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  • 第二十次国际Argo指导组会议在杭州顺利召开
  • 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:2019-04-17 14:19:41   点击:
  •       第二十次国际Argo指导组会议(AST-20)于2019年3月11-15日在杭州顺利召开,会议由自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室(SOED)承办,这也是继2003和2009年之后,AST年会第三次在杭州举行。时隔十年,各国AST代表再次云集西子湖畔,又恰逢十年一度的世界海洋观测大会(OceanObs’19将于2019年9月在美国夏威夷召开)即将来临,国际Argo组织通过本次会议重点规划了国际Argo未来发展蓝图——Argo2020愿景。来自美国、澳大利亚、加拿大、新西兰、法国、英国、德国、意大利、波兰、日本、韩国、南非和中国等15个国家的50余名代表应邀出席会议。我国共有11名代表与会,其中正式代表3名(SOED的柴扉研究员、刘增宏高工和中科院大气物理研究所的成里京副研究员),列席代表8名(自然资源部国家海洋信息中心的张冬生研究员、杨扬副研究员、董明媚工程师、苗庆生工程师和SOED的孙朝辉高工、吴晓芬助理研究员、卢少磊助理研究员、李兆钦实习研究员),这也是历届AST会议中我国代表最多的一次。按国际Argo组织的规定,AST年会通常只邀请AST成员或者其委托的代表、并随带一名助手,以及非成员国的代表和国家观察员(若有申请)参加。不过,AST年会承办国可酌情增加参会人员的名额,并将应邀做国家Argo计划实施进展口头报告(其他Argo成员国只提交书面报告)、Argo资料在基础研究和业务化预测预报中的应用口头报告等,为其他Argo成员国或者非成员国起到示范作用,以吸引更多的沿海国参与全球Argo实时海洋观测网建设,既可提高国家Argo计划的显示度,又能彰显在国际Argo计划中的影响力。为此,每年一次的AST年会都会成为各成员国争相承办的“香饽饽”。
    一、会议概况
          按照议程,本次会议分为两个阶段:第一阶段,即3月11-12日举行“第一次国际生物Argo(BGC-Argo)科学组年会”;第二阶段,即3月13-15日举行“第二十次国际Argo指导组(AST-20)年会”。其中BGC-Argo科学组年会由两位联合主席—美国加州蒙特利湾水族馆研究所Kenneth Johnson研究员和法国LOV海洋学实验室Hervé Claustre教授共同主持,而AST-20次会议则由美国伍兹霍尔海洋研究所Susan Wijffels教授和日本海洋与地球科学技术厅(JAMSTEC)Toshio Suga教授两位联合主席共同主持。50余名代表参加了上述两个会议,其中BGC-Argo科学组年会还邀请了部分AST成员参加。按AST的惯例,17个国际Argo计划成员国或者Argo组织在会前,以书面形式提交了2018年度Argo计划实施国家报告。会后,国际Argo计划办公室将编发会议纪要,把AST-20年会上形成的多项决议,以书面形式分发各国与会代表,以便在新年度(2019)Argo计划实施过程中参照执行、贯彻落实。
    出席AST-20次会议的全体与会代表合影
    二、会议主要内容
          1、首次国际BGC-Argo科学组年会
          国际BGC-Argo计划于2016年开始筹备,并于当年1月在法国滨海自由城组织了首次非正式会议,确定了该计划的相关准备工作、组建了国际BGC-Argo科学组。2016年10月,该计划正式启动,成为一个由国际组织(biogeochemical-argo.org)牵头实施,并在国际Argo计划管理下的子计划,设想在5年内建成一个由1000个BGC浮标组成的全球BGC-Argo海洋观测网。
