廣州海洋觀測網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)及觀測數(shù)據(jù)應(yīng)用探討

馬榮華,范儒彬

(廣州市地質(zhì)調(diào)查院,廣東 廣州550014)

建設(shè)海洋強(qiáng)國,離不開對海洋水文、氣象、水質(zhì)及生態(tài)特征的綜合性觀測。海洋觀測是關(guān)心海洋、認(rèn)識海洋和經(jīng)略海洋的重要手段[1]。海洋觀測主要分為人工觀測和自動觀測。人工觀測可根據(jù)觀測的目的設(shè)計觀測方案,具有針對性,一般用于科研項目,但人工觀測耗費(fèi)人力較大,人員安全保障較低,觀測數(shù)據(jù)也不能實時或難以連續(xù)獲取,因此建設(shè)海洋自動觀測站,獲取實時、連續(xù)的海洋觀測數(shù)據(jù)是十分必要的。海洋自動觀測是準(zhǔn)確掌握海洋實際狀況、科學(xué)開展海洋觀測預(yù)報的重要手段。建設(shè)海洋自動觀測站也是國家海洋觀測規(guī)劃網(wǎng)重要的組成部分。

全國海洋觀測網(wǎng)規(guī)劃(2014-2020年)提出,沿海地方各級人民政府和有關(guān)部門要加大對海洋觀測事業(yè)的支持力度,大力發(fā)展及建設(shè)海洋觀測網(wǎng)。建設(shè)海洋觀測網(wǎng)是提高我國海洋綜合實力、實施海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略一項重要的基礎(chǔ)工作,對于促進(jìn)海洋科學(xué)研究、提高海上突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)能力、保障和促進(jìn)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、維護(hù)國家海洋權(quán)益具有重要作用。美國、日本、韓國和加拿大等沿海發(fā)達(dá)國家已建立了較完善的海洋觀測系統(tǒng),綜合運(yùn)用衛(wèi)星、飛機(jī)、船舶、水下滑翔器和浮(潛)標(biāo)等先進(jìn)技術(shù)手段,對海洋動力環(huán)境、海洋生態(tài)、海洋地質(zhì)、海洋生物資源等進(jìn)行跨地區(qū)、跨部門、長期、連續(xù)地觀測[1]。我國也正在建設(shè)和發(fā)展國家級、省級及市級海洋觀測系統(tǒng),如福建省、廣東省、天津市海洋觀測系統(tǒng)等[2-4]。

珠江河口沿岸地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、物產(chǎn)豐富,人類活動繁盛,對珠江口海域的水動力、氣象及水質(zhì)等的綜合觀測對人類的生產(chǎn)生活具有重要的意義。海洋觀測網(wǎng)所采集的觀測數(shù)據(jù)可用于海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋預(yù)警預(yù)報、海洋及海岸工程建設(shè)、海水養(yǎng)殖和海洋環(huán)境保護(hù)等方面。

廣州海域位于珠江口伶仃洋灣頂,上起黃埔港,下至橫門水道,東以廣州港航道為界。珠江水系的徑流經(jīng)東四口門(虎門、蕉門、洪奇門、橫門)流入廣州海域,匯入伶仃洋,廣州海域是連接珠江河網(wǎng)和外海的重要通道,屬于珠江河口的一部分,地理位置極其重要。廣州海域?qū)儆诘湫偷膩啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,夏秋季臺風(fēng)活動強(qiáng)烈,海域地形呈喇叭狀,上窄下寬,極易發(fā)生風(fēng)暴潮災(zāi)害[5],因此建設(shè)廣州市海洋自動觀測網(wǎng),是廣州市海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋預(yù)警預(yù)報工作的基礎(chǔ)和重要保障。

