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  • 第十八次国际Argo指导组会议在澳大利亚霍巴特顺利召开
  • 作者:中国Argo实时资料中心   来源:中国Argo实时资料中心   发表时间:2017-04-11 09:25:06   点击:
  •        第十八次国际Argo指导组会议(AST-18)于2017年3月14-17日在澳大利亚霍巴特市(Hobart)举行,会议由澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)承办。应会议组委会的邀请,经国家海洋局国际合作司,以及国家海洋局第二海洋研究所和卫星海洋环境动力学国家重点实验室的批准,中国Argo实时资料中心刘增宏副研究员和曹敏杰助理研究员出席了本次会议,应邀出席会议的中国代表还有国家海洋信息中心万芳芳副研究员。

    图1  出席AST-18会议的中国代表

    一、会议概况

           根据AST-18会议的日程安排,全体代表会议于14日上午9时在CSIRO海洋实验室召开,来自世界上11个国家(澳大利亚、加拿大、中国、法国、美国、英国、日本、新西兰、韩国、印度和南非等)的30余名代表参加了本次会议。首先由会议承办方—CSIRO天气与气候研究中心Susan Wijffels教授致欢迎辞,她对参加本次会议的各Argo成员国代表表示热烈欢迎,并扼要介绍了CSIRO的基本情况;接着,由国际Argo指导组联合主席,来自美国斯克里普斯海洋研究所(SIO)的Dean Roemmich教授和CSIRO的Susan Wijffels教授共同主持了历时四天的国际Argo指导组年度会议。会议围绕Argo计划实施进展、Argo数据管理与资料应用,Argo计划可持续问题,以及浮标技术等15个议题进行了广泛交流和热烈讨论,并形成了多项决议。同时为了增进用户与浮标、传感器和卫星定位与通讯等生产或服务商之间的沟通联系,17日还组织召开了制造商会议,邀请美国Teledyne Webb Research (TWR)和SBE、法国NKE和CLS、加拿大RBR,以及日本TSK、JFE等公司的代表共同探讨了在Argo观测网建设和资料管理中遇到的相关技术问题。

    二、会议议程与讨论要点

           1、国际Argo计划实施进展

           国际Argo信息中心(AIC)协调员Mathieu先生介绍了2016年度全球Argo计划的实施进展情况。报告指出,2016年有19个国家在海上共投放了845个浮标,与2015年的925个相比有所减少,截至2017年2月,全球海洋中共有3991个正常工作的Argo剖面浮标,主要由28个国家布放,已经基本实现了“全球Argo”观测网(维持4000个浮标)的建设目标。随后,Mathieu先生详细介绍了未来全球Argo的设计以及各洋区需要维持的浮标数量,同时指出,随着全球Argo计划向深海Argo、生物Argo的拓展,“核心Argo”浮标的数量仍需要得到足够的保证并持续增加,尤其在西边界流、边缘海、印度洋、赤道太平洋以及南大洋等区域需要投放更多的浮标,以期能在2020年达到4410个浮标的设计目标。国际Argo指导组联合主席Dean Roemmich教授强调了在整个南北纬10度之间的热带海区,Argo剖面浮标的数量应该在现有的基础上翻倍,并增加上层海洋的采样分辨率,以更好的实现热带太平洋观测系统2020年(TPOS 2020)建设目标。

    图2 国际Argo信息中心Mathieu先生汇报2016年度全球Argo计划的实施进展

           意大利国家海洋与应用地球物理研究所(OGS)的Poulain先生报告了过去一年中,各成员国在全球主要边缘海(包括墨西哥湾、日本海、南中国海、加勒比海、地中海与黑海等)布放Argo剖面浮标的情况。报告表明,在全球主要边缘海中,活跃的Argo剖面浮标数量已经达到200个左右,其中日本海(50个)、地中海(80个)、黑海(11个)、红海与波斯湾(8个)均已达到或超过了设计的密度要求,而南中国海、墨西哥湾、加勒比海等边缘海仍需要加大浮标的投放数量,才能达到预定目标。其中南中国海目前正常的工作浮标为16个,主要由中国和美国海军布放,其设计目标为22个正常工作的浮标。

