西北太平洋Argo剖面浮标观测及其应用研究

国际Argo计划的实施,就好象是在全球广阔的深海大洋中设置了3000多个"气球探空观测站",从而形成立体的全球大洋长期观测系统,为研究海洋提供前所未有的深广视角,使人类企图深入了解和掌握大尺度实时海洋的变化,提高天气和海洋预报的精度,有效防御全球日益严重的天气和海洋灾害的愿望终将成为现实。     

Argo-认识和预测气候变化的全球海洋观测计划

1　全球海洋观测网 (Argo)为了解全球气候的变化 ,海洋学界正在做一项雄心勃勃的事业 ,即设计并部署一个全球海洋观测系统 ,以便对海洋从季节到十年间的变化作前所未有的长期跟踪观测。这项计划的实施 ,将使人类对气候的认识和预测向前迈出一大步。全球海洋观测系统的现场支柱就是 Argo剖面浮标网 ,将为人类提供一个全球海洋次表层数据库。Argo剖面浮标观测网将由 3 0 0 0个自动仪器组成 (图 1 ) ,每个浮标每隔 1 0天发送一组取自 2 0 0 0 m到海面的温度和盐度剖面资料 (图 2、3 )。在全球大洋内每隔大约 3个经纬度布设一个浮标 ,其数据通…     

Argo浮标技术研究初探

1　引言近年来世界沿海国家对 Argo计划响应迅速 ,该计划欲用 3年时间 (2 0 0 0～ 2 0 0 2年 )在全球大洋每隔 3个经、纬度布放一台 Argos卫星跟踪浮标 ,总计为 3 0 0 0台 (现已修订为至 2 0 0 4年布放 3 3 0 0台 ) ,组成一个庞大的 Argo全球观测网。我国当前已经开展或即将开展的几个大型海洋调查研究项目均要求收集南海、西北太平洋、赤道海域乃至整个太平洋和全球海洋次表层的一手资料 ,因此 ,发展我国的 Argo剖面浮标技术 ,不仅可以为我国开展的海洋调查提供技术支持 ,而且还可为我国正式加入全球的 Argo计划做技术储备。图 1　 Argo…     

全球海洋观测计划(Argo)进入全面实施阶段

在 2 0 0 1年 3月 2 0～ 2 2日召开的第三次国际Argo科学组会议上 ,澳大利亚和美国宣称已率先在东印度洋和东太平洋施放了 2 1个 Argo浮标 ,从而正式拉开了 Argo全球海洋观测网建设的序幕。在本次会议上 ,有 1 4个国家和团体表示愿意提供浮标 ,并参与 Argo计划。到 2 0 0 1年末 ,全球即将布放或已经布放的 Argo浮标有 871个。未来三年内有计划布放的 Argo浮标为 2 0 0 9个 ,累计浮标总数已达 2 880个 (表 1 ) ,与 Argo计划当时设想的在全球大洋中布放 3 0 0 0个浮标的目标已相距不远。此外 ,丹麦、挪威等国也表示将提供浮标参与 Argo计…     

一种专门用于低纬度洋区观测的Argo剖面浮标

早期研制的Apex型剖面浮标,由于浮力有限,不适合在上下层密度差较大的低纬度海区使用.为了实现国际Argo科学组提出的"要获取全球大洋2 000 m水深剖面资料"的目标,从2004年开始,美国Webb研究公司组织技术研究人员对普通Apex型浮标进行了技术革新,从而使得今天已经建成的全球Argo实时海洋观测网具备了覆盖全球大洋进行2 000 m水深剖面观测的能力.美国华盛顿大学海洋学院Stephen C.Riser教授专门著文详细介绍了这一改进技术,我们对全文进行了翻译和整理,以供国内浮标技术研制人员参考.     