珠江三角洲經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),河網(wǎng)縱橫,港口眾多,水路運(yùn)輸活動繁盛,歷年來進(jìn)行了大量的海洋工程建設(shè),包括碼頭、航道、港口建設(shè),海岸防護(hù)工程、圍海造田工程、海上牧場生產(chǎn)工程和海洋資源開發(fā)工程等,如近年的港珠澳大橋、南沙大橋、深中通道建設(shè)等。海岸工程在建設(shè)前需進(jìn)行水動力環(huán)境勘探和模擬,以保障工程建設(shè)的安全性和可行性,建設(shè)中需密切關(guān)注周圍波浪、海流、泥沙等水動力條件的變化狀態(tài),建設(shè)完成后需關(guān)注水動力條件與海岸工程的相互持續(xù)影響。這些都離不開海岸工程附近水域的水動力、水文條件的連續(xù)觀測。因此水文氣象觀測是海岸工程建設(shè)的關(guān)鍵,海洋觀測網(wǎng)對海岸工程建設(shè)極為重要。

珠江三角洲水系發(fā)達(dá),沿岸人民靠海而生,珠江口海水養(yǎng)殖、漁業(yè)捕撈活動較為普遍,海流、海水溫度、鹽度等要素對海水養(yǎng)殖具有較大的影響,因此海洋觀測網(wǎng)對海水養(yǎng)殖業(yè)也具有重要的意義。人類活動繁盛,帶來的必然后果是海水污染,海洋污染治理、海洋環(huán)境保護(hù)更需要海洋觀測網(wǎng)的保障。

綜上所述,建設(shè)廣州市海洋自動觀測網(wǎng),對廣州市海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展、海洋科技創(chuàng)新、海洋權(quán)益維護(hù)和海洋生態(tài)文明建設(shè)等各個方面都是十分迫切和必要的。廣州海洋自動觀測網(wǎng)建設(shè)是廣東省海洋觀測網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分,也是國家海洋觀測網(wǎng)建設(shè)的一部分。海洋觀測是海洋預(yù)報的基礎(chǔ),海洋預(yù)報對海洋防災(zāi)減災(zāi)具有重要的意義,海洋觀測對海岸工程建設(shè)、海洋環(huán)境保護(hù)等也具有重要的意義,因此建設(shè)廣州市海洋觀測網(wǎng)是廣州市海洋工作的重點(diǎn)工作之一。

1 廣州市海洋觀測網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀

廣州市海洋觀測網(wǎng)自2014年開始規(guī)劃建設(shè),經(jīng)過5 a不斷地規(guī)劃及完善,至今已初具規(guī)模,目前共建成9個咸潮觀測站,4個岸基觀測站以及5個浮標(biāo)觀測站,形成初步的廣州市海洋觀測網(wǎng)。觀測要素涵蓋水文、氣象和水質(zhì)等各個方面。海洋測站自上而下、自北向南均勻分布于廣州海域(圖1)。

圖1 廣州市海洋綜合觀測站位Fig.1 Location of comprehensive ocean observation stations in Guagzhou

1.1 建成初步的海洋觀測網(wǎng)

1.1.1 咸潮觀測站

咸潮觀測站自2014年開始建設(shè),站位均布設(shè)在河流入?？诩昂涌谏嫌巍Ｄ壳耙呀?jīng)建成9個站點(diǎn),觀測要素涵蓋鹽度、TDS、水溫、電導(dǎo)率和水位等。

1.1.2 岸基海洋觀測站

岸基海洋觀測站從2015年開始建設(shè),目前已經(jīng)建成4個站位,觀測要素涵蓋潮位、風(fēng)速風(fēng)向、氣溫、濕度、能見度、氣壓、雨量等。

1.1.3 浮標(biāo)觀測站

浮標(biāo)觀測站從2016年開始建設(shè),目前已經(jīng)建成5個站位,觀測要素涵蓋剖面流速、水溫、鹽度、風(fēng)速風(fēng)向、氣溫、濕度、氣壓、能見度、營養(yǎng)鹽、COD、濁度、PH、溶解氧、葉綠素和藻紅蛋白等。

1.2 建成初步的多學(xué)科數(shù)據(jù)庫

經(jīng)過長時間的數(shù)據(jù)采集和積累,目前廣州已建成一個初步的多學(xué)科綜合數(shù)據(jù)庫,主要包括:長達(dá)2~4 a咸潮、水文數(shù)據(jù),含有水溫和鹽度等要素;長達(dá)2~3 a的水動力數(shù)據(jù),含有波浪、剖面海流數(shù)據(jù);長達(dá)2 a的水質(zhì)數(shù)據(jù),含有COD、營養(yǎng)鹽及p H、溶解氧、濁度、葉綠素等;長達(dá)4 a的潮位數(shù)據(jù),含有對潮時和潮位的觀測;長達(dá)4 a氣象數(shù)據(jù),含有岸邊及海面的風(fēng)速風(fēng)向、氣溫、氣壓、濕度、降雨及能見度等參數(shù)。

