首座海氣象深海浮標啟用 成大近海水文中心與有榮焉

【台南訊】中央氣象局首座亞洲錨碇最深的海洋暨氣象資料浮標系統日前宣布啟用，國立成功大學近海水文中心特別高興。在此之前，資料浮標作業化長期觀測，但就整個東亞地區，尚侷限在較淺的水深，本次成功布放至水深4880公尺海域，實屬創舉，這讓理論研析與技術支援的成大近海水文中心所有人員都感到與有榮焉。

　深海資料浮標布放從浮標殼體、儀器組裝、錨練、浮球及錨碇設計到運送、吊放實務操作均不同於淺海浮標，這次啟用的海氣象深海資料浮標其所有理論研析與技術支援全由成功大學近海水文中心提供。該深海資料浮標係直徑二米半、高度三米的碟型浮標。

　成大近海水文中心主任高家俊教授表示，上週珊珊颱風期間，該浮標測得超過10公尺的大浪，對氣象局提高颱風預報準確度幫助頗大。通過珊珊颱風的考驗，證明深海資料浮標的穩定性，確定了我國在深海海氣象觀測的能量。

　若說設置一座東亞最深的資料浮標是一個重要的里程碑，那麼真正的考驗正要開始，能夠順利設置、長期運作、取得即時正確資料，如此才能說是成功，成功大學近海水文中心有信心達成這使命。

　資料浮標不單可用作海氣象觀測預報，對於海岸防災治理更具有莫大功能，在成功大學近海水文中心長期戮力聯繫促成下，交通部中央氣象局與經濟部水利署已成為非常緊密的合作伙伴，雙方資料交流，使航行安全與海岸防災都能更有成效。

海象觀測有很多儀器，特性、價格、耐海性各有不同。其中資料浮標(Data Buoy)，是一座海上的無人海氣象監測站，是目前國際上最廣泛用來從事海洋環境監測的設備，如美國海洋及大氣總署(NOAA)所屬之國家資料浮標中心(NDBC)即在美國沿岸設置超過200個浮標。世界上也有很多廠商販售商業化的資料浮標，惟價格不斐，維修時間也較長。

　一般來講，資料浮標之基本觀測項目包括波高、週期、波向、波譜、水溫、風速、風向、氣溫、氣壓、流速、流向等。為了觀測作業與海上航行船隻的安全，資料浮標設置有航行警示燈與雷達反射器，夜間亦可做為船隻航行之導引。資料浮標可視為一座多功能的工作平台，除前述基本觀測項目外，依據需求可以裝置其它量測儀器，在海上進行全自動長期觀測作業。
　
　此外，就近海資料浮標與深海資料浮標的差異上而言，資料浮標觀測作業不在於布置了幾個浮標，重點在於佈置的位置(水深)與其穩定性，有些國家聲稱具有浮標觀測技術，但卻無法(沒有技術)將浮標設置於深海遠洋海域，一般而言，離岸超過10公里或水深超過500m以上可以稱之為深海(外洋)，在深水海域設置浮標，包含錨繫系統設計、布放設備(船隻)、通訊技術、系統整合穩定性以及後勤支援能力是關鍵技術所在。

　資料浮標透過錨錠錨鍊系統固定在底床，可以布放於任何水深海域，在國內，近岸幾公里以內則使用漁船拖放來進行布放，若欲將浮標安設於遠洋海域則需透過海洋研究船隻或具有吊桿之大型船隻來進行，目前國內經濟部水利署與中央氣象局不論是近岸或深海均有成功布放的經驗。

　在海上漂游的資料浮標，其電力是來自哪裡呢？答案是太陽能發電。將電力儲蓄於浮標內部的電瓶中，提供夜間或天候不佳時的工作電力需求，一般而言，即使沒有日照的期間，透過電瓶的蓄電，資料浮標仍能工作數十天以上。

　資料浮標的通訊可以依據需求與通訊費用於無線電、GSM、GPRS與衛星通訊中自行選擇，為了傳輸的成功率，通常會安裝兩種以上的通訊設備，最常使用GPRS(平日)搭配衛星通訊(緊急時)，透過這些通訊設備，觀測資料可以在觀測後馬上回傳至任何地點，具有即時傳輸的功能。950929t