中国Argo计划:Argo观测和资料应用进展

文章回顾了中国Argo计划已经取得的成果,主要包括中国Argo观测网的建设、浮标技术、数据质量控制及共享等。同时,讨论了Argo数据产品的开发以及数据在海洋、气象和大气研究中的应用,特别是在热带气旋（台风）、海洋环流、中尺度涡、湍流、海水热盐储量与输送、大洋水团,以及海洋、天气/气候业务化预测预报中的应用。最后,文章阐述了中国Argo海洋观测网长期维护和持续发展所面临的挑战和机遇,我们应在印度洋增加浮标数量,同时建立南海Argo区域海洋观测网,促进Argo资料在东南亚和印度洋沿岸国家的应用。     

新一轮全球海洋观测(Argo)计划进入全面实施阶段

据最近在加拿大锡德尼结束的第三次国际 Argo科学组会议宣称 ,澳大利亚和美国已率先在东印度洋和东太平洋施放了2 1个 Argo浮标 ,从而正式拉开了 Argo全球海洋观测网建设的序幕。且在 2 0 0 1年将有 11个国家和团体提供的约 5 6 0个Argo浮标陆续布放于太平洋、大西洋和印度洋海域。未来 3年 ,这些国家和团体还将继续提供约 2 0 0 0个浮标投放于上述海域和南大洋海域。这与 Argo计划当时构想的用 3年时间 ,在全球大洋中布放 30 0 0个浮标的目标已相距不远。国际 Argo科学组成员姓　　名国　家　名　称供　　职　　单　　位Olaf Boebel美…     

新一轮全球海洋观测(Argo)计划进入全面实施阶段

据最近在加拿大锡德尼结束的第三次国际 Argo科学组 (其成员见表 1 )会议宣称 ,澳大利亚和美国已率先在东印度洋和东太平洋施放了 2 1个 Argo浮标 ,从而正式拉开了 Argo全球海洋观测网建设的序幕。2 0 0 1年由 1 1个国家和团体提供的约 560个 Argo浮标已陆续布放于太平洋、大西洋和印度洋海域。未来 3年 ,这些国家和团体还将继续提供约 2 0 0 0个浮标投放于上述海域和南大洋海域。　这与 Argo计划构想的用 3年时间在全球大洋中布放 3 0 0 0个浮标的目标已相距不远。表 1　国际 Argo科学组成员　　姓　　名国　家　名　称　　　　　供职单…     

国际Argo计划执行现状剖析

国际Argo计划自2000年实施以来,世界上25个国家和团体已经在全球海洋中布放了5000余个Argo浮标,其中在海上正常工作的浮标已经超过3000个。这标志着全球Argo实时海洋观测网已经全面建成。文中将系统介绍国际Argo计划主要成员国在浮标布放、回收和Argo资料管理等方面所作出的贡献,以帮助读者对这21世纪的重大国际海洋观测计划有一较全面、深入的了解。     

全球海洋Argo网格资料集及其验证

简要介绍了全球海洋Argo 网格资料集的制作过程,并着重探讨了该数据集与历史观测资料集（如WOA09 和TAO）, 以及同类型的Argo 网格数据集等进行的比较与验证结果,发现利用逐步订正法构建的Argo 网格资料与其他数据集相比,除 了相互间吻合程度较高,能较客观地呈现出全球海洋中的一些大、中尺度海洋特征外,由Argo 资料揭示的一些重要物理海 洋特征的结构显得更细致,更能反映这些现象的演变过程和变化规律;加上Argo 资料严格的质量控制过程,确保了重构的 网格数据集的质量和可靠性。该资料集不仅可以作为研究全球海洋状况或揭示物理海洋现象的基础资料,还可为海洋数值模 式的开边界和初始场提供参考依据。     

全球Argo实时海洋观测网建设及应用进展

为了使各国政府、部门管理人员和科技工作者了解国际Argo计划的实施进展,以及帮助广大民众认识实施Argo计划的重要性和已经取得的初步成果,国际Argo信息中心、国际Argo科学组和国际Argo资料管理组联合编写了一本科普宣传册,题为“Argo,一个观测实时海洋的剖面浮标网”,经翻译、整理成文,以帮助国内读者深入了解和认识这一新世纪的重大国际观测计划。文章从陈述开展海洋观测的重要性和实施Argo计划的必要性着手,系统介绍了全球Argo实时海洋观测网建设的现状和Argo资料应用研究所取得的初步成果,以及Argo计划的发展前景等。     

