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“阿尔戈”计划预期成果

“阿尔戈”计划是业已建立的海洋上层热量观测网的拓展。通过目前在全球范围开展的一些综合性调查结果,可以帮助我们预测实施“阿尔戈”计划后将会获取的成果。“阿尔戈”剖面浮标的使用可以获得比抛弃式深温计(XBT)更多的信息,而且也不再局限于仅在商船航线上获得这些信息。过去还没有一个观测网能获取剖面盐度资料,而在许多区域,海水盐度的变化可以导致密度的显著变化。此外,盐分也是水循环的一个重要诊断变量。正是由于时间序列盐度场信息的缺乏,使得尽快建立这样一个观测网显得更有现实意义。

在1990年到1998年间,世界海洋环流实验(WOCE)对全球海洋进行了一次全面调查,总共收集了近100年来所测量过的20000条温、盐度剖面。而一旦Argo全球海洋观测网得以建成的话,它每10天就可以提供3000条深度为2000米的剖面数据,一年则可得到多达10万条剖面的记录。也就是说,Argo全球海洋观测网建成后,只需2个月时间就可轻而易举获得过去需要上100年观测才能得到的信息。可见,Argo计划最显著的贡献莫过于提供了海量的、实时的、高分辩率的海洋次表层观测数据。人们想信,“阿尔戈”全球海洋观测网按计划如期建成,并能持续运行至少10年话,那么,它不仅仅可以提供大量的原始观测数据,而且还会给人类带来如下几个方面的收获:

(1)为建立新一代全球海洋和大气耦合模型的初始化条件、数据同化和动力一致性检验提供了一个前所未有的巨大数据库;

(2)首次实现理论化的实时全球海洋预报;

(3)建立一个精确的随深度变化的温、盐度月平均全球气候数据库;

(4)建立一个时间序列的数据库,其中包括热量和淡水贮存,以及中层水团和温跃层水体的温盐结构和体积等信息。

(5)为由表层热量和淡水交换所建立的大气模型提供大尺度约束条件;

(6)完成对大尺度海洋环流平均状态和变化的描述,其中包括对大洋内部水体、热量及淡水输送等的描述;

(7)确定温、盐度年际变化的主要形式及演变过程。例如,通过对海―气耦合模型的分析,找出全球海洋中存在的其它类似ENSO事件的现象,以及它们对改进季节一年际气候预报的影响;

(8)提供全球海面的绝对高度图,其精度在一年或更长的时间尺度内可以达到2cm,从而使“杰森”高度计资料与“阿尔戈”资料在研究较大空间和时间尺度的问题上结合得更好;

(9)通过确定海面高度变化同海面以下温、盐度变化的关系,有效解译用卫星高度计所观测的海面高度异常(SSH);

(10)直接解译海面高度异常。通过对降水与蒸发差、冷热差、热量和淡水对流,以及由风力驱动的水体重新分配的研究,了解厄尔尼诺(El Nino)所造成的全球海面变化。

值得指出的是,Argo计划并非一个完美无缺的现场观测系统。它的目标仅仅是提供大尺度空间范围及时间尺度在数月以上的覆盖全球大洋上层的海洋资料。该系统的空间分辨率不足以用来计算近岸海域的边界流等,故Argo全球海洋实时观测网还须采用有效的手段给予补充,如与区域网结合起来,为之提供一个全球海洋的背景。因为气候本身就是一个全球性的问题,区域性的观测解决不了这些问题。