1.3 建成多個數(shù)據(jù)接收及分析平臺

目前,已建成多個數(shù)據(jù)接收展示、統(tǒng)計及分析平臺,包括岸基數(shù)據(jù)接收平臺,浮標(biāo)數(shù)據(jù)接收平臺和咸潮數(shù)據(jù)接收平臺。數(shù)據(jù)接收平臺可實現(xiàn)對觀測站狀態(tài)的監(jiān)管和異常狀態(tài)報警、對實時觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行展示以及對長時間序列觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行初步統(tǒng)計分析等功能(圖2)。

圖2 數(shù)據(jù)接收展示、統(tǒng)計及分析平臺Fig.2 Platform for receiving,displaying,counting and analyzing the observation data

2 觀測數(shù)據(jù)的應(yīng)用

觀測數(shù)據(jù)主要應(yīng)用于海洋災(zāi)害分析及防治工作,如在臺風(fēng)期間對近岸海域海洋水文氣象特征進(jìn)行分析、影響特征變化的海洋動力因素分析;咸潮入侵特征及趨勢分析;對廣州海域各年度、各季度海洋水文氣象特征及其變化進(jìn)行分析研究等。除此之外,也將觀測數(shù)據(jù)用于預(yù)報結(jié)果的檢驗,提高預(yù)報數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.1 臺風(fēng)期間的應(yīng)用

風(fēng)暴潮災(zāi)害是廣州乃至廣東省最主要的海洋災(zāi)害之一[6]。為保證臺風(fēng)登陸過程中各觀測站可以正常運(yùn)行,在臺風(fēng)來臨前將對各觀測站進(jìn)行巡檢、設(shè)施加固及故障排查。在近年破壞性較大的臺風(fēng)期間,大多數(shù)觀測站仍能正常運(yùn)行并采集到寶貴的災(zāi)害期間觀測數(shù)據(jù)。

臺風(fēng)“天鴿”(強(qiáng)臺風(fēng)級)于2017-08-23T12:50在珠海市金灣區(qū)沿海地區(qū)登陸,登陸時中心附近最大風(fēng)力14級(45 m/s),中心最低氣壓970 hPa?！疤禅潯笔?965年以來登陸珠江三角洲的最強(qiáng)臺風(fēng),具有“快速西移、近海加強(qiáng)、風(fēng)強(qiáng)雨大”的特點(diǎn)。

“天鴿”為50 a一遇臺風(fēng),臺風(fēng)登陸時間正好為天文大潮期,風(fēng)暴潮與天文大潮兩個波峰疊加,發(fā)生較強(qiáng)的風(fēng)暴潮過程。根據(jù)HY02觀測站連續(xù)觀測的潮位數(shù)據(jù)(圖3),8月23日13:00以后潮位陡然上漲,最高超過紅色警戒潮位,超過警戒潮位持續(xù)時間長達(dá)3 h。

圖3 臺風(fēng)“天鴿”登陸過程HY02觀測站潮位過程曲線Fig.3 The tide level changes at station HY02 during the landing of typhoon“Hato”

“天鴿”登陸過程風(fēng)力較強(qiáng),8月23日廣州港區(qū)最大出現(xiàn)13~14級瞬時大風(fēng),南沙區(qū)出現(xiàn)9~11級瞬時大風(fēng),8月23日HY02觀測站日極大風(fēng)速最高達(dá)到26.6 m/s,風(fēng)速持續(xù)較大時對應(yīng)的風(fēng)向多為東北風(fēng)向(圖4)。

圖4 臺風(fēng)“天鴿”和“帕卡”登陸過程HY02觀測站風(fēng)速風(fēng)向變化Fig.4 Changes of wind speed and direction at station HY02 during the landing of typhoon“Hato”and“Pakhar”