Argo全球海洋剖面浮标观测网

前言Argo,一个大范围的全球温盐剖面浮标观测网 ,已被计划作为海洋观测系统的一个重要组成部分 ,并已于 2 0 0 0年开始投放浮标 ,目前尚在建设之中。实际上 ,Argo计划是基于现存的海洋上层热量观测系统 ,并对其在时间、空间、观测深度和准确性上进行了扩展 ,同时还增加了对盐度和速度的观测。命名 Argo,主要是为了强调全球浮标网与 Jason卫星高度计任务的密切关系 ,这是第一次人们可以几乎实时地系统测量和收集上层海洋的物理状态信息。1　Argo的诞生和设计全球剖面浮标观测网是在如下三方面技术的最新发展促使下诞生的 ,从而使得海洋和气…     

南海Argo区域海洋观测网设计与构建

国际 Argo 计划由“核心 Argo”向“全球 Argo”的拓展和国产北斗剖面浮标的成功研制,为西北太平洋重要边缘海———南海 Argo 区域海洋观测网的建立提供了契机。 介绍了南海 Argo 区域海洋观测网的总体设计,以及利用相关调查航次在南海布放了首批北斗剖面浮标,初步建立了由我国主导建设的“南海 Argo 区域海洋观测网”。 此外,利用调查航次获得的船载 CTD 和实验室盐度计分析结果以及周边海域历史资料验证了国产北斗剖面浮标观测数据的可靠性。     

全球Argo资料共享与服务平台设计与实现

Argo资料已成为海洋环境和气候变化研究重要的实测资料来源和基础数据支撑。自2007年全球Argo实时海洋观测网建成以来,每年产生的Argo资料稳固增长,数据总量呈现出海量增长趋势,如何实时有效地对Argo数据进行组织管理与信息服务已成为当前Argo资料共享的关键难题。本文针对Argo数据多源异构的时空特性及多元化的信息服务需求,综合运用分布式混合数据库架构,设计了一种适用于全球Argo资料组织管理的弹性扩展云存储模型,建立了基于Matlab的Argo网格化产品高效可视化方法,构建了基于Flex RIA的WebGIS服务框架,并研制了"全球Argo资料共享与服务平台"实例。平台实现了对全球Argo资料的查询浏览、快速下载及可视化分析等功能,并已在中国Argo实时资料中心部署及对外服务。     

全球Argo实时海洋观测网全面建成

文中较详尽地介绍了全球Argo实时海洋观测网建设现状,以及Argo资料在相关领域应用研究中所取得的成果,揭示了Argo资料广阔的应用研究前景。但要实现国际Argo计划的最终目标,尚需各参与国不遗余力。     

亚丁湾海域数值预报与Argo观测温度比较研究

亚丁湾海域是印度洋西部一个重要海洋运输通道,其海水性质变化多样,海水运动复杂,对航海等起着重要作用。利用了海浪-环流耦合模式建立的全球大洋环流预报系统2008年的预报结果,结合实时/准实时的Argo观测资料,针对亚丁湾海域进行了模拟与观测的对比研究。对比分析包括:不同季节代表月份的预报结果与Argo剖面的比较、预报结果与全年Argo观测温度误差的统计分析等。比较表明:该预报结果与Argo观测剖面吻合较好,温度预报在整体上具有较小的误差,在100 m以深的海洋下层有75%的温度误差分布在±1℃范围内,而100m以浅的海洋上层的温度误差在该范围占67%。比较结果也显示预报的上层混合作用仍略偏弱,剖面中的逆温现象没有在预报中反映出来等,其机制有待深入研究,可能受分辨率低的限制。这些结果为将来在该海域建立高分辨率的海洋环流预报系统有一定借鉴意义。     

