Argo光盘数据集的研制与应用

早期的Argo数据光盘主要基于文件系统的数据管理,都没有提供对查询结果的保存和打印功能,更没有引入数据库系统对浮标数据进行综合管理.文中针对Argo数据共享和分发过程中存在的不足,特别是Argo光盘数据集所存在的问题,提出了改进方法.并引进数据库技术对Argo光盘数据集进行了补充和完善:提出了使用Winrar压缩软件对光盘数据资料进行压缩,从而解决了日益增加的Argo数据与光盘容量有限的矛盾,可以更好的满足Argo数据分发和共享的需求.为了充分发挥Argo光盘数据集的功能,文中还针对Argo资料用户对图形文件的需求,利用VC++和Matlab混合编程的方法,开发了Argo视图软件.最后,基于数据库技术研制完成了一张包含了1997-2006年全球海洋上全部Argo剖面浮标观测的Argo光盘数据集,并系统介绍了该数据集的结构、功能和应用过程等.     

参考数据集对Argo剖面浮标盐度观测资料校正的影响

国际Argo计划采用新颖的Argo剖面浮标来监测全球大洋中上层的变化,对浮标盐度观测资料进行质量控制是非常重要的。本文采用历史水文观测资料集得到的温-盐度(-S)关系,并利用Wong等人开发的WJO延时模式盐度校正方法,对电导率传感器出现漂移、偏移等故障的Argo剖面浮标盐度资料进行校正。对影响校正结果的历史水文资料集(或参考数据集)的选取进行了初步研究,并在不同的海区进行试验。结果表明,选取合适的参考数据集可以提高盐度校正的精度。     

Argo数据处理系统设计与应用

面向海洋业务化预报,发展了一个Argo数据处理系统(简称"ADPS"),具有Argo数据的自动化、流程化下载、提取、质量控制、去除季节循环、数据网格化、格式化输出等功能。在介绍ADPS的基础上,以中国南海和地中海东南侧Levantine海的Argo廓线处理为例,对比了ADPS提供的3种质量控制方案,发现"平均值-标准差"方法可有效的识别存在明显误差的廓线;通过对比四种提取季节循环的方案,发现使用WOA13数据可以提取最为显著的季节循环。用户可以通过ADPS提供的各种功能选项,为预报系统准备Argo观测数据,也可以基于目前的代码对ADPS进一步开发,满足海洋业务化预报和科研的需求。     

Argo浮标观测溶解氧数据的原理与质量控制

Argo剖面浮标已成为海洋溶解氧观测数据的主要来源,截至2018年7月已在全球范围内获取了超过13万条溶解氧剖面,然而目前其数据的质量控制仍然存在不足。本文首先介绍了Argo浮标上携带的溶解氧传感器的测量原理、主要误差来源以及两种校正方法:气候态校正法与空气测量校正法,并提出了目前在溶解氧传感器数据质量控制研究亟需解决的技术问题,包括:①由于传感器伸出水面的高度不够,一些浮标并不能有效测量空气氧含量,因为无法进行空气测量校正方法;②Argo观测的溶解氧数据库中目前存在一些异常测量剖面没有得到有效剔除,影响校正系数的计算;③使用平均值确定校正系数的方法容易受到异常剖面的干扰。     

基于WebGIS的Argo数据共享服务系统

为了应对快速增长的 Argo 浮标数据,方便海洋科研人员利用 Argo 数据进行科学研究,使用WebGIS 技术设计了 Argo 数据共享服务系统架构,并根据科研用户需求实现了系统,结果表明:系统可以满足用户需求,具有较高的使用价值.     