由圖5可見,“天鴿”登陸期間FB05觀測站波浪過程。8月23日11:21左右FB05觀測站測得最大浪高2.58 m,有效波高為1.74 m,1/10大波波高為2.02 m,平均波高為1.2 m,波級為4級(1.25 m≤有效波高<2.5 m,1.5 m≤1/10大波波高<2.5 m),海況為中浪。

從HY02觀測站風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)及FB05觀測站波浪數(shù)據(jù)可以看出,在臺風(fēng)“天鴿”之后還有一次由1714號臺風(fēng)“帕卡”(臺風(fēng)級)引起的大風(fēng)大浪過程(圖4和圖5),“帕卡”于8月27日09:00前后在臺山東南部沿海地區(qū)登陸,登陸時中心附近最大風(fēng)力12級(33 m/s),中心最低氣壓978 hPa?！芭量ā本哂械顷憛^(qū)重疊、移動速度快、登陸前加強(qiáng)、結(jié)構(gòu)不對稱、風(fēng)雨范圍廣的特點(diǎn)。

圖5 臺風(fēng)“天鴿”和“帕卡”登陸過程FB05觀測站波浪過程Fig.5 Changes of wave height at station FB05 during the landing of typhoon“Hato”and“Pakhar”

HY02觀測站8月27日測得當(dāng)日極大風(fēng)速約26.4 m/s(11級),風(fēng)速持續(xù)較大時對應(yīng)的風(fēng)向多為東北風(fēng)向。8月27日08:21FB05觀測站測得最大波高2.35 m,有效波高為1.44 m,1/10大波波高為1.73 m,平均波高為0.99 m,波級為4級,海況為中浪。臺風(fēng)“帕卡”引起的大浪過程相較于臺風(fēng)“天鴿”期間浪高偏小。

2.2 咸潮入侵分析

廣州河道縱橫交錯,位于珠江河網(wǎng)的中下游區(qū)域,其所在區(qū)域多條河流直接與獅子洋、伶仃洋相連,受潮流和徑流共同影響,易發(fā)生咸潮入侵現(xiàn)象[7]。近年來為監(jiān)測咸潮入侵現(xiàn)象,廣州布設(shè)了9個咸潮站位,獲取了較多的咸潮監(jiān)測數(shù)據(jù)。

河口河水鹽度一般為0.5~30。當(dāng)河水鹽度超過0.25時,將無法達(dá)到生活用水標(biāo)準(zhǔn);當(dāng)河水鹽度超過0.5時,將影響農(nóng)作物生長[8]。選取XC01和XC09觀測站2016年10月至2017年4月枯水期(簡稱“2017年枯水期”)與2015年10月至2016年4月枯水期(簡稱“2016年枯水期”)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較與分析。由圖6可見,2站位在枯水期均存在不同程度的咸潮入侵現(xiàn)象。2016年枯水期,XC01觀測站鹽度均低于0.5,XC09觀測站大部分時間鹽度均高于0.5;2017年枯水期,2個觀測站均出現(xiàn)了4次咸潮上溯過程,2017年枯水期各觀測站位鹽度值均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2016年枯水期,2017年枯水期咸潮上溯趨勢遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于2016年枯水期。

圖6 XC01和XC09觀測站咸潮上溯趨勢比較Fig.6 Comparison of tracing trends of salty tide between stations XC01 and XC09

廣州海洋觀測網(wǎng)已頗具規(guī)模,也積累了一定程度的觀測數(shù)據(jù),觀測數(shù)據(jù)在廣州海洋防災(zāi)減災(zāi)工作中得到了有效的應(yīng)用,但在海洋觀測站建設(shè)、管理、運(yùn)行和數(shù)據(jù)應(yīng)用方面仍存在一些問題,針對存在的主要問題本文對采用的解決方法進(jìn)行了探討。