Argo、GTSPP与WOD数据集及其应用中需注意的若干问题

数据集整体的时空覆盖率制约了海洋科学研究的时空尺度,而海洋仪器的性能和观测方式直接决定了海洋数据的可靠性。以观测仪器作为主要衡量指标,结合数据集的时空覆盖率,对以温度和盐度为数据集主体的自持式拉格朗日环流剖面观测(Argo)数据集、全球温盐剖面数据集(GTSPP)、世界海洋数据集(WOD)进行分析和比对,确定了三者关系:Argo和GTSPP都是WOD的数据源,而GTSPP中包含了Argo实时数据的80%。在此基础上研究确定了目前温盐数据的主要观测仪器为Argo浮标、XBT和CTD,并对这三种仪器的误差来源和量级进行详细分析:由于全球自动观测与传输需求,Argo数据存在电子信号不稳定导致的随机误差,而且在高纬度强温跃层地带出现较强的虚假盐度尖峰,再是自由漂移的特性导致1%~2%盐度剖面漂移超过0.02 PSS-78;由于下降方程的不断演变,全球半数XBT数据提供者并未提供仪器型号,导致数据整体的可靠性下降;由于CTD基本采用船载观测,因此成本高、共享数据少且多集中近海。因此在对全球温盐数据进行应用时,应综合考虑观测仪器的可靠性和时空覆盖率,有效实现对资料本身误差和真实海洋现象的甄别。     

Argo光盘数据库共享系统设计与实现

Argo海洋观测数据在预测海洋气象、预防全球气候灾害方面越来越显示出其重要性.为了方便用户获取和使用Argo浮标信息,设计并实现了一个具有数据查询、管理、提取等功能的Argo光盘数据库共享系统,采用了轻量级嵌入式数据库SQLite作为数据库管理工具.用户无需安装任何控件即可运行.运行结果表明,系统可满足用户需求.具有较高的实用价值.     

Argo数据同化方法及其网格化产品研究进展

正如卫星的出现使海洋表面的观测方式产生了革命性的变革一样,Argo计划的诞生改变了人们对海洋内部的监测手段和方式。目前,由Argo剖面浮标获得的中上层观测剖面已逾200万条,并正以每天数百条的速度在增长,这些资料对于研究全球海洋的温度、盐度、环流及其它们的变化情况(不管时间尺度是几天还是几十年),都将是一个不可或缺的资源。同时,由于Argo浮标具有随波逐流的特性,其观测剖面数据具有空间不均匀性,这对充分有效利用这些海量的观测数据带来一定的局限性。为此,国内外学者借助于一些常用的数据同化方法,研制了包含多个海洋要素、多种分辨率的网格化产品。本文对目前适用于Argo剖面资料的常用数据同化方法、国内外基于Argo观测资料构建的网格化数据产品进行了比较系统地回顾和总结,对比分析了各种同化方法的适用条件和计算效率,以及各种Argo网格化产品的特点,并针对目前Argo资料的观测现状,给出了未来Argo数据同化的研究展望。     

热带太平洋海域的Argo浮标计划

1　国际 Argo计划国际 Argo计划提出施放 3 0 0 0个剖面浮标组成一个海洋观测网 ,以便实时观测全球海洋上层的温、盐度结构。每个浮标之间距离约为 3 0 0 km。浮标将被设置在 2 0 0 0 m水深附近漂移 ,且每隔 1 0天上浮一次 ,把测量的温、盐度剖面资料和位置信息通过卫星传送到设在陆上的接收站。然后 ,浮标再次下沉到预定的深度进行新一轮循环。浮标的使用寿命为 4年。这些浮标的工作原理与大气无线电探测器相似。2　实施 Argo计划的意义利用 Argo浮标进行全球次表层观测 ,并结合覆盖全球海洋表面的卫星观测 ,将会提高业务预报和科学研究…