thumb|Zakotwiczona boja meteorologiczna typu dyskowego o średnicy 3 m, eksploatowana przez
Boja meteorologiczna – boja pomiarowa zbierająca dane meteorologiczne i oceanograficzne z powierzchni oceanów i większych zbiorników wodnych, wykorzystywana przede wszystkim w prognozowaniu pogody i badaniach klimatu.
Wyróżnia się dwa główne rodzaje: boje zakotwiczone, cumowane do dna, oraz mniejsze i liczniejsze boje dryfujące, swobodnie unoszone przez prądy morskie. Boje zakotwiczone stosowano już w czasie II wojny światowej, a boje dryfujące upowszechniły się w latach 70. XX wieku, dzięki śledzeniu satelitarnemu. Od lat 70. XX wieku, wraz z odchodzeniem od , boje przejęły główną rolę w pomiarach nad otwartym morzem. Globalne sieci boi – zwłaszcza rozmieszczone w tropikalnej strefie Pacyfiku – stały się ważnym narzędziem badania El Niño i monitorowania klimatu oceanów.
Budowa i działanie Boje meteorologiczne, podobnie jak inne stacje meteorologiczne, mierzą temperaturę powietrza nad powierzchnią oceanu, prędkość (średnią i w porywach) i kierunek wiatru oraz ciśnienie atmosferyczne. Ponieważ znajdują się na morzach i jeziorach, rejestrują również temperaturę wody, temperaturę powierzchni morza, wysokość fali i dominujący okres falowania.
Boje przesyłają pomiary zwykle co godzinę, na przykład za pośrednictwem satelitów GOES, do Globalnego Systemu Telekomunikacyjnego Światowej Organizacji Meteorologicznej, skąd dane zasilają numeryczne modele prognozy pogody. W części boi zakotwiczonych czujnik temperatury wody umieszczony jest na głębokości około 3 m, a w bojach dryfujących czujniki temperatury rozmieszcza się różnie, zależnie od konstrukcji. Pomiary z boi służą nie tylko meteorologii – wykorzystuje się je także w programach badawczych, przy reagowaniu na wycieki substancji chemicznych, w postępowaniach prawnych i przy pracach inżynierskich.
Typy boi thumb|Typy boi zakotwiczonych używanych przez National Data Buoy Center; w górnym rzędzie: boje dyskowe o średnicy 12 i 10 m oraz kadłub NOMAD o długości 6 m, w dolnym: boje dyskowe o średnicy 3 m i mniejsze boje przybrzeżne od 2,4 do 1,5 m Zakotwiczone boje meteorologiczne mają zwykle od 1,5 do 12 m średnicy. Boje stawiane na płytszych wodach są mniejsze i cumowane wyłącznie łańcuchami, a na głębszych akwenach – łańcuchami w połączeniu z nylonem i wypornym polipropylenem. Niektóre zestawy cumownicze na dużych głębokościach działały bez awarii ponad 10 lat. Ponieważ nie mają bezpośredniego znaczenia nawigacyjnego, zakotwiczone boje meteorologiczne klasyfikuje się jako znaki specjalne w systemie IALA – są malowane na żółto, a nocą świecą żółtym światłem błyskowym.
Boje zakotwiczone thumb|Boje dyskowe o średnicy 12 m Boje zakotwiczone mają różne kształty i rozmiary. Boje dyskowe () są okrągłe i cumowane na głębokich akwenach oceanicznych, a ich średnica wynosi od 10 do 12 m. Aluminiowa boja dyskowa o średnicy 3 m jest opłacalna i łatwiejsza w transporcie, a dzięki aluminiowej konstrukcji mniej podatna na korozję; nie zapewnia jednak tak długiej żywotności, jak większe kadłuby dyskowe. (NOMAD) to zakotwiczona boja aluminiowa o nietypowej konstrukcji, przeznaczona do pracy w ekstremalnych warunkach w pobliżu wybrzeża i na Wielkich Jeziorach.
Przykładem sieci boi zakotwiczonych jest brytyjska sieć automatycznych morskich stacji meteorologicznych Met Office (, MAWS) złożona z 11 boi. Większość z nich stoi na otwartym oceanie na zachód od Wysp Brytyjskich. Boje te mierzą ciśnienie atmosferyczne, temperaturę powietrza i wody, wilgotność, prędkość i kierunek wiatru oraz wysokość i okres fali. Boja o średnicy 3 m waży 4,5 t, jest kotwiczona linami o długości kilku kilometrów i pracuje do dwóch lat między wizytami serwisowymi. Ponieważ boje zakotwiczone pozostają w stałych miejscach, dostarczają danych o klimacie obszarów oceanicznych i przybrzeżnych oraz pomiarów referencyjnych do weryfikacji obserwacji satelitarnych. Dane z boi zakotwiczonych w tropikalnej strefie Pacyfiku, utrzymywanych w ramach programu (TAO), służą wykrywaniu, badaniu i prognozowaniu El Niño i La Niña.
