気象ブイ

気象ブイは、世界中の海洋の気象や海洋データを収集する機器であり、化学物質の流出、法的手続き、工学設計への緊急対応に役立ちます。係留ブイは1951 年から使用され、漂流ブイは 1979 年から使用されています。係留ブイは、チェーン、ナイロン、または浮力のあるポリプロピレンを使用して海底に接続されます。気象船の衰退に伴い、1970 年代以降、係留ブイは外洋の状況を測定する上でより重要な役割を果たすようになりました。1980 年代から 1990 年代にかけて、中部および東部熱帯太平洋のブイネットワークは、エルニーニョ南方振動の研究に役立ちました。係留気象ブイの直径は 1.5～12 メートル (5～40 フィート) ですが、漂流ブイは直径が 30～40 センチメートル (12～16 インチ) と小さくなっています。漂流ブイは気象ブイの中で最も多く、世界中に 1,250 個設置されています。ブイから得られる風のデータは、船舶から得られるデータよりも誤差が小さくなります。2 つのプラットフォーム間では、海面温度の測定値にも違いがあり、これは測定深度と、水温を測定する船舶によって水が加熱されるかどうかに関係します。

歴史

海上での地上気象観測に関する最初の提案は、1927年8月に航空との関連で行われた。グローバー・ローニングは「海沿いの気象観測所と、同様に長距離を飛行できる水上飛行機の開発が相まって、10年以内に定期的な海上飛行が可能になるだろう」と述べた。 ^[1] 1939年から、アメリカ沿岸警備隊の船舶が大西洋横断航空商取引を保護するための気象観測船として使われ始めた。^[2]

第二次世界大戦中、ドイツ海軍は北大西洋とバレンツ海の15の固定地点に気象ブイ（ Wetterfunkgerät See 、WFS）を配備した。これらはUボートから最大1000 ファゾム（1800メートル）の海深まで発射されたが、これはアンカーケーブルの長さによって制限されていた。本体の全高は10.5メートル（その大部分は水中に沈んでいる）で、その上にマストと9メートルの伸縮式アンテナが取り付けられていた。データ（気温と水温、大気圧、相対湿度）はエンコードされ、1日4回送信された。電池（バルブ用の高電圧乾電池、その他の電力とアンテナマストの上げ下げ用のニッケル鉄電池）が切れると、約8～10週間後にユニットは自爆した。^[3]^[4]

海軍海洋自動気象装置（NOMAD）ブイの6メートル（20フィート）の船体は、もともと1940年代にアメリカ海軍の沖合データ収集プログラムのために設計された。アメリカ海軍は1956年から1958年にかけて、ハリケーンの状況を想定した海洋自動気象ステーションの試験を行ったが、無線伝送範囲とバッテリー寿命には限界があった。^[5] 1951年から1970年の間に、合計21基のNOMADブイが建造され、海上に配備された。^[6] 1970年代以降、運用と維持費が安いことから、気象ブイの使用が気象船の役割に取って代わった。^[7]漂流ブイの使用が最も古いと報告されているのは、 1972年と1973年にサルガッソ海で海流の挙動を研究するためでした。^[8]漂流ブイは1979年以降ますます使用されるようになり、2005年時点で1250個の漂流ブイが地球の海を漂っていました。^[9]

1985年から1994年にかけて、エルニーニョ現象の監視と予測に役立てるため、太平洋赤道域全域に係留ブイと漂流ブイの大規模な配列が配備された。 [ ^10] 2005年8月28日、ハリケーン・カトリーナは国立データブイセンター（NDBC）の歴史上初めて10メートル（33フィート）のブイを転覆させた。 ^[11] 2006年6月13日、漂流ブイ26028は10年4ヶ月16日間の送信を経て、海面温度の長期データ収集を終了した。これは漂流ブイとしては最長のデータ収集期間である。^[12]南極海初の気象ブイは、2010年3月17日に統合海洋観測システム（IMOS）によって配備された。^[13]