※補充資料─近海資料浮標與深海資料浮標的差異
資料浮標觀測作業不在於布置了幾個浮標，重點在於佈置的位置(水深)與其穩定性，有些國家聲稱具有浮標觀測技術，但卻無法(沒有技術)將浮標設置於深海遠洋海域，一般而言，離岸超過10公里或水深超過500m以上可以稱之為深海(外洋)，在深水海域設置浮標，包含錨繫系統設計、布放設備(船隻)、通訊技術、系統整合穩定性以及後勤支援能力是關鍵技術所在。
‧錨繫系統的設計
　近海淺水浮標布放時，固定浮標的錨鍊僅約數十米，潛水人員可以潛下水去處理、固定、檢查，然而，在外洋深海，動擇數千米的海域，流速甚強，為了作業人員安全的顧忌，無法透過潛水人員進行作業，因此，如何將數千米的錨鍊很平順地置入海中就已經是非常關鍵的一環，錨鍊的設計必須能承受深海洋流的作用力、颱風巨浪的外力、甚至還需考慮魚類可能對於錨鍊的啃食，因此在材質、串接與浮力等問題的考量上是整個深海浮標設置即為重要的關鍵所在。同時，各位是否有想到一點，未來如何在無潛水員的條件下將浮標回收，這又是另一個關鍵，成大近海水文中心深海浮標的設計係利用所謂的音響釋放儀器，在船上發射特定頻率的音波，讓裝置在5000m海底的音響釋放儀自動將錨鍊解開，藉此回收浮標，這又是淺水資料浮標不會用到的技術。
‧浮標布放設備
　在淺海區域，可以藉由民間漁船拖放浮標出海布設，一來節省作業經費，同時也讓當地漁民有加入科學學術研究的參與感。但在距離岸邊數百公里的外海，一般船隻即使全速航行都要數天時間，更遑論用拖放的方式，因此，必須藉助海洋研究船隻，續航力足夠，船上還必須配備有吊放設備，成大近海水文中心深海資料浮標曾藉由農委會水試所水試一號與國科會台大海研一號研究船進行作業，因為資料浮標重達數千公斤，不是一般小吊桿即可作業者，同時，浮標上裝置精密儀器，吊放過程必須相當注意，作業人員必須經過專業訓練，具有操作海氣象觀測儀器的經驗且必須遵照標準作業程序才能順利地完成深海浮標的布放。
‧通訊技術
　近海浮標透過無線電或GSM大哥大系統就可以回傳資料，在外洋，沒有基地台設施，因此唯一的方式只有透過衛星(satellite)來回傳資料，成大研發的深海資料浮標傳輸系統，不但可以透過衛星定時回傳資料，更可以由研究人員在辦公室透過遠端遙控的方式，下指令給遠在幾百公里外的浮標從事相關作業。
‧系統整合
　外洋深海浮標距離甚遠，平時不易到達，維修成本也相當高，因此在深海資料浮標的設計上就要有特別的考慮，如容易故障的觀測儀器設置兩套，假使有一套儀器故障，另外一套儀器尚可進行觀測，可以降低維修的頻率。另外，深海浮標對於系統穩定性的要求更高，一般近海淺水區域的資料浮標出廠前需連續測試十天以上，深海的浮標必須有三十天以上的系統穩定性測試，浮標系統的穩定也可以降低維修的機率。
‧後勤支援
　近海浮標與深海浮標不論在設計與布設上有不小的差異，在深水海域布設浮標技術門檻相當高。但兩者也有相同的地方，就是後勤支援系統的建立，不論在近海或在深海設置浮標，做好儀器備品與技術人力的準備，在需從事保養維護時隨時可行，如此的後勤支援是絕對必要的，近海浮標觀測是如此，設置深海資料浮標也必須如此。由於自然界的海況變化萬千，有時適合作業的海況幾天才有一次，必須隨時做好儀器、與技術人力的準備，才有辦法在最短的時間內從事保養維護工作。