A. 　海洋石油环境条件观测技术

海洋石油环境条件就是海洋石油生存发展的自然环境条件，按需要可分为工作环境条件、工程设计环境条件及灾害环境条件。工作环境条件，指海洋石油勘探开发生产作业所需要的环境条件。工程设计环境条件，是海上平台、钻井船、输油管道、系泊装置及油气处理终端等各项工程设计环境参数（包括极端环境条件和作业环境条件）；灾害环境条件，是海洋石油生产作业区所能遭遇的严重海冰、热带气旋（台风）、风暴潮、灾害地质、地震海啸等自然灾害。这些环境条件，是一项扎实的基础工作，是工程设计的科学依据和海上安全生产的重要保障，更与海洋石油的生存、发展紧密相关。海洋石油环境条件，是应运而生的一门新的学科，随着海洋石油生产的发展，科学技术的不断进步，其实用性和社会效益尤为显著。

一、海上固定平台水文气象自动调查系统

在我国南海西部海域，由于特殊的地理条件，强热带风暴、强冷空气大风、强对流灾害性天气和土台风（即“三强一土”）一直影响着海上油气田的勘探开发正常运行。近年统计，受其影响涠洲油田每年要停产25天左右，钻井作业要停止约550h。为了保证海上油气田建筑设施和工作人员安全，保证在恶劣天气下油气田正常生产，以及检验、修订外载荷的计算公式，提高结构物设计水平，必须掌握海上气象水文要素的时空变化规律，这就需要进行长期、连续的气象水文观测。

要获得海上恶劣天气下的气象水文实测资料，是一项艰巨的任务。过去曾以投放浮标的手段获取气象水文观测；而在平台进行人工操作的观测方法，一但碰到恶劣天气（台风等），操作人员必须撤离平台，难以捕捉到台风完整资料。为了解决以上问题，从20世纪90年代中期开始，中国海油在具有代表性的海区平台上，研究建立了一套自动化程度高的气象水文综合观测系统，使用国外先进的气象水文传感器，研制数据自动采集及通过卫星进行发射、接受系统，配备应急电源设备，使之在恶劣天气下观测到的气象水文资料，能通过卫星及时传递到岸站。岸站具有自动化程度较高的接收功能，经计算机处理，随时能提供给工程设计和生产作业部门。

（一）测量项目与技术指标

主要测量项目有13项，其中气象有风速、风向、气压、气温、湿度；水文测量项目有波高、波周期、波向、（多层）流速、（多层）流向、水位、水温、盐度。另外还设有非工程所需的辅助测量项目，如平台经纬度、系统工作电压、故障报警等，待增测量项目有多层风、腐蚀、环保、浊度等。

1．传感器选择

根据需要确定各种传感器的测量范围及测量精度：①气象传感器引进自动气象站，包括风速、风向、气压、气温、湿度等传感器；②水文传感器引进浪流潮温盐测量仪，包括波高、波周期、波向、流速、流向、水位、水温、盐度等传感器；③多层海浪流测量仪引进可测量流速剖面的声学多普勒剖面海流仪。

2、传感器在生产平台上的安装

传感器在生产平台上的安装方案，是为了保证系统在无人值守情况下长期安全地工作，因此应遵守以下原则：①不影响生产平台作业；②所测到资料的质量能得到保障；③在气象水温要素达到极限时能得到完整资料；④保证仪器不丢失等。

（二）资料采集与设定

1．气象资料

气象资料每整点观测一次，每1´记录一组数据，如风速等，同时记录年、月、日、时、分、1＂最大风速、3＂最大风速、1´最大风速、2´最大风速、10´最大风速、30´最大风速和60´平均风速、整点前2´最大风速、整点前2´平均风速、整点前2´最大风向、整点前2´内3´最大风速、整点前2´内1´最大风速、整点前10´最大风速、整点前10´平均风速、整点前10´内3´最大风速、整点前10´内1´最大风速、整点前10´内2´最大风速、整点前10´平均风向、整点前10´平均气温、整点前10´平均相对湿度、整点前10´平均气压。以上共16项，利用风速记录的多余通道比原定方案增加u项，更便于计算阵风因子。所谓3＂最大风速是指1小时内每3秒取为一组数，求其平均值，共1200个，取其最大者；所谓整点前2´内3´最大风速是指整点前2´内共120个数，每三个一组，取平均值，共40个，挑其最大者，其余类推。

