基礎上，提出了國家業(yè)務化海浪觀測計劃（National Operational Wave Observation Plan，NOWOP），努力加強對沿海波浪的觀測，以滿足用戶的需求。本文介紹了該計劃的要點，并從該計劃的制訂和實施及與我國海浪觀測能力的對比分析中，得到一些啟示。

1 美國國家業(yè)務化海浪觀測計劃[2-4]

1.1 概況

美國的國家業(yè)務化海浪觀測計劃由美國國家海洋與大氣管理局（NOAA）和美國陸軍工程部（USACE）共同提出和合作完成，并得到國家沿海技術(shù)聯(lián)盟和波浪觀測共同體的支持。該計劃的目標是，在IOOS框架下建立一個覆蓋國家全海域的、準確而且持久的、高質(zhì)量的海表波浪（含波高、波向）觀測網(wǎng)，以滿足國家海洋用戶共同體對海浪觀測和預測、預報的需求。國家波浪觀測計劃的持續(xù)性目標是挽救生命、減少成本、確保海上交通安全和優(yōu)化海洋資源。在美國，海上捕魚業(yè)人員的平均致死率為0.155%，而全美所有職業(yè)的平均致死率僅為0.004%，在這些致死率中，79%是由天氣原因?qū)е碌模蠹s40%是由大浪引起的；USACE的所有海上作業(yè)，要求實時的含波向的海浪數(shù)據(jù)以及相應的知識；海上作業(yè)要求國家提供近海精確的波浪預測信息，而波浪預測模型的改進在很大程度上又取決于實測數(shù)據(jù)的精度和數(shù)量。全方位的波浪觀測是唯一的對波浪的自然變化、風暴氣候及其他氣候變化進行定量化研究的途徑，長期的波浪觀測數(shù)據(jù)也可以用來校準和驗證含有波浪要素的氣候模型。準確的波浪信息還可以提高波浪能的利用效率和降低波浪能電力的成本。因此，NOWOP成為美國IOOS的重要組成部分。

該計劃的重點是觀測風生重力波（帶波向），因為NOAA目前已有水位（潮汐）觀測網(wǎng)和海嘯觀測網(wǎng)。實施該計劃的關(guān)鍵是實時、現(xiàn)場、可測波向的波浪觀測儀器設備，這是為創(chuàng)建與深海、大陸架、中陸架、沿岸直接相關(guān)的國家周界線所需要的，也是波浪預測建模和波浪預報所需要的。

美國有海岸線約17 000 n mile，20世紀90年代初開始在資料浮標上配置帶波向測量的波浪傳感器，2005年開始又進行了擴展。原有實時、現(xiàn)場波浪觀測點181個，其中帶波向測量的觀測點有111個，這些工作為新計劃的實施奠定了基礎。新計劃實施后，將在美國沿海形成一個覆蓋深水和淺水海域的、更準確的、帶波向參數(shù)的海浪觀測網(wǎng)，觀測站點達到296個，比原有觀測網(wǎng)站點增加了63.5%。該觀測網(wǎng)包括4個子網(wǎng)，遵循海浪產(chǎn)生、傳播和變化的規(guī)律，設置觀測站點，布放觀測儀器設備。該觀測網(wǎng)預計每月能提供20萬組以上的波浪觀測數(shù)據(jù)，比原有波浪觀測網(wǎng)增加了約35%的數(shù)據(jù)量，將觀測數(shù)據(jù)與建模相結(jié)合，可以提高海浪預測和海浪數(shù)據(jù)應用水平。

1.2 觀測網(wǎng)設計

設計方案的基本設想是將觀測系統(tǒng)與波浪建模結(jié)合在一起，達到顯著改善波浪預測、預報的目的。波浪觀測儀器設備要符合“前五”的要求，“前五”特性和波向觀測將不僅提供對預測模型建模工作的檢驗，而且將促進數(shù)據(jù)融合和技術(shù)消化，提高和擴大波浪觀測產(chǎn)品的質(zhì)量和范圍，并充當下一代波浪預測模型和基于衛(wèi)星遙感系統(tǒng)的波浪觀測的地面實況。