          2019年恰逢国际Argo计划实施20周年,同时为了响应“Argo2020愿景”规划,由SOED主任、国际BGC-Argo科学组成员柴扉研究员发起并组织了此次BGC-Argo会议。国际BGC-Argo计划的两位联合主席法国滨海自由城海洋学实验室的HervéClaustre教授与美国蒙特利湾水族馆研究所的Kenneth Johnson研究员,以及来自英国、澳大利亚、加拿大、日本、中国的BGC-Argo科学组成员出席会议;同时会议还邀请了来自美国海洋与大气管理局(NOAA)、Scripps海洋研究所、JCOMMOPS数据中心,以及英国、美国和中国的Argo计划代表参会。
    出席BGC-Argo会议的全体代表合影
          会议议程包括“国家报告”(各国指导组成员汇报当前本国BGC浮标的投放量以及未来的投放计划)、“第19次Argo数据管理组年会(ADMT19)BGC-Argo工作组会议总结报告”、“BGC-Argo周边活动”(包括夏令营、培训班、网站、公众教育等)、以及“Argo2020愿景中的BGC-Argo计划”等汇报与讨论主题。其中,围绕Argo2020愿景中1000个BGC浮标观测网的规划,美国代表在发言中表示,多个涉海科研机构(蒙特利湾水族馆研究所、华盛顿大学、Scripps海洋研究所、伍兹霍尔海洋研究所)已联合向美国国家科学基金会提交了一份项目建议书,希望美国政府能资助布放Argo2020规划中设计的、由1000个BGC浮标组成的全球BGC-Argo海洋观测网中的1/2(即500个BGC浮标);欧洲Argo在多个计划的支持下,提出未来5年可以支持20%的BGC浮标(约200个);澳大利亚代表表示,目前也在申请该国的科学基金,希望可以支持BGC-Argo海洋观测网中的10%浮标量(约100个)。此外,印度、英国、日本、加拿大和中国等都有一定数量的投放计划,可以补充BGC-Argo海洋观测网中剩余的20%(约200个BGC浮标)。
          2、AST-20年会
          开幕仪式上,SOED主任柴扉研究员首先代表承办单位欢迎AST成员及各国代表的到来,接着向与会专家学者简要介绍了SOED的基本情况和主要研究特色,以及卫星遥感和剖面浮标观测在国内的领先优势,并预祝AST-20次会议圆满成功。接下来,为期三天的会议主要围绕Argo2020的未来设计、Argo实施现状、Argo数据管理、浮标和传感器技术问题与改进、Argo区域科学和教育与推广,以及Argo的价值和实现Argo全球使命所面临的问题与挑战等议题展开了广泛而又深入的交流与探讨。
          (1)Argo2020未来设计
          挑战Argo2020也是本次会议所确定的目标。所以,会议讨论的几乎所有问题和焦点都集中在这一议程上。在Kenneth Johnson博士和来自NOAA/PMEL的Greg Johnson博士分别介绍BGC-Argo和深海Argo的实施现状及其面临的挑战后,国际Argo计划联合主席、美国伍兹霍尔海洋研究所Susan Wijffels教授指出,Argo2020的投资将是现有Argo观测网的3倍甚至更多,因此面临诸多挑战,需要更多的投入;此外,为了推进Argo2020计划的实施,在浮标技术上,需要降低浮标的损耗率,提高浮标的工作寿命、改进传感器的性能以及当前浮标所携带的传感器来源单一的局面等。更重要的是,在当前非常成熟的核心Argo数据流系统建设的基础上,还将建立能够融合生物地球化学Argo和深海Argo的数据系统;一些相对模糊的概念和设计须亟待解决,如深海Argo是否需要包含溶解氧观测?1000米的漂移深度是否适用于深海观测?以及生物地球化学方面是否需要全部6个参数等?与会代表围绕这些问题进行了热烈讨论。