2．浪流潮温盐资料

浪流潮温盐资料一般在平均海平面下8m处左右观测，实际深度需在有观测资料后依资料计算而得，海浪资料为每3h观测一次，每0.2s取一个离散值，每次记录2048个波浪离散值。当2´最大风速大于10.8m/s或有效波高Hs≥4.0m时，改为每小时观测一次；每10min记录一次表层流速、流向、水位、水温和盐度值。

3．多层流观测

多层流观测时仪器探头置于平均海平面下10m左右直到海底，每隔2m观测一层流速、流向。整点后每隔10min记录一次。

（三）微机数据采集与控制

采集好的数据处理后，每天02、05、08、11、14、17、20、23时共8次通过卫星通信发送到岸站。同时，采集原始数据存入固态存储器，容量为存储半年以上的数据。

当2´最大风速大于10.8m/s或有效波高Hs>4.0m时，系统超限自动加密，将数据卫星传输改为每小时一次，超限值也可自动或人工设置。

1．卫星数据传输

海上石油平台与岸站之间采用INMARSAT-C卫星通信，传输平台测量到的各种要素，通信距离可以满足我国任意海域的海洋石油平台与我国任意地点岸站间的数据传输。平台测量数据平均有效接收率不小于90%。INMARSAT-C卫星收发信系统选用美国进口设备。

2．数据接收岸站

①石油平台数据卫星接收岸站设在南海西部石油公司总部；②岸站具有自动接收海上平台发射来的信号并处理打印各种数据的功能；③岸站接收到的数据除打印外还存入硬盘中，以利定期拷贝、存档；④一套岸站设施能够完成多个石油平台发送来的数据接收处理。

3．交直流电源及应急供电系统

配备一套由交流转换成直流供电系统工作的电源以及在台风时平台无人值守情况下，也能使系统正常工作的自动切换控制系统。

4．岸站资料处理软件系统

岸站资料处理软件系统可将岸站接收到的信息打印成报表并绘成时间过程线。

现场试验表明：

a．气象资料由于传感器安装较高，很安全，极少外界干扰，只发生一次受渔网缠断S4电缆影响造成串口被烧，使气象资料记录中断的事故。但这不是气象传感器本身原因所致。

b.S4资料的中断，两次受鱼钩影响，一次受渔网影响，也不是S4仪器本身问题所致。但资料中盐度数据不稳定，资料不好，可能是传感器有故障，已整机送回厂家检修，后重上平台安装使用。

c.ADCP资料，开始受安装条件限制，有资料，但有5层左右受桩腿影响，流的资料不好。后将ADCP外移解决了上述问题，但发生丢失事故。后经改装仪器支架，使仪器外伸约70cm，资料大为好转，现基本不受桩腿影响。

d．岸站工作比较正常，只有受太阳活动等因素影响，气象资料误码2次，共7.9天，误码率为2%～3%，完好率为97.7%，远远超过合同书90%以上的要求。

（四）仪器

主要有：①YOUNG-4X自动气象站一套（包括主机及显示器1件，风速、风向传感器1件，气温、湿度传感器1件，百叶箱1件）；②S4ADW浪潮仪1件；③300kHz多普勒剖面海流仪1件；④数据采集仪1件；⑤应急电源1件；⑥卫星发射天线1件；⑦锚碇系统1套；⑧电缆及附件1套。

本项目经3年半的调研、选择传感器、研制数据采集处理系统、研究安装、锚碇方案以及室内试验、近岸试验等各种科研工作，自1999年3月将全套仪器安装到W11-4采油平台上进行现场试验，至2000年11月7日止，共测气象资料18个月；S4资料9.2个月；ADCP资料6.7个月，岸站接收气象资料11.3个月。

二、海底泥温调查

海底泥温调查是一项开创性的工作。穿过几十米乃至几百米的海水探测海床的温度，这在中国海洋调查史上从来没有先例，渤海“JZ20-2海底管线和SZ36-1油田的海底泥温、水温、气温的调查”是第一次尝试。它是为了提供真实的海底泥温设计参数（以往工程设计都将冰底水温假定为海底泥温）。调查结果发现真实的最低海底泥温比冰底水温要低4～6℃，大大地降低工程成本，其经济效益和社会效益十分显著。