總體設計目標是在全美沿海和五大湖區(qū)建立一個定點、高質(zhì)量、可持續(xù)、實時的波浪觀測網(wǎng)。該網(wǎng)由4個子網(wǎng)組成（圖1）：

（1）近海子網(wǎng)（offshore）：這是負責觀測海浪由深海傳入沿海邊界流（如墨西哥灣流）的深海前哨觀測臺站網(wǎng)，它能對風暴海浪發(fā)展情況提供早期預警。

（2）外大陸架子網(wǎng)（outer shelf）：這是沿著大陸坡深水邊緣設置的波浪觀測站陣列。

（3）內(nèi)大陸架子網(wǎng)（inner shelf）：布設在大范圍的大陸架上（特別是大西洋和墨西哥灣沿岸海灣）；另外在沿岸的淺水區(qū)（20～30 m水深）布置觀測陣列，用來監(jiān)測通過大陸架底部的波動及風生海浪。

（4）沿海子網(wǎng)（Coastal）：這是由項目或本地需求驅(qū)動而建立的沿海淺水海浪觀測陣列，這些觀測提供具體地點的海浪信息。

這些子網(wǎng)的海浪觀測站能夠監(jiān)測從外海產(chǎn)生和演化的海浪，并監(jiān)測海浪通過海岸邊流和島嶼、穿越大陸架并最后到達海灘和港口入口處的變化過程。

圖1 美國海浪觀測計劃的4個子網(wǎng)

1.3 波浪觀測儀器設備的技術(shù)要求與測試評估

2007年3月沿海技術(shù)聯(lián)盟(ACT)主辦了海浪觀測儀器專題討論會，將海浪觀測儀器設備制造商和海浪數(shù)據(jù)使用者組織在一起，對相關(guān)問題進行研討，并達成了以下共識：一個帶波向測量的海浪觀測網(wǎng)，其成功與否主要取決于可靠和有效的波浪觀測儀器設備（例如傳感器、平臺）；當前缺乏對現(xiàn)有技術(shù)在現(xiàn)有條件下的技術(shù)性能的充分而且全面的了解；需要對波浪觀測儀器性能進行獨立的測試。為此，該觀測計劃及其工作組，特別強調(diào)和特別重視波浪觀測儀器設備/傳感器的可靠性及其性能測試和評估。業(yè)務化波浪觀測系統(tǒng)的連續(xù)測試與評估成為該計劃的基本組成部分，它的重要性等同于新儀器設備的布放。

為滿足IOOS所有用戶的要求，國家波浪觀測網(wǎng)要準確提供有方向譜的波浪場的細節(jié)。因此，海浪觀測計劃要求海浪觀測儀器設備符合“前五”（First 5）標準，已有的儀器設備要按要求進行性能升級?！扒拔濉敝傅氖且粋€特定波浪頻率（或周期）的5個變量。第1個變量是波浪能量，它與波高有關(guān)；另外4個變量規(guī)定為描述該波浪能量方向譜的傅立葉級數(shù)的系數(shù)。在每個頻帶上，不僅規(guī)定了波浪的方向，而且規(guī)定了波浪的傳播速度（二次矩）、偏度（三次矩）和峰度（四次矩）。

按照新的業(yè)務化海浪觀測計劃建設的海浪觀測網(wǎng)，將包括296個（套）波浪觀測儀器設備，其中56個在近海，60個在外大陸架，47個在內(nèi)大陸架，133個在沿海。在深度小于10 m的海區(qū)，用波浪浮標、坐底式測波儀、電容或電阻式測波桿觀測波浪。測波桿不常用，使用時安裝在建筑物上，例如近岸或近海平臺、觀測塔等。坐底式測波儀包括壓力式測波儀、可同時測量海流的聲學測波儀。所有這些測波儀器設備（波浪浮標、測波桿、坐底式測波儀）都通過測量波浪的傳播速度、偏度和峰度來測量波向。深度大于10 m的海區(qū)的海浪觀測平臺是錨系資料浮標，標體形狀主要有球形、圓盤形、多柱形、船型等。觀測數(shù)據(jù)實時傳送給國家資料浮標中心（NDBC），經(jīng)質(zhì)量檢測后再傳送給國家氣象局（NWS）在各地的分支機構(gòu)和全球電信系統(tǒng)（GTS）。