          所谓“Argo2020愿景”,就是设想在现有(1999-2019年)Argo海洋观测网的基础上,从2020年起到2025年,建成一个由Core(核心)Argo(2500个常规浮标)、Deep(深海)Argo(1200个Deep型浮标)和BGC(生物地球化学)Argo(1000个BGC型浮标)组成的全球综合性Argo实时海洋观测网,即在过去20年针对0-2000米范围内海水温度和盐度等基本物理海洋环境要素观测的基础上,向深海和生物地球化学领域拓展。
    Argo2020愿景设计的浮标布局
          Argo2020的实施将会大大提升现有全球Argo海洋观测网的最大观测深度,即从当前的2000米伸展至6000米的大洋深渊,以提高人们对深海特征、环流及其长期变化的认知水平。Argo2020也将改变人类追踪海洋健康的能力。在全球BGC-Argo观测网的建设过程中,其搭载的传感器除了观测核心Argo计划设置的温度、盐度和压力等3个物理海洋环境要素外,还将测量叶绿素、颗粒物后向散射、溶解氧、硝酸盐、pH值和辐照度等6个生物地球化学环境要素。Argo2020的观测范围还会扩大到边缘海和季节性冰区,以及在西边界流和热带海区进行强化观测等。
          (2)Argo海洋观测网运行现状
          会议召开之前,国际Argo信息中心(AIC)协调员MathieuBelbéoch先生就给AST成员发送了一份Argo海洋观测网运行现状的报告(长达80多页),详细介绍了Argo海洋观测网的整体运行状况。会上他又明确指出,当前核心Argo的资助力度已经下降了15%,但“准Argo”浮标布放数量的增加和常规剖面浮标寿命的延长,以及BGC-Argo和Deep-Argo子计划的相继实施,又刚好弥补了这一不足。BGC-Argo计划的进展比较稳健(全球BGC-Argo海洋观测网中活跃浮标数量已经达到设计目标的35%),不过Deep-Argo计划的脚步则相对缓慢(仅占全球Deep-Argo海洋观测网设计浮标总量的7%)。在过去3年里,全球Argo实时海洋观测网中的活跃浮标基本维持在4000个左右,但浮标投放强度呈逐渐减弱的趋势,如果不抓紧投放更多的浮标或者设法增加浮标的使用寿命(要求所有浮标寿命可以延长至观测175条剖面,目前仅有55%的浮标可以实现这一目标),那么全球Argo海洋观测网将会逐渐萎缩,尤其在南印度洋海域,观测空白区域正在不断扩张,估计2019年需要投放200个浮标,才能缓解南印度洋Argo区域海洋观测网萎缩的困境。此外,Argo计划向边缘海的扩张已经实现60%的目标数量,且主要由美国海军在实施。
          接着,来自法国的Claire Courcuff博士汇报了欧洲Argo的进展情况。目前欧洲Argo已经获得400万欧元(2019-2022年)的资助经费,除了继续维持在核心Argo观测网中的贡献力度外,欧洲Argo还有望在BGC-Argo和Deep-Argo海洋观测网建设中提供20%的浮标量。中国Argo实时资料中心刘增宏高工汇报了中国Argo计划的实施现状及其未来展望。2019年,中国Argo计划将在北太平洋、东印度洋和南海海域投放34个浮标,其中10个用于Core-Argo、22个BGC-Argo和2个Deep-Argo。此外,尚有75个浮标的购置经费接近落实,届时将用于Core-Argo计划;以及还有150个Core-Argo和30个BGC-Argo的浮标购置经费仍在批复中,其中105个Core-Argo和15个BGC-Argo主要用于支持TPOS2020计划的实施,其余45个Core-Argo和15个BGC-Argo主要布放在印度洋海域。最后,刘增宏高工还补充指出,由于中国Argo计划自2002年实施以来,主要依赖于科研项目的滚动支持,并未纳入年度财政预算计划,所以每年购置或者布放浮标的数量难以预先做出计划,这种状况至今没有得到改善。所以,我们建议AST在联合国政府间海洋学委员会(IOC)Argo决议的授权下,呼吁所有Argo成员国尽最大努力承担起更多的责任和义务,以避免全球Argo海洋观测网出现的萎缩局面,使得Argo计划能更好地服务于国际社会。