（一）秦皇岛（QHD)32-6油田平台场址和海底管道路由海域海底泥温、水温观测

1．调查概况

观测时间为1998年11月10～22日，在QHD32-6油田平台场址和海底管道路由海域共设置海底泥温水温观测点17个。

水温设表、中、底三层观测（表层：0～1m；中层：0.6H；底层：距海底0～1m），泥温观测分为表层0.5、1.O、2.O、3.Om共五层。

2．结果分析

通过对现场实测资料及历史资料进行统计、计算，报告中给出了泥温、水温的统计参数，同时还推算出多年一遇的泥温极值（表17-1）。

表17-1多年一遇的泥温极值（℃）

表17-4不同重现期的最低泥温（℃）

B. 卫星数据的获取

应用SEBS方法计算地表蒸发量，首先要通过遥感数据获得几个陆面物理参数，例如反照率、温度、比辐射率和植被覆盖度等。为了获得这些参数必须对遥感图像进行一系列处理，对不同遥感图像处理方法也不一样。在这里可以选择的遥感数据为美国国家海洋气象局(National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA)的AVHRR(The Advanced Very High Resolution Radiometer)数据。

NOAA系列气象卫星是NOAA的第三代气象观测卫星，采用近极地太阳同步近圆形轨道，双星系统，轨道高度为833～870km。NOAA系列气象卫星所携带的AVHRR传感器(高级甚高分辨率辐射计，Advanced Very High Resolution Radiometer)为一台旋转平面镜式光机扫描仪，主要用于观测云层的分布及海域的温度变化，探测器的扫描角度为±55.4°，扫描宽度为2800km，因此两条轨道可以覆盖我国大部分国土，三条轨道可以完全覆盖我国。其空间分辨率为1.1km，部分地区为4km，与TM、MSS相比显然较低。但AVHRR数据的一个像素相当于TM的1344个，MSS的189条，因此，应用AVHRR数据可以大大节约图像处理的时间和费用。重访周期为1/2天，在双星系统下，同一地点每天有4次过境资料，时间分辨率较高。同时AVHRR具有较高的辐射分辨率，其数据量化等级为1024(10bit数据结构)，温度分辨率达1℃。由于扫描带宽(2800km)，则地球曲率、大气和目标的方向反射特征，以及传感器扫描角和太阳高度的差异均对数据影响较大。因而，AVHRR的数据变形大，几何畸变较严重，这在扫描带两侧尤为明显。

在AVHRR的5个通道中，Ch1、Ch2为可见光和近红外通道，能较好地表达绿色植物对红光的强烈吸收而对近红外的强反射特征，对绿色植被的生长状况较为敏感。Ch3、Ch4、Ch5为中红外和远红外通道，对水体陆地边界、土壤和地表温度有较好的显示。

NOAA/AVHRR是地球资源遥感资料的主要来源之一，资料时序较长，自1982年至今的资料几乎都可以免费从互联网上获取(http://www.class.noaa.gov)。与陆地卫星MSS和TM资料相比，它具有更适合大面积生态地质环境监测的许多优点，有助于及时捕捉农作物的长势，植被时间变化，旱灾、水灾灾情等动态变化信息。

C. 天气预报的气象资料来自何处

天气预报的气象资料来自气象卫星返回的气象云图，
我国的气象卫星包括风云一号、风云二号、风云三号和风云四号，

气象卫星在太空对地球大气进行观测时，地面上的各种气象变化都能反映在气象卫星的各种观测仪器上，并拍成气象卫星云图返给地面。这样我们就可以根据返还的卫星云图知道各地的天气状况了。在台风刚刚形成，远在千里之外的时候，天气预报员就可以根据气象卫星拍摄的卫星云图了解它的外貌特征，确定它的中心位置和强度，并且追踪它的移动路径和方向，同时也可以告诉人们，做好准备，免遭台风的侵袭。

