第十三次国际Argo科学组会议在法国巴黎顺利召开
第十三次国际Argo科学组会议(AST-13)于2012年3月20日-22日在法国巴黎的联合国教科文组织海洋学委员会(IOC/UNESCO)驻地举行,会议由法国海洋开发研究院(IFREMER)承办。应会议组织方的邀请,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出席了本次会议,国家海洋局科技司李琳女士和国家海洋环境预报中心的李凯助理研究员也应邀以政府部门观察员的身份出席了会议。
会议由国际Argo科学组联合主席,来自美国斯克里普斯海洋研究所的Dean Roemmich教授和澳大利亚联邦科学与工业组织(CSIRO)天气与气候研究中心的Susan Wijffels教授共同主持,并按Argo计划实施情况、资料管理、浮标技术等9个议题进行了讨论和交流。来自世界上12个国家(阿根廷、澳大利亚、加 拿大、中国、法国、美国、英国、日本、韩国、印度、德国和意大利等)的31名代表参加了本次会议。与会代表经过3天的交流和讨论,形成了多项决议。
二、会议议程与讨论要点
Argo科学组联合主席Susan Wijffels教授介绍了本次会议的主要目的,即回顾过去十多年来Argo计划取得的成果,同时探讨当前Argo的核心使命是否需要按照 OceanObs09会议上建议的那样进行扩展,使Argo成为真正意义上的全球海洋观测计划,其中涉及到Argo向边缘海扩展、新观测要素的增加等问 题。虽然很多代表同意了Argo核心使命的扩展,但对于Argo向边缘海扩张的问题,日本东北大学的Toshio Suga教授认为这是个很复杂的议题,应把Argo核心使命和全球使命区分开来。
2、Argo计划实施情况
国际Argo信息中心(AIC)技术协调员Mathieu先生介绍了2011年国际Argo计划的执行情况。他提到,目前有16个国家在海上有活跃的 Argo浮标,12个主要国家(包括中国在内)在维持Argo全球海洋观测网,20个国家参与了补充某些海域内Argo浮标的空白。截至2012年2月, 全球海洋中活跃的浮标已经达到3500个,其中作为Argo核心使命的浮标有3106个。过去一年,Argo观测网得到了很好的补充,弥补了 2009-2010年期间浮标布放过少的缺憾。Argo科学组联合主席Dean Roemmich教授接着介绍了国际Argo计划正式启动前(1997-1999年)的主要情况,即1997年底编写了“Argo白皮书",1998年初 提出了“为气候研究开展全球海洋观测的提议,即建立实时地转海洋学观测阵",适时组织成立了Argo科学组,并于1999年准备了“有关Argo的设计和 实施--全球剖面浮标阵列的初始计划"的文件。随着2000年澳大利亚投放第一个Argo浮标,国际Argo计划正式启动。
法国海洋开发研究院(IFREMER)的Le Traon先生介绍了欧洲Argo的主要情况。欧洲Argo计划已被列入新的欧洲研究基础建设中,目前有13个欧洲国家参与该计划,设想用几年时间建成占 全球Argo观测网1/4浮标数量的观测网,每年约需投放250个浮标,并将成立专门的机构来统一组织和协调欧洲Argo的实施。他还介绍了欧洲Argo 的经费来源及近两年的浮标投放计划。最后还建议Argo在保持核心任务的同时,可向边缘海和高纬度海域,以及携带溶解氧和生物传感器等方面扩展。
来自日本的Argo科学组成员Toshio Suga教授介绍了有关2010年7月和11月召开的“未来日本Argo计划论坛"的主要情况。该论坛回顾了日本Argo计划的简要历史,但由于缺乏定义 日本Argo计划目标的有效机制,因此在全球3000个Argo浮标组成的观测网建成后,经费持续状况并不乐观。日本Argo通过这两次论坛已达成共识, 即(1)日本Argo计划应维持现有的浮标布放数量及参与数据管理活动,继续为Argo核心任务作出贡献;(2)在Argo核心任务基础上建设新的综合海 洋观测系统,以便增加气候监测和研究能力,为更好满足社会需求提供海洋环境信息。