          据参加本次会议Argo成员国提交的国家Argo计划实施报告的统计表明,2019年18个国家和团体计划用于建设和维护Core-Argo、BGC-Argo和Deep-Argo海洋观测网的浮标数量分别为603个、105个和50个。可见,即使维持当前约4000个各型浮标组成的“全球Argo”海洋观测网,估计每年至少也需补充布放约1000个浮标,显然仍有约250个的缺口。为此,AST号召各Argo成员国在不断重视新的BGC-Argo和Deep-Argo子计划实施的同时,能继续给予Core-Argo计划必要的重视和支持。
          (3)浮标及传感器技术发展
          自动剖面浮标及其所携带的电子传感器是测量物理海洋和生物地球化学环境要素的主要观测仪器设备,也是建立全球Argo海洋观测网的重要基础。对于浮标及传感器技术的发展,几乎每次AST年会都会重点探讨,本次会议同样也不例外。分别有10个和6个口头报告涉及浮标和传感器技术的改进及其新颖浮标和传感器的示范试验等。
          1)剖面浮标:来自英国国家海洋中心的Brian King博士首先汇报了全球Argo实时海洋观测网中浮标的整体运行情况,以及当前核心Argo观测网中浮标技术现状等;美国华盛顿大学Stephen Riser教授则介绍了目前在全球Argo观测网中占近一半数量的APEX型浮标控制器的升级情况及面临的问题等;来自Scripps海洋研究所的Dean Roemmich教授则介绍了SOLO-II型深海浮标的试验结果,以及在采用以色列生产的Tradiran锂电池后观测剖面数量明显增加的情况等。目前,美国Scripps海洋研究所和伍兹霍尔海洋研究所已决定不再使用Electrochem公司生产的锂电池,而转向使用Tradiran锂电池,以延长剖面浮标的海上工作寿命。
                                    构建当前深海Argo观测网的4种代表性剖面浮标
    (从左至右分别为Scripps海洋研究所研发的SOLO型、美国Webb公司研发的APEX 型、
    法国NKE公司生产的ARVOR型和日本JAMSTEC研发的NINJA型)
          中国自然资源部第二海洋研究所的刘增宏高工则简要通报了由青岛海山海洋装备有限公司(Qingdao Hisun Ocean Equip. Co.,HSOE)研制的HM2000剖面浮标(采用了北斗导航系统(BeiDou,BDS)和BDS/GPS双模定位系统,并携带了SBE41/SBE41CP型CTD传感器)。该型浮标自2016年通过中国Argo实时资料中心组织的海上独立验证试验及小批量示范应用后,得到了国际Argo组织的认证,开始在全球Argo海洋观测网中批量布放,至今已经在西北太平洋和南海海域累计布放了约30个。近些年,该公司在常规型HM2000的基础上,着手研制携带溶解氧(O2)和FLBB/ED4(叶绿素、后向散射/辐照度(4波段))传感器的BGC剖面浮标,且前者已交由中国Argo实时资料中心进行第三方海上验证试验。与此同时,该公司还在研制深海型(4000米)剖面浮标,但目前尚处于自主实验阶段。