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。     

基于气候性温盐关系模型对Argo数据进行质量控制的研究

通过全球Argo计划的实施,我们获得了大量的温盐剖面数据。如果对浮标所在洋区的状况不是很了解,很难判断Argo浮标电导率传感器的工作状态及盐度数据的可靠性。为了避免错误的数据,必须对Argo进行有效的质量控制。国家海洋信息中心根据西北太平洋海区的南森站和CTD温盐数据,建立了高质量的气候学温盐数据集,对投放在西北太平洋海区的Argo浮标数据进行了相应的质量控制。结果表明,利用Argo浮标所在海区的气候学数据对Argo数据进行质控是比较有效的方法之一。     

基于Argo浮标的西太平洋SMAP卫星海表面盐度数据质量评估

以西太平洋为研究区域,利用Argo浮标表层盐度观测值(5 m)对SMAP卫星获得的2016年海表面盐度反演质量进行了评估。首先将西太平洋2016-01—12期间的每日和每月SMAP卫星SSS数据与Argo实测SSS数据进行匹配,然后利用最小二乘线性回归法对其进行相关性分析,并对误差的分布特征进行了研究。结果表明:SMAP SSS与Argo SSS之间具有极显著的正相关关系;每日Argo浮标数据(WMO ID:2901520,WMO ID:2901548)和SMAP SSS的变化趋势基本一致,前者均方根误差(RMSE)、偏差(Bias)和相关系数(r)分别为0.43, 0.34和0.71,后者RMSE,Bias和r分别为0.41,0.26和0.69;研究区域内全年RMSE值处于0～0.35,在西太平洋南部海域偏差较大,这可能是由于该海域小岛众多,缺少Argo实测数据,导致其网格化的盐度存在较大误差。除夏季外,研究区域的大部分海域,RMSE都小于0.25。在海表盐度较低的海域,两者的对比结果误差较大,该现象在夏秋两季尤为显著。     

基于距平分析的Argo海表温度场重构

提出基于距平分析的Argo海表温度场(SST)重构方法,即在Argo浮标观测点提取温度距平值序列进行Kriging插值生成距平场,并叠加气候态SST的方法重构Argo海温场。以Argo数据相对稀少的2003年8月份和Argo数据相对较多的2012年8月份印度洋海域(60°S—30°N,25°—125oE)为例,重构水平分辨率为1°×1°的海表温度场。分析表明:(1)这种基于距平分析方法重构的海温场与对Argo数据直接Kriging插值获得的结果相比在精度上有大幅提高;(2)重构的温度场与最优插值海表温度场(OISSTV 2.0)的等温线具有高度的一致性,并且在Argo浮标附近海域有更好的细节表现;(3)即使在Argo数据相对稀少的海域,基于距平分析方法重构的海温场也能保持较高的精度要求,包括边缘海域和南大洋极锋附近均有较好表现。     

基于Argo浮标数据的星载微波辐射计Aquarius数据产品质量评估

Aquarius是专门用于海洋盐度监测的L波段辐射计,于2011年6月发射入轨,目前已进入业务化运行阶段。本文以太平洋为研究区域,利用Argo盐度现场数据对星载微波辐射计Aquarius的2012年2级数据产品质量进行了分析与讨论,结果表明:与Argo数据比较,Aquarius数据盐度存在0.1的负偏差,标准差约为0.7,升轨和降轨数据差异不明显;受亮温陆地污染和无线电射频干扰的影响,近岸海域反演误差较大;海面温度较高的低纬海域反演结果优于中纬度海域;受亮温敏感性及粗糙海面发射率模型的影响,Aquarius在低温水域以及高风速条件下盐度反演误差较大,标准差可达1以上。     

