国家基础研究重大项目前期研究专项
我国新一代海洋实时观测系统（Argo）—大洋观测网试验
秋季航次报告
(2002年10月 - 2002年11月）
一、任务来源
本任务来自于国家科技部资助的国家基础研究重大项目前期研究专项“我国新一代海洋实时观测系统（Argo）—大洋观测网试验”。该项目由国家海洋局负责组织实施，中国气象局和中国科学院等部门及下属有关研究机构共同参加。
二、调查船
本航次由国家海洋局南海分局"向阳红14"号科学考察船执行。该船主要性能如下：
- 排水量:4400吨
- 经济航速：17节
- 全 长：110.99米
- 最大航速：18.75节
- 型 宽：15.2米
- 续 航 力：10000海里
- 吃 水：5.5米
- 建造年月：1980年
- 主机马力:2×4500马力
- 建 造 厂：上海沪东造船厂试验内容
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《向阳红14》号科学考察船 |
三、组织落实
本航次任务由国家海洋局批准，南海分局组织和实施。成立了海上指挥组，并由南海分局王建明支队长任总指挥，海洋二所黄大吉研究员任首席科学家。调查队由海洋二所、南海工程勘察中心、大连海洋监测中心、国家海洋局预报中心和"向阳红14"号船调查部门等单位的成员组成。
四、时间与航程
本航次3个Argo剖面浮标分别布放于（129.51E,18.50N）、（129.45E,22.02N）以及（136.94E,15.03N），（见图1和表1）
图1、Argo浮标布放位置（2002年秋季）五、调查区域与测站位置
本航次调查项目主要有投放Argo剖面浮标，以及采用CTD仪、走航ADCP仪和气象观测仪进行观测等。观测内容包括：水温、电导率（盐度）、流速、流向、海面气温、风速、风向、气压、水色和透明度等。
六、调查项目与内容
本航次调查项目主要有投放PROVOR型Argo剖面浮标，以及采用CTD仪和气象观测仪测量等。观测内容包括：水温、电导率（盐度）、海面气温、风速、风向和气压等。
表1 观测位置、观测时间及观测内容
| PTT识别码 |
观测日期 |
实测经度（E） |
实测纬度（N） |
观测内容 |
| 8509 |
2002年10月21日4:20 |
129.51 |
18.50 |
CTD、Argo |
| 8173 |
2002年10月20日5:30 |
129.45 |
22.02 |
CTD、Argo |
| 28582 |
2002年10月25日8:37 |
136.94 |
15.03 |
CTD、Argo |
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注：ADCP全程观测；每站进行气象要素观测。
表2 APEX型剖面浮标的主要技术指标
技术要素 |
技术指标 |
使用寿命 |
最多5年 |
循环周期 |
10天 |
漂流深度 |
1500dbar |
剖面深度 |
1500dbar |
温度测量范围 |
-3~+32℃ |
温度测量精度 |
±0.005℃ |
温度分辨率 |
0.001℃ |
盐度测量范围 |
25~45PSU |
盐度测量精度 |
±0.005PSU |
盐度分辨率 |
0.001PSU |
压力测量范围 |
0~250bar |
压力测量精度 |
±1dbar |
压力分辨率 |
0.1dbar |
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表3 SBE911 CTD主要技术指标
技 术 要 素 |
技 术 指 标 |
电导率测量范围 |
0~70mmho/cm |
温度测量范围 |
-5~35℃ |
压力测量范围 |
最大至15000PSIA |
电导率初始精度 |
0.003mmho/cm |
温度初始精度 |
0.001℃ |
压力初始精度 |
测量最大值的0.015% |
电导率分辨率 |
0.0004mmho/cm |
温度分辨率 |
0.0002℃ |
压力分辨率 |
满量程的0.001% |
|
表4 PROVOR型剖面浮标主要技术指标
技术要素 |
技术指标 |
使用寿命 |
最多5年 |
循环周期 |
10天 |
漂流深度 |
1500dbar |
剖面深度 |
2000dbar |
温度测量范围 |
-3~+32℃ |
温度测量精度 |
±0.005PSU |
ArgoS发送时间 |
12小时 |
温度分辨率 |