          2)传感器:Susan Wijffels教授就海鸟公司生产的序列号为6100-7000范围内的SBE41 CTD传感器出现的较大盐度漂移问题进行了新的说明,并介绍了国际Argo组织采取的一系列措施;加拿大RBR公司生产的CTD传感器虽然尚未正式纳入国际Argo计划,但针对其观测资料的验证一直是国际Argo组织在推进的重要内容之一,并希望借此解决当前Argo观测网中传感器来源单一的问题。Susan Wijffels教授和来自法国海洋开发研究院(Ifremer)的Guillaume Maze博士还分别针对0-2000米范围的RBR CTD观测资料和深海(2000-6000米)观测资料的验证情况做了介绍,并指出还需要经过一段时间的观察,以便能确保进入Argo计划的新传感器观测资料的质量。
    随着Deep-Argo子计划的提出,美国海鸟公司也正在积极研发针对深海观测的新型传感器—SBE61型CTD。来自美国Scripps海洋研究所的Nazallie Zilberman博士汇报了该型传感器的性能,指出其压力和电导率传感器的稳定性和准确性还面临一定的技术挑战,不过有望在1~2年内满足Deep-Argo的观测需求;来自JAMSTEC的Shigeki Hosoda博士则汇报了安装在日本研发的NINJA型深海浮标上的传统SBE41型CTD传感器的试验情况,指出当浮标超过2000米深度,其观测的盐度和溶解氧会呈现较大的漂移。
          会上讨论的所有浮标和传感器问题,会议后AST都会以书面形式反馈给浮标和传感器研制商,以便用于Argo海洋观测网中的浮标和传感器性能能得到进一步提高,观测数据的质量能有充分的保证。
          此外,会议还专门讨论了与数据管理相关的问题,Brain King博士汇报了第六次延时模式质量控制研讨会的情况,Megan Scanderbeg女士汇报了在剖面和轨迹文件中包含的估算位置问题,以及气候态实时测试问题;Steve Diggs博士则介绍了CTD参考资料收集及其开发用于Deep-Argo的参考数据库建设情况,呼吁各国项目首席科学家(PI)尽可能收集并汇交高质量的船载CTD仪观测资料,以便全面提高Argo资料的质量。中国科学院大气物理所成里京副研究员和SOED柴扉研究员还应邀在“区域科学、和教育与推广”议题中分别做了“Argo资料在估算和了解海洋热容量变化中的重要作用”和“BGC Argo观测与物理—生物建模”的交流报告;Tamaryn Morris女士则介绍了“南非的推广活动”。
          在“Argo价值展示”议题中,Susan Wijffels教授介绍了即将来临的OceanObs’19(2019年世界海洋观测大会),以及在提交“OceanObs’19 Argo Community White Paper-On the future of Argo(2019’Argo团体白皮书——Argo未来)”基础上,将由Argo指导组(AST)主办标题为“推进与GOOS下一阶段的协同效应”分组会议的情况,以便能与全社会分享过去20年Argo所取得的成就,并展现未来Argo的广阔前景;ToshioSuga教授报告了第六届Argo科学研讨会(2018年10月在日本东京召开)情况、Emily Smith女士介绍了Argo计划于2018年11月获得2百万观测剖面的故事图解,以及Megan Scanderbeg女士汇报的Argo文献目录统计结果等,也都充分展示了Argo资料在科研、教育领域,甚至社会经济领域中的广泛应用及其取得的显著成果。
          最后,国际Argo计划联合主席、美国伍兹霍尔海洋研究所Susan Wijffels教授代表AST及与会人员对承办此次会议的自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室及其全体会务人员,以及接待此次会议的杭州金溪宾馆服务人员的辛勤付出表示衷心感谢!并宣布第21次Argo指导组年会(AST-21)将由英国国家海洋中心(NOC)负责承办。AST-20次会议取得了圆满成功!