3.1 觀測工作機(jī)制及業(yè)務(wù)化流程的建立

由于觀測站建設(shè)的時間較短,觀測工作的機(jī)制和流程正在探索中,尚未制度化及業(yè)務(wù)流程化。將觀測工作業(yè)務(wù)化,可保證海洋觀測工作的高效率長期運(yùn)行。觀測工作業(yè)務(wù)化流程包括(圖7):1)各站點(diǎn)的儀器保持連續(xù)地對海洋要素進(jìn)行現(xiàn)場觀測;2)通過各種傳輸方式將現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)傳輸回服務(wù)器,并定時對服務(wù)器中原始數(shù)據(jù)進(jìn)行備份,至少每月一次;3)對數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制;4)根據(jù)《地方海洋觀測站點(diǎn)納入國家全球海洋立體觀測網(wǎng)評估技術(shù)規(guī)程》①國家海洋技術(shù)中心.地方海洋觀測站點(diǎn)納入國家全球海洋立體觀測網(wǎng)評估技術(shù)規(guī)程,2019.的要求,數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)需能生成符合《海濱觀測規(guī)范》[9]要求的實時數(shù)據(jù)和延時數(shù)據(jù)的格式;5)對數(shù)據(jù)的質(zhì)量、格式進(jìn)行審核;6)按要求將數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲并備份,進(jìn)行數(shù)據(jù)入庫。

圖7 觀測工作業(yè)務(wù)化流程Fig.7 Business workflow of ocean observations

3.2 觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制能力

海洋觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制一直是海洋工作從業(yè)人員不斷在探索的問題,目前國內(nèi)尚無統(tǒng)一的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和方法。廣州雖已獲取了一定程度的海洋觀測數(shù)據(jù),但對觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制還在探索中,暫未開展質(zhì)量控制工作。數(shù)據(jù)的有效性和科學(xué)性還未能得到保證。儀器本身故障及外界環(huán)境影響(人為影響及行船碰撞等)均可能導(dǎo)致儀器測量存在粗差,且海洋觀測數(shù)據(jù)隨時間的變化較為顯著和復(fù)雜,因此在對海洋觀測資料進(jìn)行分析研究前有必要對數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制和人工審核[10]。海洋觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制也分為在儀器投入使用前對儀器的質(zhì)量控制和在獲取觀測數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)進(jìn)行的質(zhì)量控制。

3.2.1 儀器校準(zhǔn)及數(shù)據(jù)比對

為保證儀器的準(zhǔn)確性和可靠性,減少儀器本身帶來的系統(tǒng)誤差影響,所有觀測儀器在投入使用前、使用后的每年進(jìn)行一次檢定及校準(zhǔn),檢定合格方可使用,如因技術(shù)原因無法檢定及校準(zhǔn)的儀器,需制定科學(xué)合理的比測方案,并每年進(jìn)行一次數(shù)據(jù)比測,確保所測數(shù)據(jù)的科學(xué)性和有效性。比測方法可參考《海洋環(huán)境監(jiān)測站自動監(jiān)測儀器現(xiàn)場比對方法(暫行)》。

3.2.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

從儀器初始獲得的觀測數(shù)據(jù)需要經(jīng)過一系列的質(zhì)量控制方能進(jìn)行應(yīng)用:1)對錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行粗查,剔除異常數(shù)據(jù);2)根據(jù)質(zhì)量控制分析方法,刪除不符合水文氣象規(guī)律的數(shù)據(jù)。目前國內(nèi)尚無專門對海洋觀測要素的質(zhì)量控制方法及標(biāo)準(zhǔn),可參考國外相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行學(xué)習(xí)改進(jìn),如美國海洋綜合觀測系統(tǒng)(The U.S.Integrated Ocean Observing System,OOS)發(fā)布的QARTOD Project Plan中制定的對海洋觀測26個參數(shù)的質(zhì)量控制方法和標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 觀測站布局合理性與觀測環(huán)境代表性

觀測站應(yīng)科學(xué)布設(shè),在滿足觀測預(yù)報、防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)效能的基礎(chǔ)上,合理布局,布設(shè)密度應(yīng)均勻,堅持不重復(fù)布設(shè)的原則。觀測站點(diǎn)應(yīng)具有代表性,觀測站周圍應(yīng)盡量滿足2 km范圍內(nèi)無障礙物及干擾源[11]。