有关新传感器的情况,美国华盛顿大学海洋学院的Stephen Riser教授和法国Villefranche海洋学实验室的Claustre教授分别介绍了装载生物、地球化学传感器的APEX型和PROVOR型浮标 的研制、观测等情况,其中装载有叶绿素光学传感器的PROVOR型浮标已经在地中海、北大西洋、北太平洋和南太平洋进行了试验,其观测资料与MODIS卫 星遥感资料进行了比较,取得了较好的结果。
前国际Argo计划联合主席Howard Freeland教授介绍了各成员国向AIC捐助资金的情况。由于澳大利亚在2011年向AIC捐助了8万美元,所以目前的形势还比较乐观,但美国和英国 的捐助金额正在减少。好在AIC协调员Mathieu先生已经被WMO组织雇佣,成员国可以通过WMO组织、IOC和CLS等三种渠道进行捐助。最近几 年,包括美国、加拿大、日本、中国、澳大利亚、英国、法国、德国和印度在内的9个国家陆续向AIC进行了捐助,Howard Freeland希望一些小的Argo成员国以及欧洲Argo计划也能对AIC的运行提供资助,以保证AIC的有效运行。
3、Argo数据管理问题
国际Argo资料管理组主席Sylvie Pouliquen女士汇报了去年在韩国首尔召开的第十二次国际Argo资料管理组会议的相关情况。她指出,当前Argo资料管理组将主要精力放在减小资 料延误、延时模式质量控制、改善数据统一和完整性、检测和校正系统误差以及改进Argo轨迹资料等方面。她还介绍了当前Argo资料实时/延时模式数据 流、数据格式和全球Argo资料中心运行等情况。随后,Susan Wijffels教授介绍了Argo浮标资料压力校正进展情况,并重点介绍了出现TNPD问题的APEX型浮标资料的校正状况。过去一年,压力校正中的不 统一异常情况得到了较好的解决,但仍有一些浮标有待各国Argo资料中心进行校正。
美国斯克里普斯海洋研究所Megan Scanderbeg女士介绍了第三次Argo轨迹资料研讨会(2011年11月在韩国首尔举行)的反馈情况。会议建议各国Argo资料中心采用日本 JAMSTEC开发的轨迹资料质量控制方法对浮标轨迹资料进行必要的质量控制,同时提出更新Argo轨迹资料的文件格式,以便更好地储存经质量控制的轨迹 资料。
美国斯克里普斯海洋研究所S. Diggs博士介绍了Argo延时模式质量控制CTD参考数据集的更新情况。由于种种原因,最新版本(2011年11月)的参考数据集中没有加入最近 12-18个月收集到的CTD资料,这些资料主要来源于GO-SHIP,DIMES,US Repeat Hydrography等项目。他建议CTD收集小组须寻找合适的途径来提高Argo参考数据集的质量,而非一味地增加CTD资料的数量。
4、有关Argo的科学问题
法国Villefranche海洋学实验室的Claustre教授详细介绍了装载叶绿素(Chl-a)光学传感器的PROVOR型浮标的 观测结果。2008-2010年期间,该实验室在地中海、北大西洋、北太平洋和南太平洋海域共布放了8个该类型浮标,获得了长时间序列的观测结果。通过与 MODIS和SeaWifs卫星遥感观测的叶绿素浓度进行对比分析,有望获得Argo浮标叶绿素浓度的质量控制方法。
来自意大利的Poulain P. M.教授介绍了Argo浮标在地中海和黑海的热盐长期观测结果,并与模式模拟结果进行了比较。利用对比分析结果,他给出了在这两个海域浮标布放的优化方 案,并给出了优化后的浮标观测周期、漂移深度和浅剖观测频率(指每隔几条2000米深度的剖面后观测一次相对较浅的剖面)等参数。
5、浮标技术问题