           来自美国、日本等国家的代表分别介绍了2016年度深海Argo浮标在各个洋区的试验布放情况。美国SIO的N.Zilberman博士介绍了深海Argo浮标在北大西洋的试验进展,目前已经在该海域布放了16个深海浮标,其中12个浮标的资料已通过全球Argo资料中心(GDAC)进行共享,同时还报告了近期相关国家在北大西洋的深海Argo布放计划,其中法国将在未来5年内总共布放31个深海Arvor型浮标,欧洲Argo将在2017和2018年期间布放7个深海Arvor型浮标,英国计划在2017年布放8个深海APEX型浮标,而美国SIO将在2017年提供6个深海SOLO型浮标布放在北大西洋。在巴西海盆,一个执行期为3年的深海Argo浮标布放计划正在审批中,将在未来1-2年内布放5个深海SOLO浮标,并进行各项测试,最大观测深度6000米,并在第三年完成超过28个深海SOLO浮标的布放,用于长期监测该海域的变暖情况。在西南太平洋海域,美国布放了11个深海SOLO型浮标,每个浮标均已获得了超过20条剖面,预计的观测寿命或略低于150个周期,另外2017年还将布放8个深海SOLO型浮标。在东南印度洋海域,美国布放了8个深海SOLO浮标和1个深海APEX型浮标。同时Zilberman博士还指出深海浮标的相关技术问题(包括浮标的可靠性、传感器的精度等)仍需要得到持续关注并有待解决,此外还对深海浮标的布放策略和注意事项进行了介绍。日本JAMSTEC的Toshio Suga教授介绍了2016年度深海浮标在其他洋区的海上试验进展。日本在西印度洋投放了2个深海NINJA浮标,最大观测深度为4000米,周期为10-30天,其中一个在工作了18个周期后停止工作,另一个浮标仍然在正常工作。在南印度洋,日本投放了8个深海SOLO型浮标和1个深海APEX型浮标,其中SOLO浮标的工作周期为10天,观测深度接近大洋底部,APEX浮标工作周期5天,观测深度为5200米。在南大洋,投放了1个深海NINJA浮标,最大观测深度为4000米,周期为10天。报告显示,日本Argo计划于2017-2018年期间,在北太平洋海域分别投放1个DO-DeepApex(带溶解氧传感器的深海APEX型浮标)、1个DeepNINJA和1个RINKO-DeepNINJA浮标,在印度洋东部海域投放1个DeepNINJA和2个DO-DeepApex浮标。

           来自美国蒙特利尔海湾生物研究所(MBARI)的K.Johnson研究员和法国Villefranche海洋学实验室(LOV)的H.Claustre教授分别报告了BGC-Argo的进展情况。目前总共有12个国家和地区(美国、加拿大、法国、英国,意大利、欧盟、澳大利亚,南非、印度、中国、日本和巴西)参与了BGC-Argo计划,统计显示,截止到2017年2月3日,已经获得了87601条溶解氧剖面、8662条硝酸盐剖面、3018条pH剖面和32740条叶绿素剖面。随后,分别介绍了各国关于BGC-Argo的投放情况及未来计划,美国已经投放了74个BGC-Argo,并将在未来两年投放45个,日本将在未来一年内投放10个BGC-Argo,中国国内,中国海洋大学和国家海洋局第二海洋研究所分别在日本以南海域投放了17个和4个BGC剖面浮标,厦门大学在南海投放了3个BGC剖面浮标(尚未参与共享)。未来两年,中国有计划继续布放14个BGC浮标,其中厦门大学4个、国家海洋局第二海洋研究所10个。

           2、各国Argo计划执行情况

           根据国际Argo指导组的要求,有十九个国家(澳大利亚、加拿大、中国、荷兰、法国、德国、希腊、印度、爱尔兰、意大利、日本、新西兰、挪威、波兰、南非、韩国、西班牙、英国和美国等)在本次会议召开前,提交了国家Argo执行情况报告,详细报告了2016年度各国Argo计划的实施现状、国家对Argo的资助水平和展望、下一年度浮标布放计划、Argo资料在国家层面上的研究和业务化应用情况,以及对Argo区域中心的贡献等。