廣州市海洋站應(yīng)離岸較近,海域范圍不大,觀測站是分批規(guī)劃與建設(shè)、連貫性不強(qiáng),且在選址建站上遇到多方協(xié)調(diào)上的困難,因此在布局合理性和觀測環(huán)境代表性方面還有需改善的地方,如廣州海域部分區(qū)域的觀測站太密集,如XC03,XC04和XC05咸潮站;部分觀測站涉及重復(fù)建設(shè),如FB01浮標(biāo)站與XC02咸潮站均有溫鹽觀測,站位距離較近;部分站點(diǎn)觀測參數(shù)不夠全面,相鄰兩個站位距離較近,觀測參數(shù)較為分散,如XC01的咸潮觀測與HY01的潮位觀測,站位及參數(shù)設(shè)置較為分散;部分咸潮觀測站設(shè)置在河口內(nèi),常年處于咸水狀態(tài),不能有效地監(jiān)測到咸潮入侵。

經(jīng)過調(diào)研、資料分析以及廣州海域?qū)嶋H情況和水文氣象特點(diǎn)的考慮,可對岸基海洋觀測站以及咸潮觀測站進(jìn)行重新規(guī)劃,規(guī)劃如下:1)XC02咸潮站調(diào)整至增城河段(東江上游),與浮標(biāo)站FB01保持間距適中;2)咸潮站XC04調(diào)整至番禺舊滘涌水閘;3)將咸潮站XC05移動至珠江河段上游,前航道與后航道交匯處,避免珠江河網(wǎng)下游的重復(fù)觀測,增加對廣州區(qū)珠江河段上游的咸潮觀測;4)將HY01潮位觀測站調(diào)整至XC01觀測站處,將潮位站與咸潮站合并為同一站位,使各站位合理分布;5)在FB02浮標(biāo)附近增加一個潮位觀測站HY05,為浮標(biāo)提供同步的潮時潮位信息。位置調(diào)整規(guī)劃見圖8。

3.4 數(shù)據(jù)應(yīng)用與分析

目前,廣州海洋觀測網(wǎng)建設(shè)已頗具成效,也積累了一段時間極具價值的各類觀測數(shù)據(jù),對觀測數(shù)據(jù)除了進(jìn)行季度、年度分析并編寫報告之外,還進(jìn)行了詳細(xì)分析研究:1)對廣州海域各年度水文、氣象狀況及特征進(jìn)行研究,如潮汐運(yùn)動規(guī)律、波浪變化特征、海流變化特征、海水溫鹽變化特征、近岸風(fēng)速風(fēng)向特征等,并結(jié)合歷年觀測數(shù)據(jù)研究各季度水文、氣象特征及各季度發(fā)生的各類海洋現(xiàn)象。2)對廣州風(fēng)暴潮災(zāi)害狀況特征進(jìn)行研究,如各年度典型臺風(fēng)過程期間廣州海域水文、氣象特征,并結(jié)合歷年觀測數(shù)據(jù)研究風(fēng)暴潮災(zāi)害影響因素、發(fā)生規(guī)律,提出對風(fēng)暴潮災(zāi)害觀測預(yù)報的建議及防治對策。3)對廣州海域水質(zhì)狀況變化特征進(jìn)行研究,研究廣州海域2017-2019年各季度水質(zhì)狀況及變化趨勢,總結(jié)該海域水質(zhì)的空間分布特征及隨時間的變化規(guī)律,針對海水的水質(zhì)特征分析可能的污染物來源,并提出污染防治的措施。4)對廣州海域咸潮入侵狀況及成因進(jìn)行研究,根據(jù)已有觀測數(shù)據(jù)及查閱資料,研究廣州近年咸潮入侵現(xiàn)象及特征,研究咸潮入侵影響因素、形成機(jī)制及咸潮防治對策,并編寫專題研究報告。

總體來講,以上分析均是基于總結(jié)、分析及研究的目的,應(yīng)用到實際防災(zāi)減災(zāi)中的還較少,在今后的工作中,還需將觀測數(shù)據(jù)更好的應(yīng)用在如下方面:1)海洋防災(zāi)減災(zāi)工作:結(jié)合已有觀測數(shù)據(jù),利用數(shù)值預(yù)報模型,建立海洋災(zāi)害風(fēng)險評估與災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng),對廣州海域進(jìn)行各類海洋災(zāi)害的風(fēng)險區(qū)劃工作,為海洋防災(zāi)減災(zāi)提供有效的決策依據(jù)。2)海洋預(yù)警預(yù)報工作:在觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,建立數(shù)值預(yù)報模型,為廣州海域海況預(yù)報提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為廣州海洋預(yù)報提供精細(xì)化數(shù)值預(yù)報結(jié)果。3)形成規(guī)范化的觀測制度及工作流程,并按規(guī)范將數(shù)據(jù)上報給國家,統(tǒng)一管理,建立全國范圍的數(shù)據(jù)庫,更好地利用這些觀測數(shù)據(jù)。

