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  • Argo计划的可持续性:议题与决议
  • 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 09:09:22   点击:
  •        在刚刚结束的第18次国际Argo指导组年会(AST-18)上,与会代表们专门讨论了向OceanObs'19大会提交有关Argo计划白皮书事宜,并在会议前由国际Argo联合主席—美国斯克利普斯(Scripps)海洋研究所的Dean Roemmich教授和澳大利亚联邦工业组织(CSIRO)Susan Wijffels研究员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商讨。现将主要内容翻译整理如下,供了解、参考:

           利用自动剖面浮标建立全球Argo实时海洋观测网的构想起源于1997年底,并很快获得了世界各国的支持。第一个Argo浮标在1999年底布放,到2007年,全球大洋由3000个剖面浮标组成的观测网及其数据处理系统已基本建成。Argo计划获得了很大成功,目前该计划已维持了第二个十年周期。Argo的价值,以及继续推动其维持更多个十年观测的必要性,已经得到了科学界、许多国际组织、各国政府等的广泛认同和支持。然而,在未来几十年内维持“核心Argo”计划以及添加新的Argo使命,则面临着诸多挑战。部分可能是Argo以前经历过的,而另有一部分可能是全新的。回顾过去近二十年历程,目前是时候来考虑Argo继续维持30~50年的需求了。Argo的进展在以往的OceanObs’99和OceanObs’09两次大会上均是讨论热点,Argo也将继续在OceanObs’19大会上成为焦点,关注的重点将会是如何维持该全球海洋观测网的长期运行。Argo将继续成为所有海洋观测系统的领导者。维持Argo未来长期发展所面临的许多挑战,目前还没有得到直接的或者明确的解决渠道,但是当我们权衡潜在的行动时,认识并阐述这些挑战是非常重要的一步。

    1、管理、领导及资助议题

           (1)Argo是否能够吸引新的科技引领者?

           Argo数据可以被世界各国用户免费、快速获取,因此科学家们似乎就缺少了积极参与实施Argo计划的动力。Argo用户的广泛性,可以从Argo资料应用研究所发表的2600篇文献中体现,但是仅有25%的文章作者涉及Argo PI(Argo项目负责人)。新一代海洋学家和气候学专家在开发新的观测设备以及观测系统建设方面的能力正在下降,然而使用Argo或其他全球数据开展模式模拟以及分析研究却发展迅速。随着时间的推移,为Argo以外的长期观测系统选拔新一代的领导者变得越来越困难。就像当前使用Argo资料进行分析研究那样,如何将“创造Argo”成为吸引年轻一代科学家们的职业选择?如何让学术评论标准拓宽到开始认识数据集建立的重要性?

           (2)Argo是否可以在更新领导层的时候继续维持它的本质?

           “核心Argo”是一个关注海洋物理状态的季节和长期变异的全球上层海洋大范围浮标阵列。目前,许多Argo最初的成员仍活跃在该计划中,他们了解Argo的根本及Argo的本质。但未来十年的情况将会发生改变,尤其是当新的领导者参与进来后,会带来新的观念和不同的发展方向。Argo计划最初建立那个年代,有关“通力合作的记忆”将逐渐消退。各国Argo计划在引入新成员的时候,能否保持Argo的本质特征,并避免以往的失败经历?以及如何在新的Argo领导者及长期参与者间找到合适的平衡关系?

           (3)Argo是否可以在承担新使命的同时不损害核心Argo的使命?

           随着平台和传感器技术的改进和提升,使越来越多的新Argo使命将成为可能,包括简单的任务修改和浮标覆盖率增加等(如表层采样、日变化、热带气旋研究、冰下及赤道海域采样),以及深海Argo(http://www.argo.ucsd.edu/DAIW1report.pdf)和生物Argo(http://www.biogeochemical-argo.org/cloud/document/science-implementation-plan/BGC-Argo_Science_Implementation_Plan.pdf)等需要新的平台和传感器的拓展观测;在各国对Argo的资助力度下降的情况下,Argo计划的拓展(强化)是否可以不损害“核心Argo”的使命?存在这样的风险,即新的、鼓舞人心的Argo使命将使人们忽略对“核心Argo”的维持。Argo科学指导组已经多次强调,维持“核心Argo”使命是Argo计划的最高选择,但是这个内部优先权是否可掌控?Argo向新的观念以及新的使命开放是十分重要的,但是如何在实施的过程中平衡科学创新、经费和资源的优先权、新浮标和传感器的技术储备等与维持Argo核心任务之间的关系?

           (4)经费削减问题:Argo能否成为科学研究与业务化海洋学的桥梁?

           显然,Argo服务于科学研究与业务化海洋这两个领域。大多数国家的Argo计划一直获得研究项目的资助,但经费预算保持不变或呈下降趋势。过去十年,每年的浮标布放数量在下降。是“科研”这个标签导致全球Argo计划以及各国Argo计划的“脆弱性”吗?另外,“业务化海洋学”在不同的国家其涵义明显不一样,且有赖于各国”科研向业务转化“的具体政策,该转化可能会给观测系统的质量和健康带来严重的损害。在Argo用户群中,高质量的数据以及完美的覆盖率是科研中最需要的,然而,Argo要继续往前发展,科研群体仍须积极参与到计划的实施中。Argo是否可以继续同时为科学研究和业务化海洋学提供有价值的数据集?

           (5)Argo是否可以与综合观测系统一起持续发展?

