ARGO计划的最新研究进展

本文主要介绍了ARGO计划的最新研究进展，并分析了我国参加ARGO计划的必要性与紧迫性。     

The Application of ARGO Data to the Global Ocean Data Assimilation Operational System of NCC

1. Introduction It is well-known that the state of ocean plays very important role in the climate change. But there is a paucity of the ocean observation data. The data distri- bution in the space, time and different components is very inhomogeneous, even in some areas, there are no any observation data. Hence, it brings some diffcul- ties to the scientists to study many problems relevant to ocean. This situation has been being changed since ARGO (Array for Real-time Geostrophic Oceanogra-…     

日本周边海域温跃层特性研究及温度剖面模型构建

使用"中国ARGO实时资料中心"提供的2005—2009年连续5 a日本南部海域的ARGO浮标资料,通过建立标准层,统计并提取各标准层的剖面温度,采用AKIMA插值方法计算各层的温度梯度。较详细分析了该海域温度垂直剖面特征及温跃层的分布规律。在此基础上,使用分段三次多项式拟合方法建立了适用于该海区的温度垂直剖面模型,并利用2010年ARGO数据对模型进行了验证,研究表明,经过模型模拟的剖面温度与实测温度之间的相关系数可达到0.99以上。     

ARGO剖面浮标数据质量控制过程剖析

ARGO计划的观测目标是能取得精度分别为0．5℃和0．01PSU的海水温度和盐度资料。然而，由于目前海水盐度是采用海水电导率间接导出的，而测量海水电导率的传感器很容易产生偏差。因此，必须对获得的ARGO数据进行质量控制。文章详细介绍了ARGO剖面浮标资料实时质量控制模式和延时质量控制模式及其采用的质量控制方法等。     

Tides in the Tongan Region of the Pacific Ocean

Tidal levels and currents in the Tongan region of the Pacific were simulated using a two-dimensional frequency-domain finite element model. The eight major diurnal and semidiurnal tidal constituents were modeled successfully, using open boundary conditions taken from a global tidal model based on the Topex/Poseidon satellite altimeter. Comparison of model results with observations from the single tide gauge site in the area were later used to adjust the boundary conditions. The validity of omitting horizontal eddy viscosity from the finite element model was checked by running an equivalent finite difference model. The results show that although the submarine Tongan ridge does not appear to trap tidal energy, there are residual tidal currents and possible recirculations which are capable of influencing biological productivity around Tonga. The model results are reduced to a simple method for predicting tidal heights in outlying areas, based only on the tidal calendar for the capital, Nuku'alofa.     

利用ARGO资料改进ENSO和我国夏季降水气候预测

全球海洋ARGO资料的获取为气候预测的研究提供了前所未有的海洋资料。该文首先利用ARGO资料改进次表层参数化方案后的Zebiak-Cane海洋模式, 与统计大气模式耦合, 建立了热带动力海洋-统计大气耦合模式。通过比较应用和未应用ARGO资料改进的海洋模式, 进行了耦合模式的长期回报试验。结果表明:ARGO资料的应用极大地改善了耦合模式对热带太平洋海面温度异常的预测能力, 提前3个月和6个月的回报结果都有很大的改进, 基本上回报出了Ni?o3.4区海面温度异常的演变特征, 对厄尔尼诺和拉尼娜都能够给出较准确的回报, 回报结果与观测之间的相关性在整个热带太平洋区域明显提高。该文还利用国家气候中心 (NCC) 全球海气耦合模式, 对我国夏季降水进行了个例和多年季度回报模拟试验, 探讨了包含和不包含ARGO观测资料的同化资料作为初始场对我国夏季降水预测的影响, 表明采用带有ARGO观测资料的海洋同化初始场, 回报的我国夏季降水分布形式与观测更一致, 回报结果与观测之间的正相关区域变大, 对我国夏季降水的回报水平比采用没有ARGO观测资料的海洋同化初始场时有明显提高。     

利用ARGO资料改进海洋资料同化和海洋模式中的物理过程

国际ARGO计划的实施每年将可提供多达 10万个剖面 (0～ 2 0 0 0m水深 )的海水温度和盐度资料 ,这些资料的获取无疑将会大大促进海洋和大气科学的发展 ,使人们加深对海洋过程的了解 ,揭示海 气相互作用的机理 ,为长期天气预报和短期气候预测提供模式初始场 ,提高长期天气预报和短期气候预测的能力。如何利用这些资料开展研究工作以及在实际业务中应用这些资料是目前大气和海洋科学界的一个前沿课题。本研究将ARGO浮标资料引入了国家气候中心的NCC GODAS同化系统 ,结果分析表明 ,同化ARGO资料后所得到的海温场在三大洋中不仅在温度数值的大小 ,而且在分布形式方面都与观测场具有较好的一致性 ,可以很好地反映出观测到的冬季和夏季海温的分布形式以及海温的季节变化特征和异常特征。本研究还应用最新的ARGO海洋观测资料 ,通过建立新的热带西太平洋次表层海温参数化方案 ,改进了Zebiak Cane(1987)海洋模式 (ZC模式 ) ,克服了ZC模式几乎没有模拟赤道西太平洋表层和次表层海温变化能力的缺陷。在ZC模式中引用新的次表层海温参数化方案后 ,在赤道西太平洋不仅次表层海温的模拟得到了改善 ,对海面温度异常的模拟也有了较大的改进 ,不仅模拟出了赤道西太平洋表层和次表层海温异常的年际变化特征 ,也模拟出了与观     

ARGO全球海洋观测网与我国海洋监测技术的发展

本文主要介绍了最近国际上继“热带海洋大气观测网”（后），正在建立的又一个更大规模的全球海洋观测网，即“地转海洋学实时观测阵（ARGO）”的建设及进展情况。并浅析了该网对我国大气、海洋科学研究的科学意义，以及我国加入该观测网建设的重要性和必要性。     

全球ARGO浮标及其观测资料状况分析

以中国ARGO资料中心获取的全球ARGO浮标观测资料及其相关信息为基础，从ARGO浮标的所属国家、仪器类型、布放时间和运行寿命及其观测资料的地理分布、观测时间分布、质量状况等几个方面，对目前全球共享的ARGO浮标及其观测资料状况进行了初步分析，说明了ARGO计划实施以来全球ARGO浮标观测网的建设现状和各国ARGO计划实施的进展情况，为我国ARGO计划实施、海洋管理和资料应用提供借鉴。     

A three-dimensional variational ocean data assimilation system:Scheme and preliminary results

A new 3DVAR-based Ocean Variational Analysis System (OVALS) is developed. OVALS is capable of assimilating in situ sea water temperature and salinity observations and satellite altimetry data. As a component of OVALS, a new variational scheme is proposed to assimilate the sea surface height data. This scheme considers both the vertical correlation of background errors and the nonlinear temperature-salinity relationship which is derived from the generalization of the linear balance constraints to the nonlinear in the 3DVAR. By this scheme, the model temperature and salinity fields are directly adjusted from the altimetry data. Additionally, OVALS can assimilate the temperature and salinity profiles from the ARGO floats which have been implemented in recent years and some temperature and salinity data such as from expendable bathythermograph, moored ocean buoys, etc. A 21-year assimilation experiment is carried out by using OVALS and the Tropical Pacific circulation model. The results show that the assimilation system may effectively improve the estimations of temperature and salinity by assimilating all kinds of observations. Moreover, the root mean square errors of temperature and salinity in the upper depth less than 420 m reach 0.63℃ and 0.34 psu.