Værbøye - Weather buoy
Værbøyer er instrumenter som samler inn vær- og havdata i verdenshavene, i tillegg til hjelp under beredskap ved kjemikaliesøl , rettssaker og ingeniørdesign . Fortøyede bøyer har vært i bruk siden 1951, mens drivbøyer har blitt brukt siden 1979. Fortøyede bøyer er forbundet med havbunnen ved hjelp av enten kjeder , nylon eller flytende polypropylen . Med nedgangen til værskipet har de tatt en mer primær rolle i å måle forholdene på åpent hav siden 1970-tallet. I løpet av 1980- og 1990-tallet bidro et nettverk av bøyer i det sentrale og østlige tropiske Stillehavet til å studere El Niño-sørlige oscillasjon . Fortøyede bøyer varierer fra 1,5–12 meter (5–40 fot) i diameter, mens drivbøyer er mindre, med en diameter på 30-40 centimeter (12–16 tommer). Drivbøyer er den dominerende formen for værbøye i stort antall, med 1250 lokalisert over hele verden. Vinddata fra bøyer har mindre feil enn fra skip. Det er også forskjeller i verdiene for måling av havoverflatetemperatur mellom de to plattformene, knyttet til måledybden og hvorvidt vannet varmes opp av skipet som måler mengden eller ikke.
Historie
Det første kjente forslaget til overflateværobservasjoner til sjøs skjedde i forbindelse med luftfart i august 1927, da Grover Loening uttalte at "værstasjoner langs havet kombinert med utviklingen av sjøflyet til å ha like lang rekkevidde, ville resultere i vanlige havflyvninger innen ti år. " Fra og med 1939 ble USAs kystvaktfartøy brukt som værskip for å beskytte transatlantisk lufthandel.
Under andre verdenskrig satte den tyske marinen ut værbøyer ( Wetterfunkgerät See - WFS) på femten faste posisjoner i Nord-Atlanteren og Barentshavet . De ble sjøsatt fra ubåter i en maksimal havdybde på 1000 favn (1800 meter), begrenset av lengden på ankerkabelen. Total kroppshøyde var 10,5 meter (hvorav de fleste var under vann), overvunnet av en mast og en uttrekkbar antenne på 9 meter. Data (lufttemperatur og vanntemperatur, atmosfæretrykk og relativ fuktighet) ble kodet og overført fire ganger om dagen. Da batteriene (høyspent tørrceller for ventilene og nikkeljern for annen kraft og for å heve og senke luftmasten) var oppbrukt, etter omtrent åtte til ti uker, ødela enheten seg selv.
Den Marine Oceanographic meteorologiske automatiske enhet (NOMAD) bøyen er 6 meter (20 fot) skrog ble opprinnelig utviklet i 1940-årene for United States Navy ‘s offshore datainnsamlingsprogram. United States Navy testet marine automatiske værstasjoner for orkanforhold mellom 1956 og 1958, selv om radiooverføringsområdet og batterilevetiden var begrenset. Mellom 1951 og 1970 ble totalt 21 NOMAD-bøyer bygget og utplassert til sjøs. Siden 1970-tallet har bruk av værbøyer avløst rollen som værskip, ettersom de er billigere å betjene og vedlikeholde. Den tidligste rapporterte bruken av drivbøyer var å studere oppførselen til havstrømmer i Sargassohavet i 1972 og 1973. Drivbøyer har blitt brukt i økende grad siden 1979, og fra 2005 streifet 1250 drivbøyer på jordens hav.
Mellom 1985 og 1994 ble et omfattende utvalg av fortøyede og drivende bøyer utplassert over Stillehavets ekvatoriale for å overvåke og bidra til å forutsi El Niño- fenomenet. Orkanen Katrina kantret en 10 m (33 fot) bøye for første gang i historien til National Data Buoy Center (NDBC) 28. august 2005. 13. juni 2006 avsluttet drivbøye 26028 sin langsiktige datainnsamling av havoverflatetemperatur etter overføring i 10 år, 4 måneder og 16 dager, som er den lengste kjente datainnsamlingstiden for enhver drivende bøye. Den første værbøyen i Sørhavet ble utplassert av Integrated Marine Observing System (IMOS) 17. mars 2010.