Boje dryfujące thumb|Boja dryfująca typu SVP-B z barometrem Typowe boje dryfujące są znacznie mniejsze od zakotwiczonych: mają zwykle od 30 do 40 cm średnicy i są wykonywane z tworzyw sztucznych lub włókna szklanego. Część z nich ma dwubarwny pływak, inne są jednolicie czarne lub niebieskie. Mierzą mniej parametrów niż boje zakotwiczone. Barometr mieści się w rurce na szczycie boi, termistor – u jej podstawy, a pod wodą, na głębokości 15 m, zawieszona jest dryfkotwa (kotwica morska), połączona z boją długą, cienką linką.
W latach 70. XX wieku, gdy stało się możliwe śledzenie satelitarne, powstało wiele konkurencyjnych konstrukcji boi dryfujących. Od 1978 roku do ich lokalizowania i przesyłania danych służył , działający na pokładach amerykańskich satelitów okołobiegunowych. W 1982 roku (WCRP) uznał, że globalna sieć boi dryfujących przyniosłaby duże korzyści badaniom oceanograficznym i klimatycznym. Wezwał też do opracowania standardowego, taniego i lekkiego dryftera, który powstał w ramach programu SVP ().
Boje SVP tworzą trzon programu (GDP). W pierwotnym projekcie dryfkotwa miała 6,44 m długości, a cała boja ważyła 45 kg. Mniejsze wersje „mini” ważą 20 kg. Docelowa, równomiernie rozłożona siatka programu liczy około 1300 dryfterów; próg 1250 urządzeń osiągnięto po raz pierwszy 18 września 2005 roku, dzięki czemu GDP stał się pierwszym ukończonym elementem globalnego systemu obserwacji oceanu. Liczba aktywnych boi zmienia się jednak w czasie wskutek awarii, wodowania nowych boi i uzupełniania sieci – w zestawieniu z 25 maja 2026 roku aktywne były 1093 dryftery.
Spakowany do transportu dryfter mierzy około 61 × 61 cm. Przed wodowaniem jego dryfkotwę i linkę związuje się taśmą papierową, która rozpuszcza się w wodzie. Współczesna boja SVP działa średnio około 400 dni. Przez lata podstawowym systemem transmisji danych był system Argos, jednak aktywna sieć GDP przeszła w całości na łączność Iridium – w zestawieniu z 25 maja 2026 roku wszystkie aktywne dryftery nadawały przez ten system. Boja SVP występuje w kilku odmianach. Wariant SVP-B ma barometr: takie boje zaczęto eksperymentalnie rozmieszczać na dużą skalę w 1994 roku, a operacyjne pomiary ciśnienia prowadzi się od 1997 roku. Inne wersje mają hydrofon (WOTAN) – z rejestrowanego przez niego szumu szacuje się prędkość wiatru i opady – albo czujniki zasolenia.
Oba typy boi różnią się rozmiarem, sposobem mocowania, czasem pracy i zakresem pomiarów:
+ Porównanie boi zakotwiczonych i dryfujących Cecha Boja zakotwiczona Boja dryfująca Średnica 1,5–12 m 30–40 cm Masa 4,5 t (boja o średnicy 3 m) 20–45 kg (SVP) Mocowanie cumowanie do dna łańcuchami, nylonem i polipropylenem swobodny dryf, dryfkotwa na 15 m Czas pracy do dwóch lat między wizytami serwisowymi średnio około 400 dni Mierzone parametry pełny zestaw: ciśnienie, wiatr, temperatura powietrza i wody, wilgotność, falowanie ograniczony zestaw: ciśnienie, temperatura powierzchni morza, prąd Transmisja satelitarna, np. GOES, Iridium Argos (historycznie), Iridium Główne zastosowanie prognozy numeryczne, klimatologia, weryfikacja danych satelitarnych pomiar prądów powierzchniowych, kalibracja i walidacja satelitarnych pomiarów temperatury morza
Sieci obserwacyjne i obsługa Rozległą sieć boi u wybrzeży Stanów Zjednoczonych utrzymuje , a ich rozmieszczaniem i konserwacją zajmuje się Straż Wybrzeża Stanów Zjednoczonych. W Południowej Afryce własne boje rozmieszcza i odzyskuje , a w Nowej Zelandii analogiczne zadania wykonuje . W Kanadzie sieć boi ODAS eksploatuje , a brytyjski rozmieszcza boje dryfujące na północnym i południowym Atlantyku.