           按照惯例,每次AST会议将选择1-2个国家的代表,通过会议现场报告的形式介绍本国Argo计划的实施进展,本次会议分别由澳大利亚的Susan Wijffels教授和日本JAMSTEC的Toshio Suga教授介绍了他们国家的Argo实施进展及未来展望。截至2017年3月,澳大利亚总共有386个Argo浮标在海上工作,2016年投放了75个浮标,主要分布在西太平洋、印度洋以及南大洋等海域,使用的布放船只为新西兰国家水和大气研究所(NIWA)的Kaharoa号和刚刚启用不久的CSIRO Investigator号科学调查船,同时,澳大利亚还制定了在其周边海域(90ºE-180ºE)每年投放50-60个“核心Argo”的目标,并决定将浮标的通讯方式尽快的全部转换到铱卫星通讯。日本总共有171个浮标在海上正常工作,2016年投放了31个浮标,主要由国内7个研究机构的科学调查船布放。基于2016年G7峰会筑波公报,JAMSTEC开始启动建设综合各种类型Argo浮标(普通Argo,深海Argo,BGC-Argo)的综合海洋观测网,未来一年将投放超过40个浮标。

           会上,国际Argo指导组联合主席Dean Roemmich教授提议其余国家代表用简短的发言分别介绍各国的Argo计划进展亮点。刘增宏副研究员代表中国作了简短发言,介绍了2016年中国在南海海域布放一批HM2000型剖面浮标,并正式拉开了由中国主导建设“南海Argo区域海洋观测网”的序幕,同时在第十三个五年(2016-2020)计划中,正致力于构建一个覆盖“21世纪海上丝绸之路”的中国Argo实时海洋观测网,届时期望能维持一个至少由400个浮标组成的区域海洋观测网。

           为了提高Argo数据在研究论文中引用率,并方便用户的引用,指导组还讨论了近期撰写一篇有关Argo观测资料综述文章的事宜,并提议由Susan Wijffels和英国BODC的J. Buck博士负责此事。

           3、数据管理相关问题

           国际Argo资料管理组联合主席、来自法国海洋开发研究院(IFREMER)的Pouliquen女士汇报了2016年在中国召开的第十七次国际Argo资料管理组会议的反馈信息以及资料管理会议所形成的行动决议等。目前所有存活浮标的资料都已经升级到3.1版本,而历史资料的版本升级工作还将持续一段时间才能完成,GDAC正在着手文件检查工作,以防止非正常格式的数据进入GDAC,同时她建议,随着新型浮标、传感器、通讯方式等出现,Argo数据将会变得越来越复杂,应该组织相关的培训,以便指导用户能够更好的使用数据。美国SIO的Megan女士提出了能否建立Argo浮标的一系列准则,以便正确处理那些未获批准的传感器的观测资料。澳大利亚CSIRO的Esmee VanWijk女士汇报了Argo浮标配置参数的现状,并提出了相关建议,以便使浮标元数据更加完善且易用。美国SIO的S. Diggs博士介绍了过去一年Argo资料延时模式质量控制的船载CTD资料收集情况和更新进展,他指出,目前参考数据集中的资料主要来自GO-SHIP(全球海洋船基水文调查计划),而来自各国Argo浮标布放时获取的船载CTD资料则较少,希望能得到改进。Megan女士还代表英国气象中心的J. Turton先生汇报了TESAC到BUFR格式的转换进度,从2015年10月到2016年8月,每月总共有12449条TESAC格式和11446条BUFR格式的信息上传到GTS上,为了容纳更多的参数,世界气象组织(WMO)已经批准了有关pH、叶绿素和CDOM等参数的编码格式,下一步将着手编写能把包含这些参数的netCDF文件转换成BUFR编码的脚本,并进行测试。

           4、Argo资料的科学应用

           根据AST会议的惯例,每次会议将邀请2-3名代表作有关Argo资料科学应用的报告。本次会议邀请澳大利亚CSIRO的Peter Oke、Tatiana Rykova和Terry O’Kane分别作了使用模型评价海洋观测系统、基于Argo资料研究东澳大利亚流涡旋、气象分析预报系统中耦合数据的同化三个学术报告。从他们的报告中可以看到,Argo资料已在澳大利亚业务化海洋预测、预报中已经得到了较好的应用,其长时间序列的资料积累对提高预测和预报的精度起到了明显的作用。

           接着,从美国SIO的Megan Scanderbeg女士的报告中可以看到,Argo资料已经在区域海洋学研究中得到广泛应用,并成为科学家们研究海洋环流和揭示海洋现象及其新特征的有效工具。自1998年以来,全球科学家发表与Argo有关的论文数量已达2683篇,其中2010年以后发表的论文数量都在200篇以上,2016年达到371篇。这些论文主要有来自世界上39个国家的科学家所做出的贡献,其中贡献在100篇以上的国家有8个(美国、中国、法国、日本、英国、澳大利亚、印度和德国)。美国科学家发表的论文数量在785篇,名列第一;中国约369篇排名第二。这些论文发表在国际24种主要学术刊物上,其中主要的发表期刊为JGR(417篇)、GRL(228篇)和JPO(177篇),且在Nature和Science等国际顶尖学术刊物上,发表的与Argo资料应用研究相关的论文也分别有11篇和15篇。