儀器設備的測試與評估在計劃的第一年開始，以確保新的或經(jīng)升級過的儀器設備能夠在購買和布放以前就能滿足“前五”性能要求。技術(shù)測試和評估由沿海技術(shù)聯(lián)盟負責。雖然以前在內(nèi)部已對平臺進行過測試，但傳感器和浮標體設計的變化、新的觀測平臺系統(tǒng)等都需要進行評估。波向的觀測可用衛(wèi)星及岸基雷達遙測進行遠程估計，這些觀測相對于現(xiàn)場原位觀測具有獨特的優(yōu)勢，因為它們能夠直接反映整個波浪場的狀況。合成孔徑雷達（SAR）和先進合成孔徑雷達（ASAR）能夠在任何天氣情況下對海洋表面進行24 h觀測。

1.4 數(shù)據(jù)管理、標準及存儲

國家海浪觀測計劃的一個至關(guān)重要的組成部分，是觀測數(shù)據(jù)的傳送和協(xié)助將元數(shù)據(jù)從傳感器傳送到用戶。主要數(shù)據(jù)流都通過綜合海洋觀測系統(tǒng)（IOOS）的數(shù)據(jù)檔案中心（DAC）匯總。國家資料浮標中心（NDBC）將提供必要的數(shù)據(jù)匯總并及時地將接收到的海浪數(shù)據(jù)傳送到國家氣象局（NWS）和全球電信系統(tǒng)（GTS），以支持全美和地區(qū)性的海浪預報和預警業(yè)務。NDBC也將數(shù)據(jù)傳送給其他海浪數(shù)據(jù)使用者及公眾。

該計劃的基本目標是IOOS數(shù)據(jù)集成框架（DIF）元數(shù)據(jù)標準格式的使用。它要求IOOS和數(shù)據(jù)檔案中心（DAC）提供的數(shù)據(jù)不僅能夠滿足當前需求，而且能滿足歷史數(shù)據(jù)存儲的需求。目前，NOAA的IOOS計劃采用國際標準化組織（ISO）的元數(shù)據(jù)標準DIF格式。使用聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會（FGDC）的元數(shù)據(jù)和受控詞匯識別，將使得海浪數(shù)據(jù)很容易通過開放數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)方法找到。NOAA的IOOS計劃與全美的數(shù)據(jù)提供者和11個地方性協(xié)會合作，協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)內(nèi)容的格式。NOAA數(shù)據(jù)中心通過多種標準格式增加數(shù)據(jù)的可獲取性。

許多海浪數(shù)據(jù)使用者需要長期的波浪記錄數(shù)據(jù)（例如，研究海浪與氣候變化的關(guān)系，研究極端風暴條件，評估改進的海浪模型等），為此，國家海浪觀測計劃制定了存儲海浪觀測數(shù)據(jù)的規(guī)則。存檔任務在實施計劃中詳細規(guī)定，并與美國國家海洋數(shù)據(jù)中心（NODC）和美國國家氣候數(shù)據(jù)中心（NCDC）保持協(xié)調(diào)一致。

2 我國的海浪觀測

我國的海浪觀測有較長的發(fā)展歷史，但受波浪數(shù)據(jù)需求、觀測儀器設備質(zhì)量、觀測系統(tǒng)管理體制、管理水平及經(jīng)費等因素的制約，目前還沒有形成有效的波浪觀測網(wǎng)。

2.1 歷史和現(xiàn)狀

我國的沿海海浪觀測始于1953年，海軍航保部首先在黃海小麥島海浪觀測站開始使用測波桿和羅盤，觀測波高和周期、波形、波向。1955年開始使用進口的“伊凡諾夫”岸用光學測波儀。從20世紀60年代中期以來，國內(nèi)先后開發(fā)了座底式聲學測波儀、岸用光學測波儀、重力（加速度）測波儀、船用測波儀等波浪觀測儀器設備，并將重力測波儀應用于錨系資料浮標上，組成多參數(shù)的水文氣象錨系資料浮標。1986年從英國MAREX公司引進了8套DS14型3 m直徑圓盤形浮標，結(jié)合國內(nèi)生產(chǎn)的直徑10 m的錨系資料浮標，開始建設我國的海洋水文氣象觀測浮標網(wǎng)，觀測風向、風速、氣壓、氣溫、濕度、水溫、流向、流速、波高、波周期等環(huán)境參數(shù)。直到20世紀90年代末期，我國沿海淺水區(qū)海浪觀測主要采用岸用光學測波儀、聲學測波儀、重力測波儀（從荷蘭進口的波浪騎士浮標），深水區(qū)采用錨系資料浮標觀測波浪參數(shù)。在衛(wèi)星遙感應用方面，開展了合成孔徑雷達（SAR）和雙天線合成孔徑雷達（INSAR）在海浪成像機理、理論模型、波向探測等方面的應用研究，并取得了很好的成果。

