201710200430淺談~陣列式岸基測波儀觀測系統

龍頭先前在介紹氣象雷達的【異常回波個案解析】文章裡,曾提及「異常回波」的主要來源包括有海浪回波、生物回波(昆蟲或鳥群遷移)以及軍事干擾回波等等。

對於雷達氣象分析人員而言,「海浪回波」是個很討人厭的訊號,因為它跟實際的雲雨訊號會混雜在一起,很難辨識。因此,一般的做法就是對接近海面的訊號視為海浪回波,予以「強制濾除」!

底下,就延伸一個蠻有趣的構想:既然氣象雷達可以被海浪回波干擾,那這些干擾若能變成可解析的訊號,是不是就可以用來偵測海面上的風、波、流了呢?

沒錯!

接下來,就讓龍頭來介紹新的海洋觀測技術〜「陣列式岸基測波儀觀測系統」,這也是龍頭從公職退休前能為國家做好的最後一個重要建置計畫。

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幾年前,政府以「藍色革命、海洋興國」作為海洋政策,其中有一項即為「順應氣候變化,預防海洋與海岸災害」。

其主要內容就是「對於氣候變化可能產生之衝擊,應加強研究和國際交流,並整合海陸空偵防能力,研擬順應氣候變遷和因應海洋災害之體系,以減少民眾和自然資源之損失」。

藉由這個政策,相關部會擬定了「海岸解嚴,開放兩岸客輪直航,擴大商機及就業機會…」等等論述與配合計畫。

其中,最為國人熟知的就是……海峽風浪瞬息萬變、海上觀測資料不足,每年都有漁船、舢舨、膠笩,甚至數千至數萬噸級貨輪的船難事件發生。

尤以馬祖與臺灣本島之間的臺馬航線,更是與民眾生命財產安全息息相關,可謂是"重中之重"!

龍頭負責的這個計畫就是要在馬祖的東莒島以及彭佳嶼島,分別建置2組陣列式測波儀,來強化臺灣海峽北部的海象觀測,以確保客輪航行與漁船作業安全。

「觀測原理」

「陣列式岸基測波儀」是屬於超視距雷達(Over-The-Horizon Radar)的一種。


主要是利用高頻(2~30MHz)電磁波的反射或繞射特性來探測遠距離目標,其作用距離可突破地球曲率的限制,所以才會被稱為「超視距雷達」。

本案是利用兩組不同頻率(5.xxMHz、9.xxMHz)的指向性天線,分別向遠處的海面發射線性調變連續波(FMCW)或是線性調頻中斷連續波(FMICW)。

然後再利用一整排固定的接收天線組,接收來自於經過海面海浪的反射或繞射訊號,並透過複雜的傅立葉數學轉換及積分,來分辨風、波、流的變化。


以類似頻段的警廣交通網廣播來說明:「兩組指向性發射天線」就像眾所周知的 94.3 MHz與 104.9 MHz 廣播電臺,接收天線則像是經過刻意排列整齊的收音機,只是每一架收音機的間距及方向都已經設定好了,是不可以隨便移動的。

每一個負責接收訊號的收音機都會收到來自於「兩組電臺」從不同距離、不同浪頭所反射回來的訊號,這些訊號有可能會很清晰,也有可能會發生延遲,更有可能會是干擾或雜訊。


利用傅立葉數學式再去分析並整合每一組接收到的微弱訊號變化,最後就可以分辨出我們期待看(聽)到的風、波、流訊號了。

「預期效益」

整個計畫期程自104年開始執行,預計在109年底前完成整個建置計畫。

屆時,將能提供更精確、更密集的風浪與波流預報,改善臺灣至馬祖間及臺灣海峽北部海面的海象觀測;增加海峽北部漁船作業及船隻航行安全,確保臺馬航線航運安全。

 

 

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喜歡隨性單純的旅遊
讓自己遠離喧鬧的城市
享受一下孤獨並與心靈深入溝通
總以為....
旅遊...也是一種"動態的靈修"~~~

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