           5、Argo浮标技术进展、Argo计划可持续发展讨论等

           会议最后一天进行了设备生产商会议,邀请美国TWR和SBE、法国NKE和CLS、加拿大RBR,以及日本TSK、JFE等公司的代表分别介绍了各类CTD传感器、溶解氧传感器、各类型浮标以及卫星通讯和数据服务等的情况和最新进展。随后,各国AST代表们就浮标和传感器使用过程中出现的相关问题与制造商进行了热烈的交流和讨论,主要包括传感器的可靠性和稳定性、浮标数据的处理和校正、新浮标和传感器的生产制造等问题。通过这种面对面的直接交流,加强了浮标用户与浮标、传感器和卫星定位与通讯等生产或服务商之间联系的渠道,一些技术问题和用户的反馈意见与建议得到了仪器设备商的重视和采纳,这势必会对提高浮标和传感器的性能和观测精度等起到积极的作用。

           本次AST会议特别增加了一个议题,即专门讨论向OceanObs'19大会提交有关Argo计划白皮书相关事宜,并在会议前由Dean Roemmich联同Susan Wijffels等人共同起草了一份题为《Argo计划的可持续性:议题与决议》的书面材料,供各国代表在会上进行深入讨论,该书面材料重点关注的问题包括:全球Argo计划在未来10-20年如何能持续得到各国政府和国际组织的关注和支持、Argo是否可以在更新领导层的时候继续维持它的本质、Argo计划如何吸引年轻的科技引领者、Argo是否可以在承担新使命的同时不损害核心Argo的使命、Argo是否可以与综合观测系统一起持续发展,以及促进浮标、传感器、通讯方式等的多样化等等,目的是保证Argo计划的可持续发展,并成立了工作组负责起草全球Argo计划可持续发展白皮书,届时将提交给2019年国际海洋科学大会(OceanObs'19)。

    图3  设备生产商会议现场

           会议期间,来自美国的Ken Johnson教授做了一场题为“关注海洋健康-生物Argo进展”的科普讲座,吸引了来自CSIRO科研人员、研究生和出席本次会议的各国代表近百人到场并进行了互动交流。此外,当地媒体还对一些主要Argo成员国的代表分别进行了采访,中国代表刘增宏副研究员接受了采访,并介绍了中国Argo计划在过去十五年取得的主要成果及未来展望。

     三、体会与建议

           历时四天的会议,各国与会代表围绕Argo计划实施进展、数据管理、浮标技术发展、Argo计划可持续等议题进行了交流和讨论,会议取得了圆满成功。最后,应加拿大代表的盛情邀请,决定下一次AST年议(AST-19)将于2018年4月在加拿大维多利亚市(Victoria)举行。

           通过本次会议,得到以下几点认识和体会:

           1、Argo计划发展遇到瓶颈

    近两年来,各国Argo计划布放的浮标数量,特别是核心Argo浮标数量呈下降趋势,主要原因有:财政预算的削减;科学家们更关注一些新的东西,导致部分经费流向生物和深海Argo计划;传感器生产出现中断或出现技术问题,导致浮标被召回;新研制浮标性能不稳定(如加拿大Metocean公司生产的NOVA型浮标);浮标布放所需机会船只数量不足(特别是南大洋海域)。如何突破该瓶颈,则需要Argo指导组、AIC及各国Argo计划负责人群策群力,以吸引更多的资源服务于该观测网的可持续发展。

           2、南大洋、深海Argo观测是热点,但面临极大挑战

           在全球气候变暖的背景下,科学家们已经认识到南大洋和深海的作用越发显著,而且南大洋在全球碳循环中起着非常重要的作用,是当前科学研究的热点区域,如美国基金委于2012年资助了一个针对南大洋碳与气候观测和模拟的项目(SOCCOM),将在南大洋海域布放200个携带生物地球化学传感器的剖面浮标。然而,由于缺少足够多的深海调查手段及南大洋机会船,极大地限制了获取深海和南大洋海域观测资料的能力。虽然美国Argo计划自2004年以来,通过新西兰NIWA的Kaharoa号科学调查船在南大洋布放了1600多个Argo浮标,但这些浮标还不足以弥补南大洋海域的观测空缺。近年来,美国、日本、澳大利亚等国利用日趋成熟的深海Argo浮标技术,开始在南大洋、印度洋和太平洋等海域开展深海Argo观测,并获取了大量深海观测资料。但是,深海观测对传感器的测量精度和工作性能要求极高,而新开发的针对深海Argo浮标的CTD传感器(SBE61型)还处于海上测试阶段,也限制了大规模深海Argo观测的开展。