進入21世紀以來，我國先后改進或發(fā)展了幾種波浪觀測儀器設備。研制和生產(chǎn)了帶波向要素的波浪觀測浮標；進一步改進了直徑3 m的中型和直徑10 m的大型錨系水文氣象資料浮標，用海事通訊衛(wèi)星和北斗導航定位衛(wèi)星進行浮標定位和數(shù)據(jù)通訊，提高了觀測數(shù)據(jù)的獲得率，波浪是其中的主要觀測參數(shù)；進口的X波段雷達也試驗性的應用于岸基波浪觀測，國內(nèi)研制和生產(chǎn)的Osmar中程高頻地波雷達也被試驗性的應用于海表動力環(huán)境觀測。

目前，全國的海洋水文氣象觀測站數(shù)量沒有確切的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，國家海洋局系統(tǒng)有107個海洋水文氣象自動觀測站（含與地方共建的觀測站），其中有約30%的海洋站點配備了重力測波浮標或聲學測波儀，深水區(qū)有20個錨系資料浮標站，其中15個大型浮標站、4個中型浮標站、1個深海錨系海嘯波觀測浮標站，實有浮標33套。有12個岸基雷達站，其中有兩套德國進口的WaMoSII型X波段雷達用于波浪觀測。

總體來說，我國大致有55個波浪觀測站。近年來，因人為因素或技術(shù)故障，沿岸淺水區(qū)測波儀幾乎全部停用，目前實際上只有20個左右波浪觀測站在有效運行，主要是錨系資料浮標觀測獲得的深水域波浪數(shù)據(jù)，長時間序列的連續(xù)近岸淺水域波浪觀測數(shù)據(jù)近乎為零。因受淺海地形等因素的影響，在淺水域應用X波段雷達的有效性還有待試驗研究。

2.2 波浪觀測儀器設備

目前，近岸區(qū)海洋站所用的測波儀器設備主要是國內(nèi)生產(chǎn)的SZF型波浪浮標和座底式SBA3-2型聲學測波儀。SZF型波浪浮標屬于重力測波，內(nèi)有加速度計和傾斜傳感器，可測量波高、波周期和波向，具體指標見表1。聲學測波儀只能測波高和波周期，不能測波向。深水區(qū)主要用錨系資料浮標觀測波浪。國內(nèi)曾研制過聲學多普勒技術(shù)測波和GPS技術(shù)測波，但都沒有取得最終可實用的成果。曾進口和使用過荷蘭的波浪騎士測波浮標，因經(jīng)費和安全等方面的原因沒有批量應用。深水區(qū)都使用錨系資料浮標，包括直徑3 m和直徑10 m的資料浮標。

