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…     

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…     

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。     

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。     

HM2000型剖面浮标的主要特征及其应用

HM2000 型剖面浮标是一种新颖的国产海洋观测仪器,可以长期在海上自由漂移并连续测量 0~2 000 m 水深内的海水温、盐度剖面数据,已被国际 Argo 组织用于全球 Argo 实时海洋观测网建设和维护。 详细介绍了该型浮标的工作原理、结构、功能和主要技术指标等,并与 APEX 型浮标进行了比较分析, 表明了 HM2000 型剖面浮标具有明显的功能优势,且测量的温、盐度质量是有足够保证的,完全可以替代国外浮标用来主导建设我国的 Argo 区域海洋观测网。     

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.     

北斗剖面浮标数据服务系统设计与业务运行

北斗剖面浮标数据服务系统主要由北斗剖面浮标数据自动接收/监视子系统和北斗剖面浮标数据解码、处理及分发共享子系统组成,具备自动、批量、业务化接收国产北斗剖面浮标数据,以及业务化处理和分发浮标数据的能力,为我国主导建设南海或“21 世纪海上丝绸之路”Argo 区域海洋观测网提供了关键技术保障。催生的中国北斗剖面浮标数据服务中心,也为北斗剖面浮标走出国门、参与国际竞争奠定了坚实基础,成为世界上 3 个有能力为全球 Argo 实时海洋观测网提供剖面浮标观测数据服务的国家平台之一。     

日本Argo计划及其运作

1　组织与分工日本 Argo计划由教育、文化、体育、科学技术部 (MEXT)和国土、基础设施、运输部以及气象厅和海上保安厅等 4个部门联合制定 ,并组织实施。日本海洋科技中心 (JAMSTEC)与全球变化探测性观测研究系统组负责延迟模式高质量 Argo剖面浮标资料的处理和分发 ;日本气象局 (JMA)则负责运行日本 Argo实时数据库以及 Argo剖面浮标资料的实时分发。2　计划与实施日本于 1 998年建立 Argo工作组 ,是国际 Argo计划的发起国之一 ,故也是国际 Argo科学组的首批成员 ,曾派代表参加了第一、第二和第三次国际Argo科学组会议 ,并于 2 0 …     

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…     

Twenty years of ocean observations with China Argo

The international Argo program, a global observational array of nearly 4 000 autonomous profiling floats initiated in the late 1990s, which measures the water temperature and salinity of the upper 2 000 m of the global ocean, has revolutionized oceanography. It has been recognized one of the most successful ocean observation systems in the world. Today, the proposed decade action “OneArgo” for building an integrated global, full-depth, and multidisciplinary ocean observing array for beyond 2020 ...     

基于机器学习的海洋浮标寿命及轨迹预测

Argo计划(Array or Real-time Geostrophic Oceanography)为海洋和大气研究提供了宝贵的资料,在短期天气预报和长期气候预测中起到了重要作用.为保证Argo观测阵列的正常运转,需要时刻关注浮标的运行状态,以保证研究区域内维持一定数量和密度的浮标.然而Argo浮标投放费用高昂,投放...     

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。     

An estimation of the average lifetime of the latest model of APEX floats

Estimating the average lifetime of floats is very important for Argo, because the total cost of maintaining the monitoring network largely depends on float lifetime. However, the actual lifetime of floats used in Argo is currently unknown. An estimate can be made by examining past float survival, but this is complicated by floats still operating at sea and continuous improvements in float hardware. Because APEX (Autonomous Profiling Explorer) floats are the most widely deployed type of float in the world oceans, in this study we estimate the lifetime of the latest model of APEX powered by alkaline batteries. The expected lifetime is estimated with a statistical method that allows for floats that are still active and that failed because of a known and now fixed hardware fault that should not cause failure in the latest model of floats. As an example, we analyzed the APEX fleets managed by the Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), because we have access to a JAMSTEC database in which the causes of float failure have been carefully correlated to known hardware problems. Analysis of the JAMSTEC fleet (n = 571, as of 7 May 2008) indicated that the expected lifetime of the latest model of APEX is 134.6 (127.6–141.5, considering standard errors) cycles, equivalent to 3.7 years of 10-day cycles. We conclude that the annual deployment of 813 (773–859) APEX floats is needed to maintain the Argo observational network of 3000 floats. Floats with different hardware configurations (e.g., lithium batteries) or different mission programs (e.g., shallower profiling, deeper profiling every several cycles) may be expected to have an even longer lifetime.     