           3、Argo计划拓展对海量复杂数据管理带来的挑战

           随着全球Argo计划的不断拓展,Argo浮标的类型、传感器的种类、观测参数等都越来越丰富,由此带来的问题是Argo资料呈现出海量、复杂的数据特征,这势必对传统的Argo数据管理产生巨大的挑战。如何对这些新的要素进行质量控制、如何按统一格式储存新数据又不影响Argo核心任务的数据,如何高效管理这些海量复杂的全球Argo数据并进行安全共享与服务,都是目前亟需解决的问题。特别是我国,之前由于人力物力的缺乏,在Argo资料的管理方面尚存在一定的差距,在新形势下,则更需要相关部门投入更多人力和物力来加强这项必要的工作,才能使我国在Argo资料管理方面不被其他国家拉大差距,也才能使Argo资料更好的服务于我国的基础研究和业务化应用。

           为此,提出以下几点建议,供主管部门决策参考:

           1、为全球Argo的持续发展承担更多的责任和义务

           我国Argo计划实施十五年来,依靠国家科技部、国家海洋局和自然科学基金委等部门的大力支持,通过研究项目和专项等形式资助了370多个Argo浮标的布放,并于2016年开始着手建设由我国主导的“南海Argo区域海洋观测网”,已成为国际Argo的重要成员国,而且全球海洋Argo资料及其数据产品已成为我国海洋与大气科学领域基础研究及业务化应用的主要数据源。但面临的现实是,我国在海上工作的浮标数量正逐年减少(目前仅110个左右),国际排名已落到印度之后,位列全球第七,不仅与我国海洋大国的地位极不相称,也与我国正在实施的“21世纪海上丝绸之路”战略倡议不符。在全球Argo计划发展遭遇瓶颈之际,我国理应做出更大贡献,义不容辞地为该计划的持续发展承担更多的责任和义务,同时也是我国在大型国际合作项目中发挥主导作用的一个难得时机。为此,建议尽快将中国Argo实时海洋观测网建设纳入业务化运行体系,在“十三五”期间,通过“全球海洋监测系统”、“雪龙探极”重大工程等建设,建成我国Argo实时海洋观测网并业务运行,同时以浮标捐赠和技术培训等方式帮助“海上丝绸之路”沿线国家加入国际Argo计划并培养相关技术人才,进一步提升我国在大型国际合作项目中的地位和作用。

           2、深度参与国际合作,开展联合调查

           任何一个观测系统的建设和维护不可能依靠一个国家的力量就能实现,科学的发展也离不开深入的国际合作。全球Argo的成功是各国紧密合作的典范,也是我国参与度最高的国际合作计划之一,但过去的实践表明,我国参与国际合作的力度还远远不够,极大地限制了我国在国际合作计划中的显示度及科学研究的发展。为此,建议主管部门围绕观测网建设(如利用他国海上调查船等布放浮标)、重大科学问题(如深海变暖、海洋酸化、缺氧)等,积极推动深度国际合作和联合调查等项目,同时在管理机制上提供更多的便利。

           3、承办国际Argo指导组会议

           按照惯例,国际Argo计划每年组织的两次会议(指导工作组和资料管理组年会)由Argo计划各主要成员国轮流承办,以便该团体所有成员能面对面进行交流和讨论。我国最近一次承办国际Argo指导组会议是在2009年,距今将近10年。AST-18会议期间,国际Argo指导组联合主席Dean Roemmich曾询问是否有国家愿意承办2019年第20次国际Argo指导组会议(AST-20)。中国作为国际Argo计划的主要成员国,在履行浮标布放和数据共享义务的同时,理应继续适时承办该计划组织的年会,提高我国在该计划中的地位与国际显示度,为此,建议主管部门能批准卫星海洋环境动力学国家重点实验室(国家海洋局第二海洋研究所)于2019年3月期间在杭州承办第20次国际Argo指导组会议,并给予相应的经费支持。

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