深耕南海保障先行—记国家海洋环境预报中心保障可燃冰开采

国家海洋预报台 国家海洋预报台 05-19 17:26

  5月18日,我国首次海域可燃冰(天然气水合物)试采成功。开采可燃冰之难,专家形容为好比“在豆腐上打铁、用金刚钻绣花”,而为可燃冰开采提供海上作业安全预报保障,则要与海洋中“看不见的波动”斗智斗勇。

  国家海洋环境预报中心历时一年,为“蓝鲸一号”钻井平台提供了多款“专门订制”式海洋环境保障产品,为开采作业保驾护航。

  图为预报中心人员在中油海251船上进行内波预报布防准备。

  摸清内波的“脾气”

  俗话说,海上无风三尺浪;水面之下,也是“内波”暗涌。内波又被称为海洋中“看不见的波动”,是南海频发的一种自然灾害,给勘探开采可燃冰带来了重重挑战。

  “海上作业平台经常遭受内波影响,内波带来的大幅垂向运动和水面上的瞬间位移会对水面和水下生产设施造成极大危害。”国家海洋环境预报中心主任王辉介绍到,内波的力量可在十几分钟内将海上平台推出百米远

  在作业过程中,如果遇到强内波,造成“蓝鲸一号”钻井平台发生位移,很可能中断可燃冰的开采,甚至损毁水下开采设备。

  去年3月,预报中心开始收集整理南海神狐海域历史资料,开展前期观测并分析其海域环境特征,力争看清该区域内波流的“庐山真面目”。

  当年4月,神狐海域全水深海洋立体观测潜标系统布设完成,获取了最快2分钟采样一次、持续一年的监测数据。7月,南海神狐海域内波数据分析系统建成,对内波的发生季节、发生时段、影响区域和强度等做出了深入分析。充足的前期调研为可燃冰开采的作业窗口期提供了决策支持。

  图为预报中心人员在中油海251号船上开展内波浮标布防。

  由“面”到“点”的跨越

  2015年,预报中心建成我国首个全球业务化海洋学预报系统,海洋环境预报实现了由人工分析为主的经验预报,向以数值预报为核心、多种释用方法综合应用的精细化预报转变。

  结合业务化海洋学预报系统南海分系统和多源观测数据、资料,预报中心首创了针对南海深水作业的风、浪、流、内波综合预报预警系统,可为可燃冰作业海域提供未来3天的风浪流预报保障和内波预警。

  可燃冰项目开工后,基于“蓝鲸一号”艏向调整、姿态稳定以及水下开采的需求,项目方向预报中心提出定制一套表层和底层海流预报产品的需求。

  传统预报是针对某一片海域,是“面”上的预报,现在项目方提出的要求是针对某一个“点”的预报,难度可想而知。

  预报中心立刻组织专业人员开展技术攻关,利用以往南海海洋环境研究成果,结合浮标观测数据,再加以预报员多年经验判断,“多管齐下”,开发了一套可提供覆盖未来3天、3小时间隔的表层和底层流预报产品。

  “如果把南海比作一匹布,那么可燃冰开采作业点就是一个针眼。我们从预报整片海域,到预报单点的海流变化,实现了由‘面’到‘点’的跨越。”预报中心环境室副主任李云说。

  图为预报中心内波浮标在“蓝鲸一号”附近目标海域成功布防。

  监控“神狐”的“千里眼”

  凡事预则立,不预则废。深水钻井作业时,通过建立早期的预警系统,开展实时监测,可获得相应的准备时间。为保障可燃冰采样顺利进行,预报中心创新性地开发了“实时警戒-在线检测-提前预警”系统,该系统由监测、分析和预警三部分组成。

  预报中心在神狐海域拉起了两道警戒线——内波预警浮标,分别位于可燃冰开采平台东南方向约60公里和110公里处,能够实时监测并通过卫星实时回传数据,可以第一时间发现达到预警级别的内波,并至少提前6小时发送预警信息到“蓝鲸一号”和调度部门,为采取防护措施预留时间。

  有了内波预警浮标,预报人员就好像有了一双千里眼,将变幻莫测的南海神狐看得一清二楚。由内波预警浮标、潜标及海上大浮标构成的目标海域海洋环境立体监测网,为可燃冰开采提供了高效、多元化、个性化的预报保障支撑,确保了开采作业安全。

  为服务保障南海可燃冰开采成功,预报中心自接到任务起,高度重视,即刻组建了一支联合保障团队。在中心主任的直接领导下,环境室、网络部、气象室、预警室、重点实验室等中心超半数业务科室参与其中,在时间紧、任务重、经费少的情况下,突破了内波特征快速提取、在线侦测等多项技术难题,全力保障了这次预报的准确性,为可燃冰的开采做出了重要贡献。

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