2.3 海浪觀測數(shù)據(jù)應用與管理

海浪觀測數(shù)據(jù)支持了海浪預報，支持了海浪預報、預測模型的研究和開發(fā)，支持了海洋環(huán)境信息庫的建設和應用。

表1 SZF型海浪浮標技術(shù)指標

海浪預報方法有基于觀測資料的經(jīng)驗統(tǒng)計預報方法、半經(jīng)驗半理論方法、數(shù)值預報方法。國內(nèi)先后研究和開發(fā)出譜模式淺水海浪數(shù)值預報模式（WENM）、西北太平洋海域（10°N～45°N，105°E～155°E）和我國近海（長江口、北部灣、渤海）海域深、淺水業(yè)務化海浪數(shù)值預報模式，其水平空間分辨率分別為 0.5°×0.5°和 1/30°×1/30°。通過引進國外 SWAN海浪模式，結(jié)合我國海浪數(shù)值化預報系統(tǒng)的工作經(jīng)驗，建立了全球海浪數(shù)值預報模式，實現(xiàn)了在高性能計算機上自動運行。從2006年10月起開展了全球海浪準業(yè)務化數(shù)值預報，水平空間分辨率為1°×1°，預報時效為72 h，從而使我國海浪預報范圍由近海和西北太平洋擴大到全球，成為繼美國、日本、歐洲中心等海洋預報發(fā)達國家和國際組織之后，世界上少數(shù)幾個可以發(fā)布全球海浪數(shù)值預報的國家之一，基本滿足遠洋活動對全球海浪預報的要求。

我國已逐步建設和完善了“中國海洋信息網(wǎng)”?！昂Ｑ蟓h(huán)境與災害子系統(tǒng)”集海洋環(huán)境與災害數(shù)據(jù)的收集和傳輸、數(shù)據(jù)管理、產(chǎn)品制作和應用服務為一體，實現(xiàn)了包括海洋環(huán)境資料、資料出版物、海洋數(shù)據(jù)庫、臺站資料及統(tǒng)計產(chǎn)品、海洋環(huán)境圖集等的海洋環(huán)境信息網(wǎng)絡發(fā)布，例如，每日發(fā)布海浪信息，提供海洋波浪海洋環(huán)境可視化信息產(chǎn)品等。

近海海浪資料數(shù)據(jù)庫，是將每日08時的海浪數(shù)據(jù)資料，應用逐步訂正法插值到近海網(wǎng)格點上 (1°×1°)，采用ORA CLE6.0版管理系統(tǒng)，建立的中國近海多海區(qū)(6個)、多站位(最多151個站)的海浪數(shù)據(jù)庫。這樣不僅可以彌補海上資料的不足，還可以為整理統(tǒng)計海浪歷史資料，計算獲得多種波浪信息產(chǎn)品，例如，各海區(qū)標準經(jīng)、緯度網(wǎng)格點上的海浪重現(xiàn)期，波高 H≥3 m，4 m，6 m，9 m海浪旬、月、年出現(xiàn)天數(shù)，旬、月、年平均波高和最大波高等。

目前，通過海洋數(shù)據(jù)共享門戶網(wǎng)站（http：//mds.coi.gov.cn），已實現(xiàn)了海洋資源、環(huán)境、經(jīng)濟、災害及海洋基礎地理等信息的網(wǎng)上共享發(fā)布服務。

3 啟示和對策建議

從以上美國國家海浪觀測計劃介紹和我國海浪觀測現(xiàn)狀的分析中，我們得到一些啟示，并提出幾點對策建議。

（1）需求是第一位的

波浪觀測網(wǎng)，特別是帶波向的波浪觀測網(wǎng)的建設，首先要從滿足用戶需求出發(fā)。減少海洋商業(yè)捕魚人員的死亡率、提高海上工程的作業(yè)效率、提高海洋工程設施的安全性、改進氣候預測模型和提高氣候預測和預報水平、提高海上軍事活動和海上交通運輸?shù)陌踩?、減少沿岸區(qū)在災害性海浪中的人員和財產(chǎn)損失、提高波浪能開發(fā)利用的效率、等等，都是用戶的潛在或明確的需求。但要把這些需求變?yōu)闈M足需求的行動，要有相應和高效的平臺。美國有波浪信息用戶共同體，所以容易征集波浪數(shù)據(jù)用戶的需求，形成統(tǒng)一的意見，推動波浪觀測計劃的制訂和組織實施。因此，要推動我國海浪觀測網(wǎng)的建設，除了政府的努力外，還應有相應的類似波浪數(shù)據(jù)用戶共同體等民間機構(gòu)來協(xié)助和推動國家波浪觀測計劃的制訂。

