澳大利亚开放波浪数据门户

一个小型太阳能波浪浮标被抛入大海。（来源：西澳大学）

近90%的澳大利亚人居住在距离海岸线50公里以内，而澳大利亚2024年气候状况报告指出，该国的天气、气候和海洋状况持续变化。海平面上升加剧了沿海地区被淹、风暴潮、侵蚀以及海水入侵地下水系统的风险，对沿海社区和沿海生态系统构成重大威胁。

对于澳大利亚大部分地区而言，目前偶尔发生的沿海洪水预计将在本世纪晚些时候变成常态。原本百年一遇的极端海平面预计将成为每年都会发生的事件。

西澳大利亚大学（UWA）的海洋学家们正通过扩大海洋浮标的使用范围，记录波浪数据并使其免费开放，来支持基于科学的沿海资源管理。最近，他们在西澳大利亚海岸和南非之间的南大洋部署了10个漂流波浪浮标，从而提升了波浪预报能力。这些小型太阳能波浪浮标预计将随洋流漂浮数年，持续收集波浪数据。

澳大利亚沿海地区由波浪浮标组成的网络正在帮助研究人员了解波浪驱动的各种过程和变化。来源：西澳大学

西澳大学研究员玛兹耶·德卡尼和TIDE项目负责人杰夫·汉森博士与其中一个漂流浮标合影。图片来源：西澳大学

杰夫·汉森博士表示，这些浮标提供的数据对于预测波浪和涌浪状况至关重要。“这些新型低成本波浪浮标使我们能够实时收集来自海洋中心的详细波浪数据，而此前我们从未在那里观测过波浪。这使我们能够将这些数据与现有数据进行比较，并将其输入波浪预测模型以提高其准确性，我们正与气象局合作开展这项工作。”

由于缺乏数据同化技术，波浪预测模型在准确性方面落后于大气模型。数据同化是一种利用观测数据来调整模型，使其更好地匹配实际情况的技术。

“如果起点错误，那么接下来的预测很可能也是错误的，”汉森说。“预测本身就很难，因为误差往往会随着时间的推移而累积，最终导致不准确的预测，但通过利用观测数据和数据同化，我们可以改进每天多次生成的七到十天预测的起点。”

西澳大学（UWA）的漂流浮标和系泊浮标的波浪数据很快将接入世界气象组织信息系统2.0（WIS 2.0）。WIS 2.0已于今年投入运行，它为国际、区域和国家层面的实时数据共享提供了一个框架，从而提高了全球天气预报的准确性，并为预警系统提供了支持。

这些漂流浮标是大学运营的大型波浪浮标网络的一部分，该网络由Sofar Spotters、Sofar Smart Moorings或Datawell Waverider Mk4装置组成。该网络目前正在支持一系列研究项目，这些项目侧重于改进波浪预报、研究礁前海岸的海岸动力学、海洋热浪、波浪能开发以及西澳大利亚的长期波浪气候。

在澳大利亚综合海洋观测系统（IMOS）的投资下，迈克·卡特勒博士和瑞安·洛教授近期在全国沿海地区部署了23个新型波浪浮标，每个州至少部署了一个。这些浮标用于测量近岸水域的波高、周期、方向以及水温，部署地点水深从10米到70米不等。

与离岸较远的漂流式波浪浮标一样，这些小型太阳能波浪浮标成本低廉且相对容易部署。它们系泊在海底，收集关键的近实时数据，这些数据对于验证和改进海洋预报、指导海洋作业和娱乐活动以及增进对海洋和沿海过程的了解至关重要。

通过由 Cuttler 和 Hansen 创建的全新国家网站 AusWaves.org，用户可以轻松查看和下载近乎实时的数据。该网站收集了西澳大学所有波浪浮标的数据，并将其与区域合作伙伴创建的现有网站合并，从而提供第一个全国统一的平台，用于显示经过质量控制的近乎实时的波浪数据。

近乎实时的海浪数据可在新网站 AusWaves.org 上获取。来源： AusWaves.org 。

卡特勒表示，AusWaves网站以用户友好的方式呈现独特的海岸波浪数据，旨在满足众多海岸利益相关者的需求。“通过可视化展示以及波浪和海面温度数据的下载功能，这个新网站将使澳大利亚各地更广泛地利用这些数据，”他说道。“我们的目标是让所有依赖海洋的人们，包括水产养殖户、旅游经营者、当地渔民和冲浪者，都能更好地做好准备，确保水上安全。”

该大学还在开发一种独特的利用波浪能进行可再生能源发电的方法。该大学海洋研究所的休·沃尔加莫特博士表示，澳大利亚南部沿海拥有全球最大、最稳定的波浪能资源，因此可再生能源开发具有巨大的潜力。据估计，横跨澳大利亚大陆架边缘的海浪平均能量约为澳大利亚平均用电量的10倍。

沃尔加莫特表示：“广袤的南大洋持续强劲的风力造就了巨浪，几乎不间断地将可再生能源带到海岸。特别是澳大利亚大陆南部和西南部的海岸线，以及塔斯马尼亚岛的西南海岸，拥有最高的波浪能水平，波浪质量极高，间歇性极小，极端波动也相对较小——这两个特点对于不间断的能源生产至关重要。”

在沃尔加莫特（Wolgamot）的领导下，一项利用“系泊式多模多体”（M4）装置验证模型预测结果的项目正在进行中。M4是一种水面波浪能转换器，它通过铰链的弯曲运动发电。当这台24米长的装置的前后两端位于波峰时，其中心则位于波谷。由此产生的部件旋转运动由船载发电机转化为电能。

今年在西澳大利亚南部乔治国王湾进行的M4部署是全球首个大规模试验，旨在验证在澳大利亚利用海浪发电的技术可行性，并为研究人员和行业提供运行数据。该项目完全开源，因此数据正与科学家、能源开发商和社区共享。

M4 是一款水面波浪能转换器，它通过铰链的弯曲运动来发电。来源：西澳大学