    三、体会与建议
          短短三天的AST-20年会,我国与会代表深深感受到了Argo计划在过去一年里取得的又一显著进展,更反映了过去20年该计划实施所带来的巨大收获,尽管前进道路上依然面临许多问题和困难,这些长期从事Argo计划组织实施及其全球Argo海洋观测网建设的“Argo人”却是充满着信心,并对Argo2020愿景寄予了厚望。相信在国际Argo指导组的引领和全体Argo成员国的努力,以及所有沿海国家的大力支持下,一个崭新的全球、全水深、多学科Argo实时海洋观测网终将会呈现在人们的眼前。为此,提出几点对策建议,供主管部门决策参考:
          1、深度参与国际合作,更多地承担一个Argo成员国的责任和义务
          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大科学计划之一,但过去的实践表明,我国参与国际合作的力度还远远不够,缺少“并跑”或“领跑”的长项,极大地限制了我国在国际合作计划中的显示度及海洋科学的发展。建议围绕观测网建设(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,争取在“十三五”、“十四五”期间,通过“全球海洋立体观测网”、“智慧海洋”和“雪龙探极”等重大工程建设,不断增加在全球海洋中布放浮标,特别是国产剖面浮标的数量,并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,以及培养剖面浮标数据处理技术人才,助推“一带一路”国家战略的实施,进一步提升我国在大型国际合作项目中的地位和作用,增强我国科学家在全球Argo实时海洋观测网中的话语权,更多地承担一个Argo成员国的责任和义务。
          2、尽快建成南海Argo区域海洋观测网,扩大国产剖面浮标的国际影响力
          我国应加大南海Argo区域海洋观测网建设的投入力度,增加浮标布放数量,使南海Argo区域海洋观测网完全由我国主导建设和维护,并尽可能吸收其他周边国家参与,从而达到把域外国家挤出南海的目的。南海Argo区域海洋观测网正好处于我国倡议的“21世纪海上丝绸之路”国家战略的覆盖区域内,故而可拓展成为我国打造“覆盖‘海上丝绸之路’区域Argo实时海洋观测网”,甚至“全球Argo”实时海洋观测网的重要组成部分,扩大国产剖面浮标在全球Argo实时海洋观测网中的占有率和影响力。
          3、集中力量、整合资源,统一管理国内剖面浮标观测资料
          由于自动剖面浮标观测是当前获取海盆尺度范围内海洋中上层环境资料最为有效的手段,而且已经建立了一套相当成熟的数据流,因此全球Argo实时海洋观测网已越来越得到国家相关部门的认可和重视。在“十三五”期间已经立项的和正在立项的一些专项和重大建设工程中,均有批量的剖面浮标布设计划,而且有很大部分浮标还将携带更多参数(如BGC)的传感器。但这些专项和重大建设工程由不同的部门来负责实施,这些浮标的观测资料如何按照国际标准进行统一接收、质量控制和分发共享等是亟需解决的问题,也是保证资料质量的重要前提。建议能召集参与剖面浮标布放的单位和部门相关负责人(或PI),商讨未来我国Argo实时海洋观测网中观测资料如何进行统一管理,有效利用现有资源,避免不必要的投入和重复建设。
          4、积极介入生物Argo计划,参与相关标准制定
          近年来生物Argo计划发展迅速,国际上对于BGC观测要素的质量控制方法、数据管理标准还处于探索阶段,各个国家都在开发制定相关的方法,而从生物Argo研讨会的讨论激烈程度也可以看出,各个国家也都在将本国提出的方法能够得到国际Argo计划的认可,并成为国际标准而努力。相对来说,我国科学家在该前沿领域并没有多少话语权,在鼓励我国海洋生物地球化学领域的专家学者能够积极介入生物Argo计划,参与国际相关标准的制定外,更需要在国家层面上给予该项国际重大科技基础性工作的重视和支持,从而更好地发挥我国科学家在生物Argo计划中的作用。
          5、重视科技支撑平台建设,加大业务经费支持
          对于海洋科学领域的基础研究和业务化预测预报来说,浮标布放入海只是第一步,之后的资料处理与管理显得更为重要,其直接关系着基础研究的正确与否和预测预报的准确度。中国Argo实时资料中心一直以来负责我国布放的绝大多数浮标的资料接收、处理和分发共享工作,成为卫星海洋环境动力学国家重点实验室(SOED)的重要科技支撑平台。但近年来由于管理浮标数量的增加以及人力资源的限制等原因,日常Argo资料管理工作已捉襟见肘,延时数据的提交甚至已停滞了2年多时间;而随着国际Argo计划向“Argo2020愿景”迈进,不仅浮标类型在逐步多样化,观测参数与技术参数也在逐渐增加,这些都使得Argo数据文件越来越复杂,也给该中心资料管理带来了巨大的挑战。为此,希望能加大对中国Argo实时资料中心开展科技基础性工作业务经费的支持力度,以便能够保证有全职人员负责资料的实时/延时质量控制,以及衍生数据产品的研制等,从而能让我国科学家方便、及时地获得全球范围、高分辨率、高质量的Argo资料。
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