（2）重視波浪觀測網(wǎng)的設計和管理

美國業(yè)務化波浪觀測網(wǎng)的設計和觀測儀器的使用，首先是滿足國家、地方、企事業(yè)機構(gòu)等各方面用戶的需求。該觀測網(wǎng)的設計不僅增加了觀測站位，而且能觀測波向，并且從近海，經(jīng)外大陸架和內(nèi)大陸架，再到沿岸區(qū)，共設置了4個子網(wǎng)，形成了陣列，能觀測到從深海區(qū)發(fā)生的經(jīng)大陸架傳播到沿岸淺水區(qū)的風生浪的發(fā)展變化全過程。同時，為波浪觀測儀器規(guī)定了“前五”標準，以便對波浪觀測儀器設備進行升級和測評，并且根據(jù)海區(qū)的水深和特點配備觀測儀器設備。在觀測網(wǎng)的設計和建設中，沿海技術(shù)聯(lián)盟（ACT）發(fā)揮了重要作用。

（3）使用可靠和合適的觀測儀器設備

美國的業(yè)務化波浪觀測網(wǎng)并沒有使用特殊的儀器設備，10 m水深以下海域，根據(jù)離岸距離和水深，使用常規(guī)的波浪浮標（如Waverider）、座底式聲學測波儀和聲學多普勒測波儀、壓力式測波儀，而在沿岸淺水區(qū)甚至還使用了測波桿，10m以上水深海域使用錨系資料浮標。德國產(chǎn)的X波段雷達WaMoSII并沒有被使用，因為2007年WaMoS II在美國示范使用時并不成功，沒有通過測評。因此，波浪觀測網(wǎng)使用的觀測儀器設備重在可靠和適用，不在其先進。應用星載合成孔徑雷達可以得到有波向的波浪場，但它目前還不是業(yè)務化的海浪觀測計劃中的波浪觀測手段。將來動力環(huán)境衛(wèi)星會成為業(yè)務化海洋觀測的重要手段，但它仍然需要準確、可靠的現(xiàn)場觀測提供地面真實的觀測數(shù)據(jù)為其校準服務，目前它只用于現(xiàn)場波向儀器觀測的校驗手段。

（4）重視觀測儀器設備的評估和管理

美國有沿海技術(shù)聯(lián)盟（ACT），把與沿海技術(shù)相關(guān)的管理者、技術(shù)專家、儀器設備制造商、數(shù)據(jù)使用者、數(shù)據(jù)管理者組織在一起，研究和評估相關(guān)的技術(shù)和裝備，組織檢測、試驗和評估，確保了觀測儀器設備和數(shù)據(jù)的質(zhì)量。X波段雷達在美國沿海示范使用時不成功，因此他們就不使用X波段雷達。美國原有海浪觀測站點181個，按現(xiàn)計劃建設的海浪觀測網(wǎng)觀測站點將達到296個，可見美國對波浪觀測的重視，而且該觀測網(wǎng)是在國家綜合海洋觀測系統(tǒng)（IOOS）框架下建設的，因此，觀測數(shù)據(jù)能滿足國家、地方、部門、企事業(yè)的需要，能達到最大的社會經(jīng)濟效益。

從這些啟示中我們對我國海浪觀測網(wǎng)的建設和運行提出如下對策建議：

（1）制定國家海浪觀測規(guī)劃（計劃）

我國波浪觀測站位少，而且近岸淺水區(qū)觀測站位因儀器可靠性和安全性差而近乎沒有連續(xù)的時序觀測數(shù)據(jù)，這對海洋管理、海上經(jīng)濟和軍事活動都十分不利。鑒于波浪觀測數(shù)據(jù)的重要性，建議制訂國家海浪觀測規(guī)劃（計劃），科學設計觀測站網(wǎng)，科學應用觀測儀器設備，推動海浪觀測事業(yè)的發(fā)展。

（2）強化海浪觀測儀器設備的研發(fā)和生產(chǎn)。海浪觀測網(wǎng)的建設和業(yè)務化運行，其關(guān)鍵是可靠、適用、經(jīng)濟的海浪觀測儀器設備。國內(nèi)在用的波浪觀測儀器設備主要是錨系資料浮標、重力測波浮標和座底式聲學測波儀，除了錨系資料浮標外，其它幾種儀器的可靠性不是太好。也研究過GPS測波浮標技術(shù)、座底式聲學多普勒測波技術(shù)、壓力式測波技術(shù)，并且在海床基自動觀測系統(tǒng)中應用了壓力式測波儀，但因種種原因這些技術(shù)都沒有得到進一步的開發(fā)。因此，要強化國內(nèi)海浪觀測儀器設備的研發(fā)和生產(chǎn)，支持業(yè)務化海浪觀測網(wǎng)的建設。要依靠國產(chǎn)儀器設備來建設和維持觀測網(wǎng)，否則海浪觀測網(wǎng)難以持續(xù)。