Instrumentering
Værbøyer måler, som andre typer værstasjoner, parametere som lufttemperatur over havoverflaten, vindhastighet (jevn og vindkast), barometertrykk og vindretning. Da de ligger i sjøer eller hav, har de også måle vanntemperaturen, bølgehøyden , og dominerende bølgeperiode . Rå data behandles og kan logges om bord i bøyen og deretter overføres via radio-, mobil- eller satellittkommunikasjon til meteorologiske sentre for bruk i værvarsling og klimastudie. Både fortøyde bøyer og drivbøyer (drivende i åpne havstrømmer) brukes. Faste bøyer måler vanntemperaturen på en dybde på 3 meter (9,8 fot). Det finnes mange forskjellige drivbøyer rundt om i verden som varierer i design, og plasseringen av pålitelige temperatursensorer varierer. Disse målingene overføres til satellitter for automatisk og umiddelbar datadistribusjon. Annet enn deres bruk som kilde til meteorologiske data, blir deres data brukt innen forskningsprogrammer, beredskap ved kjemikaliesøl, rettslige prosedyrer og ingeniørdesign. Fortøyede værbøyer kan også fungere som et navigasjonshjelpemiddel, som andre typer bøyer.
Typer
Værbøyer varierer i diameter fra 1,5–12 meter (5–40 fot). De som er plassert på grunt vann er mindre i størrelse og fortøyd ved bruk av bare kjeder, mens de på dypere vann bruker en kombinasjon av kjeder, nylon og flytende polypropylen. Siden de ikke har direkte navigasjonsbetydning, blir fortøyede værbøyer klassifisert som spesielle merker under IALA- ordningen, de er farget gule og viser et gult blinkende lys om natten.
Diskusbøyer er runde og fortøyd på dype havområder, med en diameter på 10–12 meter (33–39 fot). Aluminium 3 meter bøye er en veldig robust meteorologisk havplattform som har lang levetid. Den forventede levetiden til plattformen på 3 meter (10 fot) er over 20 år og vedlikeholdt riktig, disse bøyene har ikke blitt pensjonert på grunn av korrosjon. NOMAD er en unik fortøyet aluminiums miljøovervåking bøye designet for utrulling under ekstreme forhold nær kysten og over de store innsjøene . NOMADs som er fortøyd utenfor den kanadiske Atlanterhavskysten, opplever ofte vinterstormer med maksimale bølgehøyder som nærmer seg 20 meter (66 fot) inn i Maine-bukten.
Drivbøyer er mindre enn sine fortøyde kolleger, og måler 30–40 centimeter (12–16 tommer) i diameter. De er laget av plast eller glassfiber, og har en tendens til å være enten tofarget, med hvitt på den ene halvdelen og en annen farge på den andre halvdelen av flottøren, eller helt svart eller blå. Den måler en mindre delmengde av meteorologiske variabler sammenlignet med sin fortøyde motstykke, med et barometer som måler trykk i et rør på toppen. De har en termistor (metalltermometer) på basen, og en undersjøisk drogue , eller sjøanker, som ligger 15 meter (49 fot) under havoverflaten som er forbundet med bøyen ved en lang, tynn bånd.
Implementering og vedlikehold
Et stort nettverk av kystbøyer i nærheten av USA vedlikeholdes av National Data Buoy Center, med utrulling og vedlikehold utført av United States Coast Guard. For Sør-Afrika distribuerer og henter den sørafrikanske værtjenesten sine egne bøyer, mens Meteorological Service of New Zealand utfører den samme oppgaven for landet deres. Miljø Canada driver og distribuerer bøyer for landet sitt. The Met Office i Storbritannia distribuerer drivende bøyer på tvers av både den nordlige og sørlige Atlanterhavet.
Sammenligning med data fra skip
Vindrapporter fra fortøyde bøyer har mindre feil enn fra skip. Det kompliserer sammenligningen av de to målingene at NOMAD-bøyer rapporterer vind i en høyde på 5 meter (16 fot), mens skip rapporterer vind fra en høyde på 20–40 meter (66–131 fot). Havoverflatetemperatur målt i inntakshavnen til store skip har en varm forspenning på rundt 0,6 ° C (1 ° F) på grunn av varmen i maskinrommet. Denne skjevheten har ført til endringer i oppfatningen av global oppvarming siden 2000. Faste bøyer måler vanntemperaturen på en dybde på 3 meter (10 fot).