Sieci boi zakotwiczonych prowadzą zwykle programy krajowe lub regionalne, jednak ich dane i standardy pomiarowe są koordynowane międzynarodowo – m.in. przez (DBCP), powołany w 1985 roku jako wspólne przedsięwzięcie Światowej Organizacji Meteorologicznej i (IOC). Panel zajmował się początkowo wyłącznie bojami dryfującymi, a w 1993 roku rozszerzył działalność na boje zakotwiczone na otwartym oceanie. Osobną grupę stanowią tropikalne sieci boi zakotwiczonych: TAO na Pacyfiku, – PIRATA na Atlantyku i – RAMA na Oceanie Indyjskim. Przykładem programu regionalnego jest E-SURFMAR – program morski EUMETNET, sieci europejskich służb meteorologicznych. Jako grupa robocza DBCP program działa od 1987 roku (do 2005 roku pod nazwą EGOS). Istnieje też współpraca dwustronna – na przykład dwie boje w Zatoce Biskajskiej Met Office eksploatuje wspólnie z .
W Polsce morskie pomiary meteorologiczne na Bałtyku prowadzi Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMGW-PIB). Pierwszą stałą stację pomiarową zamontowano w 2008 roku na platformie wydobywczej Baltic Beta, około 73 mil morskich na północ od przylądka Rozewie. Dane z niej są przesyłane co godzinę. Budowę sieci boi rozpoczęto w 2015 roku w ramach projektu MeteoRisk. Stalowe boje, zakotwiczone za pomocą kotwic o masie 3,2 t, łańcuchów manganowych i boi kotwicznych, mierzą prędkość i kierunek wiatru, ciśnienie atmosferyczne, temperaturę i wilgotność powietrza oraz temperaturę wody. Dane przesyłane przez system Iridium trafiają do modeli meteorologicznych i do synoptyków przygotowujących prognozy morskie. W 2022 roku IMGW dysponował trzema stałymi bojami na morzu i jedną zapasową.
Historia thumb|Boja NOAA w magazynie w Homer na Alasce W sierpniu 1927 roku , pisząc o lotnictwie transoceanicznym, przewidywał, że „stacje pogodowe na oceanie, w połączeniu z rozwojem wodnosamolotu o równie dużym zasięgu, doprowadzą w ciągu dziesięciu lat do regularnych lotów oceanicznych”. Od 1939 roku jako statki pogodowe wykorzystywano jednostki amerykańskiej Straży Wybrzeża, aby zabezpieczać transatlantycki ruch lotniczy.
W czasie II wojny światowej niemiecka marynarka wojenna (Kriegsmarine) rozmieściła boje meteorologiczne (, WFS) w piętnastu stałych punktach na północnym Atlantyku i Morzu Barentsa. Wystrzeliwano je z U-Bootów na akwenach o głębokości do około 1800 m (1000 sążni), ograniczonej długością liny kotwicznej. Korpus boi, w większości zanurzony, miał 10,5 m wysokości, a wieńczył go maszt z wysuwaną anteną o długości 9 m. Cztery razy na dobę boje nadawały zakodowane dane o temperaturze powietrza i wody, ciśnieniu atmosferycznym oraz wilgotności względnej. Gdy po około ośmiu–dziesięciu tygodniach wyczerpywały się baterie, urządzenie ulegało samozniszczeniu.
Kadłub boi NOMAD () o długości 6 m zaprojektowano w latach 40. XX wieku na potrzeby programu zbierania danych marynarki wojennej Stanów Zjednoczonych. W latach 1956–1958 marynarka testowała morskie automatyczne stacje meteorologiczne w warunkach huraganowych, choć zasięg transmisji radiowej i żywotność baterii były wówczas ograniczone. W sierpniu 1956 roku pięć automatycznych boi dryfujących rozstawiono na przewidywanych torach huraganów, by sprawdzić przydatność takich stacji do wykrywania tych cyklonów. Jedna z nich znalazła się w centrum huraganu Greta lub w jego pobliżu. W 1958 roku w Zatoce Meksykańskiej zakotwiczono stacje na głębokości około 3,7 km (12 000 stóp). W latach 1951–1970 zbudowano i rozmieszczono na morzu łącznie 21 boi NOMAD. W latach 1972–1973 boje dryfujące posłużyły do badania zmienności prądów morskich w Morzu Sargassowym. W lutym 1979 roku NOAA po raz pierwszy wodowała dryftery z rękawową dryfkotwą () umieszczoną na głębokości 15 m – taką konstrukcję mają współczesne boje SVP.