4 結(jié) 語

廣州海洋觀測網(wǎng)建設(shè)既是全國海洋觀測網(wǎng)建設(shè)的任務(wù)之一,也是廣州海洋觀測預(yù)報、海洋防災(zāi)減災(zāi)工作的必然需求,海洋觀測工作既基礎(chǔ)又重要。目前,廣州海洋觀測網(wǎng)雖已初步建成,但仍然存在許多待完善、待提高的地方。將目前海洋觀測工作中存在的問題進(jìn)一步改進(jìn)與優(yōu)化,展望未來,為了海洋觀測站、海洋觀測數(shù)據(jù)的價值實現(xiàn)最大化,以下幾個方面也需要提升:

1)觀測站的全面完善。廣州的海洋觀測網(wǎng)主要是基于浮標(biāo)和岸基平臺,潛標(biāo)、衛(wèi)星、船舶等的觀測較少,也暫未根據(jù)需求開展斷面調(diào)查,未來可根據(jù)需求完善觀測方式,如:建立雷達(dá)測流、雷達(dá)測波,增加對海洋場的特征觀測;增加對泥沙、流量等的觀測;目前對溫鹽、水質(zhì)的觀測均停留在海表觀測上,但對咸潮、溶解氧等參數(shù)的底層水體特征較為重要,尚需完善對溫鹽、水質(zhì)的剖面自動化觀測;完善岸基海洋站,在各個海洋站增加觀測要素,保證對潮位、氣象、水文特征的綜合觀測,確保觀測要素的全面性,海洋站建設(shè)的規(guī)范性。

2)強(qiáng)化分析和應(yīng)用。在分析和應(yīng)用上面,還拘泥于現(xiàn)有的觀測數(shù)據(jù)上,未來應(yīng)拓展至多個方面,結(jié)合遙感數(shù)據(jù)、海洋數(shù)值預(yù)報模型,對各類現(xiàn)象進(jìn)行分析研究,如河口鋒現(xiàn)象、底層缺氧現(xiàn)象等。在未來的工作中爭取建立一個多學(xué)科的綜合的海洋防災(zāi)減災(zāi)觀測數(shù)據(jù)庫、建立一個永久性的規(guī)范的海洋觀測系統(tǒng)、建立一個綜合性的數(shù)據(jù)展示與分析平臺,為廣州海洋防災(zāi)減災(zāi)工作提供有效的決策建議,做好技術(shù)支撐和服務(wù)。具體工作包括:(a)利用遙感數(shù)據(jù)。通過協(xié)調(diào)及購買的方式,獲取遙感數(shù)據(jù),包括遙感風(fēng)場、海表溫度、葉綠素數(shù)據(jù)等,結(jié)合觀測數(shù)據(jù),對各類海洋現(xiàn)象進(jìn)行分析。(b)建立數(shù)值預(yù)報模型。海洋觀測無論多么完善,始終不能在時間、空間上全覆蓋的對海洋進(jìn)行觀測,要對各類現(xiàn)象進(jìn)行分析,還需借助近岸海洋環(huán)流動力模型、波浪模型和氣象模型等海洋數(shù)值模型。觀測數(shù)據(jù)可為數(shù)值模型提供驗證資料、同化資料,有助于數(shù)值模型的準(zhǔn)確性提升,為海洋預(yù)警預(yù)報的業(yè)務(wù)化工作提供基礎(chǔ)支撐。(c)建設(shè)綜合性的數(shù)據(jù)展示與分析平臺。設(shè)計綜合性的數(shù)據(jù)展示與分析平臺,除了現(xiàn)有的分析之外,實現(xiàn)在地圖的基礎(chǔ)上多圖層展示各站點(diǎn)的觀測信息,將海洋觀測專題信息與地理信息結(jié)合,為海洋預(yù)報預(yù)警工作提供便利。