計装

気象ブイは、他の種類の気象観測所と同様に、海面上の気温、風速（定常および突風）、気圧、風向などのパラメータを測定します。海洋や湖に設置されているため、水温、波高、卓越波周期も測定します。 [ 14 ]生データ^は処理され、ブイ上で記録され、その後、無線、携帯電話、または衛星通信を介して気象センターに送信され、天気予報や気候研究に使用されます。係留ブイと漂流ブイ（外洋流を漂う）の両方が使用されます。固定ブイは、水深3メートル（9.8フィート）の水温を測定します。^[15]世界にはさまざまな漂流ブイがあり、設計が異なり、信頼性の高い温度センサーの位置も異なります。これらの測定値は、自動で即時にデータ配信するために衛星に送信されます。^[15]気象データのソースとして使用される以外にも、そのデータは研究プログラム、化学物質流出への緊急対応、法的手続き、エンジニアリング設計で使用されます。^[14]係留気象ブイは、他のタイプのブイと同様に航行補助としても機能します。

種類

気象ブイの直径は1.5～12メートル（5～40フィート）です。浅瀬に設置される気象ブイはサイズが小さく、鎖のみを使用して係留されますが、深海に設置される気象ブイは鎖、ナイロン、浮力のあるポリプロピレンを組み合わせて使用します。^[14]係留された気象ブイは航行上直接的な意味を持たないため、IALA制度では特別標識として分類され、黄色に着色され、夜間に黄色の点滅灯を表示します。

円盤状ブイは円形で、深海に係留され、直径は10～12メートル（33～39フィート）です。^[16]^[17]アルミニウム製の3メートル（10フィート）ブイは、長期耐用性を備えた非常に頑丈な気象海洋プラットフォームです。3メートル（10フィート）プラットフォームの予想耐用年数は20年以上で、適切に保守されていれば、これらのブイは腐食のために廃止されたことはありません。NOMADは、海岸近くや五大湖を横切る過酷な条件下での配備用に設計された、ユニークな係留アルミニウム環境モニタリングブイです。^[16]カナダの大西洋岸沖に係留されたNOMADは、冬の嵐に見舞われることが多く、最大波高はメイン湾で20メートル（66フィート）に近づきます。

漂流ブイは係留ブイよりも小さく、直径は30～40センチメートル（12～16インチ）である。プラスチックまたはグラスファイバーでできており、片側が白でもう片側が別の色の2色ブイか、黒または青一色であることが多い。係留ブイと比較すると、測定できる気象変数のサブセットは少なく、上部のチューブには気圧計が圧力を計測するようになっている。漂流ブイのベースにはサーミスター（金属製温度計）があり、海面下15メートル（49フィート）の位置に、長くて細い紐でブイとつながれた水中ドローグまたは海錨がある。 ^[18]

導入とメンテナンス

アメリカ近海の沿岸ブイの大規模なネットワークは、国立データブイセンターによって維持管理されており、^[19]アメリカ沿岸警備隊が設置と維持管理を行っています。^[20]南アフリカでは、南アフリカ気象局が独自のブイの設置と回収を行っており、ニュージーランド気象局も同国で同様の作業を行っています。^[21] カナダ環境省が同国のためにブイの運用と設置を行っています。^[22]イギリス気象庁は、北大西洋と南大西洋の両方に漂流ブイを設置しています。^[23]

船舶からのデータとの比較

係留ブイからの風速報告は船舶からの報告よりも誤差が小さい。2つの計測値の比較を複雑にしているのは、NOMADブイが風速を5メートル（16フィート）の高さで報告するのに対し、船舶は風速を20～40メートル（66～131フィート）の高さで報告していることである。 ^[24]大型船の吸気口で計測された海面温度は、機関室の熱により約0.6℃（1℉）の暖かいバイアスがある。^[25] 2000年以降、海面温度はブイの温度計で計測されることが増えており、見かけ上の温度低下により、2000年以降の地球温暖化が過小評価されていた。 ^[26] 固定ブイは水深3メートル（10フィート）の水温を計測する。^[15]

ギャラリー

12メートル円盤投げブイ
12メートル円盤投げブイ
10m円盤ブイ
10m円盤ブイ
10m円盤ブイ

参考文献

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外部リンク

米国国立データブイセンター
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ハリケーン・リタとブイ

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歴史

計装

種類

導入とメンテナンス

船舶からのデータとの比較

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参考文献

外部リンク

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