（3）重視波浪觀測儀器設備的應用與管理

除了強化海浪觀測儀器設備的研發(fā)和生產(chǎn)以外，要維持觀測網(wǎng)的業(yè)務化運行，還需要重視海浪觀測儀器設備的應用與管理。美國業(yè)務化海浪觀測計劃特別重視觀測儀器的應用與管理，所有觀測儀器都經(jīng)過測試和評估，儀器的適用性和可靠性是擺在首位的。沿岸淺水區(qū)甚至使用了測波桿，因為它已能滿足當?shù)赜脩舻男枰?；而X波段雷達雖技術(shù)先進，但沒有被采用，因為在試用時效果不好。日本有69個波浪觀測站，使用常規(guī)的現(xiàn)場觀測儀器設備，其中水深在20～50 m的近岸區(qū)應用聲學多普勒測波儀、超聲測波儀、壓力式測波儀；水深在100～300 m的離岸10～20 km的深水區(qū)使用GPS測波儀，沒有使用X波段雷達，而且超聲測波儀用得很好，因為重視測波儀水下安裝平臺的建設。有消息報導，我國在“十二五”期間將建設60個以上X波段雷達和中程地波雷達站，觀測波浪和海流。筆者認為，美國和日本的經(jīng)驗值得重視，在沒有充分試驗驗證和評估的情況下，不宜在岸基臺站大量使用岸基X波段雷達測波浪，否則可能造成巨大的經(jīng)濟損失。

（4）盡快建立海洋觀測數(shù)據(jù)共享機制。海洋觀測數(shù)據(jù)的共享和社會化服務，是推動海洋觀測網(wǎng)業(yè)務化運行的動力。美國有海洋數(shù)據(jù)用戶共同體，能及時獲得相關(guān)資料或數(shù)據(jù)，能對網(wǎng)絡建設及時反饋意見和建議；日本有69個海浪觀測站，其中有66個站位的波浪數(shù)據(jù)進入專題因特網(wǎng)站為公眾服務。我國也應建立相應的機制，推動海洋觀測網(wǎng)的建設和數(shù)據(jù)共享。

[1] 國家海洋局.中國海洋災害公報［M/OL］.北京：國家海洋局，2010［2010-05-30］.http：//www.coi.gov.cn/hygb/index.html.

[2]NOAA.ANational Operational Wave Observation Plan，et al.2010［2010-05-30］.http：//ioos.gov/library/wave_plan_final_03122009.pdf.

[3]Willis,Zdenka,Jensen,et al.First National Operational Wave Observation Plan.2010［2010-05-30］.http：//findarticles.com/p/articles/mi_qa5367/is_200905/ai_n32127698/.

[4]唐欽能,編譯.王金平,校對.美國國家海浪觀測計劃.科學研究動態(tài)監(jiān)測快報.蘭州：中國科學院國家科學圖書館蘭州分館，2010（2）：1-8.

National Operational Wave Observation Plan of U.S.and Its Enlightenment to China

GAO Yan-bo1,ZHU Guang-wen1,BAI Yi-ping2,LIU Yu-xin1
(1.National Ocean Technology Center,Tianjin 300112,China;2.South China Sea Marine Prediction Center,State Ocean Administration,Guangzhou Guangdong 510300,China)

The wave is one of particularly concerned ocean environmental elements for offshore operations and military activities,which can result in significant loss of life and property.Therefore,the establishment of a wave observation system and improvement of forecasting and warning level of wave has great significance to military activities and marine economy.National Operational Wave Observation Plan of US is introduced and the status of China’s wave observation is analyzed and some suggestions are put forward.

wave observation;enlightenment;suggestions

P71

C

1003-2029（2011）04-0118-05

2011-05-20

高艷波（1965-），女，碩士，高工，主要從事海洋技術(shù)戰(zhàn)略研究。Email：notcgao@163.com