           Argo计划与许多其他海洋(大气)观测系统互为补充及互为依存。比如,GO-SHIP重复调查断面是高精度CTD参考数据的重要来源,对Argo数据精度验证及数据漂移的检测至关重要。其他补充计划包括卫星高度计、海面高度观测、卫星重力、卫星风应力、XBT和glider在西边界流区的观测、锚碇浮标阵列、海气通量观测、表面漂流浮标等等。观测系统组成,包括Argo,尽管他们是独立的计划,仍经常需要评估从而获得资助,但是最大的价值在于所有这些系统的整合。Argo计划的可持续发展前景需要紧密联结于这样的系统整合。

     2、运行问题

           (1)未来Argo对于专用布放船只的需求是什么?

           大多数Argo浮标的投放依靠机会船只、调查航次沿途、无Argo作业的调查船,以及商船等。然而,对于非常遥远的海域,特别是南太平洋和南印度洋,少量调查船和商船经过那里。全球Argo海洋观测网的维护不能单靠机会船只。目前,南太平洋活跃的952个Argo浮标中,有446个浮标是通过新西兰Kaharoa号调查船专门布放的,这要借助于新西兰、美国和澳大利亚Argo计划的合作伙伴关系。自2004年以来,Kaharoa号调查船共布放了1600个Argo浮标,如果没有这样的帮助,Argo很难实现全球覆盖。此外,随着大型科学调查船以及跨海盆的商船航线越来越少,对于专门用于浮标布放船只的需要会越来越大。在国际参与度加强的情况下,是否可以继续使用专门的布放船只,且不至于成为Argo计划实施的一个负担?

           (2)Argo是否可以获得进入(专属经济区)EEZ布放浮标的豁免权力?

           全球范围的观测阵只有通过实用的国际管理程序才能持续发展,使得可以在EEZ内进行浮标布放,以及浮标漂移进入EEZ。国际海委会EC-XLI/3决议为Argo浮标漂移进入其他国家EEZ提供了一系列指导政策,但是在EEZ内布放浮标仍未达成统一的国际意识。目前使用中的临时措施(双边及多边合作,包括在近岸海域布放;由多国一致同意的EEZ布放;漂移进入EEZ的信任机制等)是否足够满足Argo的未来需求?EEZ的浮标布放是否要尝试新的方式?新的生物地球化学传感器将使EEZ布放和漂移进入等问题复杂到何种程度?

           (3)Argo是否可以在季节性冰盖区域得到持续观测?

           季节性冰覆盖的北极及南大洋对于Argo观测来说特别重要,但在技术和逻辑层面上存在着覆盖率维持问题。2010-2016年期间,在60ºS以南海域布放了353个Argo浮标,其中163个(约占46%)目前仍在正常工作。相比之下,在60ºS-40ºS范围内,自2010年开始布放的1143个浮标中有640个在正常工作。低投放率以及高损耗导致60ºN以北以及60ºS以南海域的浮标覆盖率仍然偏低。配备避冰软件的高纬度Argo浮标的预期寿命目前尚不清楚。由于投放机会有限,高纬度海域Argo浮标的覆盖率不能较好维持。因此,在这些海域投放Argo浮标和维持其覆盖率对资源需求的程度如何?各国Argo计划项目是否愿意在这方面进行投资?

           (4)Argo计划是否太依赖单一的浮标部件?

           传感器失效以及Druck压力传感器生产厂家的中断生产,导致2009年Argo浮标装载的海鸟CTD传感器的供应出现问题,进而导致浮标布放数量、覆盖率、数据质量等的下降。Argo浮标的其他部件也同样受限于一个或两个供应商。比如,Argo越来越依赖于铱卫星通讯,而之前主要依靠Argos卫星系统。相比由来自不同资源带来的数据质量、数据统一性及技术能力等的可能下降,来自单一资源的Argo所存在的风险又占多重的比例?Argo是否需要鼓励并让新的浮标部件资源取得资格?

           (5)Argo是否可以持续发布不太复杂的综合数据?

           这些年,Argo数据面对很多新的需要,包括新型传感器、多压力轴以及显著增加的元文件和技术文件数据等。新的数据格式需要重新处理大量数据,而各国Argo资料中心并没有做好准备。所有Argo数据,包括任何“新型传感器”观测数据,都必须让公众可以方便获得,但是绝大多数国家的Argo资料中心目前只能处理核心Argo浮标的温盐度数据。Argo是否可以在改进和维持一个综合的Argo数据集、引入新型传感器或者采样修改同时,不增加Argo数据系统的超复杂性和文件重构需求的反复性?

     3、我们可以做什么?

           维持Argo计划所需要的关键实际行动是什么?

           Argo科学指导组认为,以下的工作可能会对Argo计划的长期维持带来帮助:

           (1)Argo浮标的寿命应当增长到6年以上,从而降低成本预算,并延长浮标阵列的更新时间。这项工作可以通过技术更新和有效的商业合作来完成;

           (2)Argo应当与其用户合作,以便更加有效和广泛的体现Argo计划的价值及其在全球海洋观测系统(GOOS)、全球气候观测系统(GCOS)中的重要性;

           (3)为了鼓励Argo用户加入到Argo建设中,Argo需要记录个人及组织对于Argo浮标观测网实施、改进及其数据集处理方面的贡献力度;

           (4)全球Argo浮标投放问题需要一个更加系统的解决方案,包括如何到达远洋海域以及国际政府间的合作事宜等。

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