D. 哪些气象数据可以公开请问哪些气象台测定的数据可以

一般来说温度、降水量、气压等气象数据都是公开的。只不过国内的数据内渠道需要付容费，既然钱能买到本身就说明不是什么绝密。

目前记录最详细的全球气象资料可以追溯到民国时期，从1901-2020年全球逐年/逐月/逐日/逐时气象数据都可以免费获取到。如图中所示，地图上红色密密麻麻的图钉，代表着一个个气象观测站，点击任意一个站点就可以获取该站点的经纬度信息，点击确定即可调取该站点的气象数据。考虑到很多气象站是建了拆、拆了又建，而且早在五六十年代的时候还没有那么多气象站。所以一般来说会先查逐年数据，然后根据该站点能提供的年份去查对应的逐月数据，最后再细化到逐日/逐时数据，根据实际情况而定。

历史气象数据预览

事实上我们更关心的还是气象数据的准确性，所以会发现系统里有不同的数据栏目如：实测数据、网格数据、年鉴资料等。它们的来源不尽相同，实测是NOAA的地面观测资料、网格是NASA的卫星反演产品、年鉴资料由国家统计局颁布相当于一个标准的参照。比如同一个地域的降水量，不同栏目获取到的数据或多或少会存在差异。其实这对数据分析和科研来说是一件好事，多渠道的数据相互比对，可以给我们提供更多的参考依据。

E. 谁知道查一个城市的主要风向怎么查

买个风向仪
风速风向仪用于测量瞬时风速风向和平均风速风向，具有显示、自动、实时时钟、超限报警和数据通讯等功能。PH风速风向仪由 WC－1 风速传感器和风向传感器、PH 气象数据采集仪、PH 计算机气象软件三部分组成。 WC－1 风杯采用碳纤维材料，强度高，起动好，符合国家气象计量标准；PH 气象数据采集仪采集并记录风速风向测量数据，采用汉字液晶数据显示，人机界面友好，具有设定参数掉电保护和风速风向历史数据掉电保护功能，可靠性高。 PH 气象数据采集仪与计算机之间的通讯方式有有线和 GPRS 无线通讯2种方式，采用 GPRS 无线通讯方式可选用PH1000 GPRS 无线数据通讯终端。该风速风向仪具有技术先进，测量精度高，数据容量大，遥测距离远，人机界面友好，可靠性高的优点，广泛用于气象、海洋、环境、机场、港口、工农业及交通等领域。
项 目 风速传感器 风向传感器
测量范围 0～70m/s 0～360°
精 度 ±（0.3+0.03V）m/s ±6°（± 3°）
最大回转半径 90 m m 365 m m
分 辨 率 0.1 m/s 5.6°（ 2.8°）
起动风速 ≤0.5m/s ≤0.5m/s
输出形式 方波 6位（7位）码（或电压）
工作电压 5V～12V 5V～12V
工作电流 10mA 20mA （或2～3mA）
工作环境 温度-60℃～50℃ 湿 度≤100％RH 温度-60℃～50℃ 湿度≤100％RH
风速传感器的感应元件是三杯风组件，由三个碳纤维风杯和杯架组成。转换器为多齿转杯和狭缝光耦。当风杯受水平风力作用而旋转时，通过轴转杯在狭缝光耦中的转动，输出频率的信号。
风向传感器的变换器为码盘和光电组件。当风标随风向变化而转动时，通过轴带动码盘在光电组件缝隙中的转动。产生的光电信号对应当时风向的格雷码输出。传感器的变换器可采用精密导电塑料电位器，从而在电位器活动端产生变化的电压信号输出。

F. 气象仪器的风向风速观测仪器

风速风向仪用于测量瞬时风速风向和平均风速风向，具有显示、自动、实时时钟、超限报警和数据通讯等功能。风速风向仪由风速传感器和风向传感器、气象数据采集仪、计算机气象软件三部分组成。 风速传感器的风杯采用碳纤维材料，强度高，起动好，符合国家气象计量标准；气象数据采集仪采集并记录风速风向测量数据，采用汉字液晶数据显示，人机界面友好，具有设定参数掉电保护和风速风向历史数据掉电保护功能，可靠性高。气象数据采集仪与计算机之间的通讯方式有有线和GPRS 无线通讯2种方式，采用GPRS 无线通讯方式可选用GPRS 无线数据通讯终端。该风速风向仪具有技术先进，测量精度高，数据容量大，遥测距离远，人机界面友好，可靠性高的优点，广泛用于气象、海洋、环境、机场、港口、工农业及交通等领域。