基于拉格朗日方法的南海自动剖面浮标轨迹模拟系统*

南海自动剖面浮标轨迹模拟系统包括高分辨率模式流场、拉格朗日追踪模型和垂向浮标运动参数化方案等三个核心部分。该系统可在南海范围内模拟两类自动剖面浮标: 传统自动剖面浮标(停滞深度为1000m, 最大下潜深度为2000m)和新型深海自动剖面浮标(停滞深度为距海底500m)。通过对南海现有的6个传统浮标的模拟, 该系统可以预测其100d内的漂流轨迹。通过与真实浮标轨迹数据的对比, 验证了该模拟系统的准确性。此外, 根据该系统, 我们初步探讨了深海自动剖面浮标阵列(时空分辨率为2°×2°×30d)在南海内区布放方案的可行性。该模拟系统的建立和完善将有助于对现有传统剖面浮标布放策略进行优化, 并对未来深海剖面浮标在南海的推广应用提供初步的理论依据。     

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。     

南海Argo浮标观测结果初步分析

对投放在南海内部的4个Argo浮标轨迹特征,温、盐结构及漂移速度进行诊断分析发现,Argo浮标剖面温、盐观测结果和气候态资料一致,同时上层海洋温、盐剖面资料表现出周期约2月的扰动信号,并且温跃层起伏与同期海表高度异常相关显著。和高度计资料计算而得的海表地转流相比,由Argo浮标漂移轨迹计算的表观流量值较小。在季节时间尺度上,Argo浮标表观流和Argo浮标所停留的中层参考面季节性海流相一致。     

TMI、AMSR-E全球海表温度与Argo近海表温度的比较

本文将TMI（Tropical Rainfall Measuring Mission （TRMM）Microwave Imager）和AMSR-E（Advanced Microwave Scanning Radiometer for the Earth Observing System）卫星观测的全球海表温度与Argo浮标观测的近海表温度进行了比较。并检验了影响海温变化的因素,包括风速、水汽含量、液态云和地理位置。结果显示,TMI、AMSR-E海表温度与Argo近海表温度均明显相关。在低风速时,TMI、AMSR-E海表温度整体比Argo近海表温度高。在低风速时,TMI比AMSR-E海表温度更接近Argo近海表温度,但TMI海表温度在高纬可能没有经过良好校正。温度差异显示,在低水汽含量时,TMI和AMSR-E海表温度显示出暖的差异,代表TMI和AMSR-E海表温度在高纬均没有经过良好校正。黑潮延伸区的海表温度变化要比海潮区明显。春季在黑潮延伸区,卫星观测的海表温度与Argo近海表温度差异较小。在低风速时,TMI和AMSR-E海表温度均经过了良好校正,而TMI比AMSR-E效果更好。     

利用 Argo 数据计算吕宋海峡以东海域水文特性参数和流场 *

利用2006年Argo浮标资料分析吕宋海峡以东海域水团季节特性和混合层的月平均变化规律;并分别利用Argo多年季节平均资料与2006年资料,以秋季为例,基于P矢量方法计算该区域流场;同时考虑风生流的影响,将所得结果分别与利用Levitus和高度计资料计算的流场进行比较。结果表明,水团特性季节变化不明显,春冬季表层水团与夏秋季比较表现为低温高盐;次表层、中层和深层季节变化不大;混合层深度明显表现为冬季最深、夏季最浅的季节性变化。利用2002—2009年Argo季节平均资料基于P矢量方法能得到地转流场的基本结构,与Levitus资料的计算结果相比较,除可以反映黑潮,还可以反映一些涡旋结构;利用2006年秋季Argo资料计算流场与高度计资料计算的地转流场比较,其流场结构位置吻合得比较好,但存在流速偏小等不足,这可能与Argo资料较少且分布不均以及插值误差等有关,但其可以获得流场的三维结构,而利用高度计资料计算只能得到表层流场结构。