0.001℃ |
盐度测量范围 |
25~45PSU |
盐度测量精度 |
±0.005PSU |
盐度分辨率 |
0.001PSU |
压力测量范围 |
0~250bar |
压力测量精度 |
±1dbar |
压力分辨率 |
0.1dbar |
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表5 RDI-VM150型ADCP主要技术指标
技 术 要 素 |
技 术 指 标 |
工作频率 |
153.6kHz |
声束结构 |
4束JANUS结构 |
测速范围 |
±10m/s |
测流深度范围 |
最大425米（长期模式） |
层 厚 |
最大8米 |
最大层数 |
128 |
长期精度 |
17cm/s |
高精度模式精度 |
9cm/s |
最大采样频率 |
1.1Hz |
底跟踪高度 |
600米 |
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表6 RDI-VM38型ADCP主要技术指标
技 术 要 素 |
技 术 指 标 |
工作频率 |
38.4kHz |
声束结构 |
4束JANUS结构 |
测速范围 |
±10m/s |
测流深度范围 |
最大100米（长期模式） |
层 厚 |
最大24米 |
最大层数 |
128 |
长期精度 |
23cm/s |
高精度模式精度 |
9cm/s |
最大采样频率 |
0.5Hz |
底跟踪高度 |
1500米 |
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表7 XZC5-1型船舶用自动气象站主要技术指标
技 术 要 素 |
|
相对湿度测量范围 |
|
相对湿度在20℃的准确度 |
|
±1%（相对于工厂基准的准确度）±2%（0~90%）；±3%（90~100%） |
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典型的长期稳定性 |
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温度系数 |
|
温度测量范围 |
|
温度在20℃的准确度 |
|
压力测量范围 |
|
风速测量范围 |
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抗风能力 |
|
启动风速 |
|
准确度（≤20m/s）（>20m/s） |
|
准确度 |
|
死 角 |
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七、调查仪器设备
本航次共投放Argo剖面浮标3个，其中APEX型浮标2个、PROVOR型浮标7个。剖面观测深度分别为0-1500m和0-2000m，每隔10天可以获得一组温、盐度和深度剖面资料，以及浮标位置信息等。布放浮标的同时，还进行了现场CTD观测，观测水深为0-2000m，获取海水温度、电导率及压力数据约6500组；完成海水样品取样站1个，采水层次为0、50、100、200、300、400、500、2000m等8层。采集海水样品8个；完成海面气象观测站3个，获取海面风速、风向、气温和气压等数据3组。在航途期间，采用XZC5-1型船用自动气象仪连续观测，平均每3秒采集一组风速、风向、气温和气压等海面气象要素数据。
八、问题与建议
这次成功布放了3个浮标，无论从技术上还是具体操作过程，都积累了一定的经验，为以后布放更多的浮标打下了良好的基础。浮标运上船后，对其进行实验室检测，能及时发现浮标在运输过程中是否有碰撞而影响正常的工作；浮标施放前，也要进行实验室的检测，以确定浮标是否性能良好，能否进行施放；浮标施放前一定要进行ArgoS信息检测，确保浮标能正常发送信号，因为有的浮标虽然能在水中沉降，但不能正常发送信息，这一步骤非常重要；按照不同类型浮标的开机工作情况，制定不同的施放步骤，在完成CTD、气象等观测项目后马上可以施放浮标，节省时间。当然，在操作中还有一些不足之处。比如在布放8509号浮标时，没有和驾驶台协调好，船只航行速度过快，很容易造成浮标的损坏；两台CTD都不能进行正常的采水，使我们错过了一次很好的了解浮标传感器特别是电导率传感器性能的机会。
致谢：本航次由于受经费的限制，搭载了"西北太平洋海洋环境调查与研究"项目的航次，在这里向全体调查队员和"向阳红14"号全体船员表示衷心的感谢！