WOD与Argo数据集的排重方法与软件实现

海水的温度和盐度是描述海水性质的重要物理量,其时空分布和变化几乎与海洋中所有现象都有密切的联系。因此世界各国都非常重视对海水温度和盐度的观测。自1772年第一个海水温度观测数据记录在案,截至目前全球已经积累了2 000多万站次的温盐数据。由于目前海洋调查中仪器自动观测、卫星传输数据的特点,导致同一个观测数据会被重复定位和传送接收多次,而国际上不同的数据收集计划,导致同一个数据也被不同的数据集所收集。这些被重复收集的数据,可能会造成错误的海洋特性的研究与分析结果。针对多来源重复收集的国际海洋数据问题,首先根据观测仪器精度、观测频率,研究设定了不同仪器重复数据判断参数。基于海量处理功能和人工交互式操作的需求,基于Windows平台,在Win32体系架构下,选用Visual C++6.0作为项目开发工具,图形显示部分则直接调用图形显示功能比较强大MATLAB的图形函数库完成,使用窗口嵌入技术将MATLAB图形库生成的图形完美融合到VC开发的界面中,实现了海量温盐数据的准确排重。对目前应用最为广泛的海洋数据集(World Ocean Database,WOD)数据集、Argo浮标数据集进行了数据集内和数据集间的排重,为温盐数据集的整合奠定了基础。     

使用Argos卫星系统对Argo浮标进行定位和数据传输

1　引言Argo浮标是一种对海洋次表层温度、盐度进行剖面测量的循环探测浮标。仪器布放后自动潜入2 0 0 0 m深处 ,随海流保持中性漂浮 ,到达预定时间后自动上浮 ,在攀升过程进行温度、盐度剖面测量。到达水面后通过 Argos卫星系统进行定位与数据传输 ,然后仪器再潜入水中 ,开始下一个自动循环过程。Argos是专门用于监测和保护环境的卫星定位和数据采集系统。当一颗系统卫星收到发射平台的信号后会将信号再传送给 Argos地面中心 ,进行位置计算和数据处理。用户可实时地在世界任何一个公众数据网上找回自己的数据 ,数据也可以自动地发送到您…     

基于最优插值法的Argo数据网格化实验

利用最优插值数据同化方法对Argo资料进行了网格化实验,得到了与WOA05较为一致的结果,验证了最优插值法对Argo资料网格化的有效性,并为加快开发制作适用于海洋模式和数据分析的Argo网格化数据集打下了很好的基础。     

Argo观测剖面数据量的时间变化与周期分析

海洋渔业预报使用的遥感数据一般只能获得海洋表面的环境信息,而Argo数据可以为渔业预报提供较深处的温盐数据,为了在渔业预报中按其时间周期进行使用,需要计算它的周期以提高预报质量.通过功率谱估计计算出2001-2008年的数据存在较长的周期为62.7 d和117.5 d,较短的周期为4.9 d和9.8 d,同时还有一个约...     

Estimating Agulhas Leakage by Means of Satellite Altimetry and Argo Data

Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics - The study of mesoscale eddies provides an understanding of entire systems of interconnected oceanic characteristics. Mesoscale eddies have their own...     

基于Argo资料的世界大洋温度跃层的分布特征

基于2002年至2007年Argo浮标温度剖面资料,计算温度跃层特征参数,判定跃层的类型。在此基础之上,绘制了世界大洋四季温度跃层特征分布图。分析结果初步揭示了世界大洋温度跃层深度和强度的分布规律及其冬、夏两季的变化规律。     

面向时空非均匀Argo数据集的k邻域搜索算法

k邻域搜索作为海洋温盐场重构关键的前序步骤,搜索速度和结果是否具有代表性直接影响研究工作的效率和科学性。当前的k邻域搜索算法及其改进方法主要针对空间数据集。面向Argo时空非均匀数据集提出了一种k邻域快速搜索算法,首先基于立方体栅算法向时空维扩展,利用时空子分块对海量、时空非均匀的采样点进行分配;在此基础上采用时空补偿的策略对算法进行优化。结果表明,该方法有效提升了Argo浮标的邻域搜索效率并且改善了搜索结果的分布情况。     

Argo数据的网络可视化集成平台开发及其应用

为了方便广大用户实时获取和使用A rgo资料,研制开发了“A rgo网络数据库可视化平台”。该平台以数据库管理的形式,使用W eb-G IS技术,并采取可视化方式向用户提供查询和获取全球海洋中的A rgo资料。文中就该平台的设计、组成与功能和应用等作一系统介绍,以帮助广大A rgo资料用户熟悉和了解该平台,推动A rgo资料的应用研究进程。