在该议题中,来自美国、法国、日本、加拿大等国的技术或科研人员介绍了有关APEX、ARVOR、NINJA、SOLO-II、Navis和NOVA等类 型浮标的最新技术进展情况。如斯克里普斯海洋研究所仪器开发小组已经注册成立了MRV系统公司来生产使用铱卫星通讯的SOLO-II型浮标,并对某些设计 方案进行了改进,2011年曾向斯克里普斯海洋研究所提供了20台浮标并进行了投放。该公司还计划在两年内向伍兹霍尔海洋研究所提供60个浮标,目前已交 付了30个。日本JAMSTEC和Tsurumi Seiki公司已合作开发出最大观测深度达4000米的NINJA深海浮标,该浮标使用铱卫星通讯,于2011年8月在东京附近海域进行了海试,并计划于 今年夏季进行深海试验,随后在2012-2013年期间将在南大洋海域布放几个这样的浮标。深海NINJA浮标将在2-3年内转向商业化批量生产。美国海 鸟公司基于华盛顿大学Dana Swift工程师和Stephen Riser教授开发的APF-9固件,开发了Navis型浮标,该浮标使用铱卫星通讯,装载SBE41CP型CTD传感器,目前美国太平洋海洋环境实验室 (PMEL)已经订购了48套这样的浮标,且有5套浮标已投放到海上。加拿大METOCEAN公司开发了NOVA型浮标,目前已在加勒比海布放了3个试验 浮标(观测周期为1天)。加拿大Argo计划已订购了27个该类型浮标,并于今年2月25日在东北太平洋海域布放了1个NOVA型浮标。虽然GPS定位功 能无法工作,但仍可依靠铱卫星进行定位,其观测数据良好。
美国NOAA的Steve PIOTROWICZ先生介绍了未来的铱卫星系统。该系统将替换卫星及更新地面接收系统,使之具备新的特点和能力。新一代铱卫星收发模块(9603 SBD)也已经研发成功,其尺寸只稍大于一枚25美分的硬币。日本JAMSTEC的Shigeki Hosoda先生则介绍了过去两年日本在使用铱卫星服务时遇到的问题。由于日本铱卫星服务商与用户间的数据通道存在问题,导致2008-2011年期间有 50个铱星浮标(包括APEX型和NEMO型)的通讯出现故障(无法接收数据或发送命令),但APEX型浮标由于其数据可储存到内存中,最后APEX浮标 的数据全部得到恢复。目前面临的困难是无法向浮标(包括滑翔仪)发送命令控制其运行方式。
有关Argo浮标观测近海面温度的话题,英国水文气象局的Jonathan Turton先生介绍了高分辨率海表温度小组(GHRSST)对Argo近海面温度的需求。该小组利用现有的Argo近表层温度资料与卫星观测SST及模 拟结果进行了对比分析,取得了较好的应用效果。2008-2011年,美国、日本、印度和英国等国已经布放了54个具有采集近表层海温特性的Argo浮 标,获取了3000余条近表层海温剖面,并通过英国海洋数据中心(BODC)的服务器向用户免费提供。
三、体会与建议
1、Argo核心任务是否需要扩张?
会上很多代表,特别是美国和法国等国的代表表达了扩展Argo核心任务的强烈意愿,即Argo观测网覆盖两极、边缘海等海域,并装载更多的新传感器(如溶 解氧、叶绿素、pH等生物化学传感器)。Argo核心任务的扩张,势必会带来诸如Argo数据的格式统一、资料质量控制、特别是沿海国的EEZ等问题,甚 至有可能威胁到Argo计划原本的核心任务。尽管Argo科学组内部就以上问题还没达成一致共识,但随着各种新型浮标和传感器的不断发展,以及以美国为首 的一些发达国家从全球战略的需要出发,Argo核心任务的扩展似乎势不可挡。为此,我国应及早研究应对策略,特别是涉及到在南海布放Argo浮标的问题。
2、浮标新技术发展迅猛
过去的十年中,Argo浮标主要有APEX、PROVOR和SOLO等型号,生产商也只有3-4家。而近些年,日本JAMSTEC和Tsurumi Seiki公司开发的NINJA型浮标、法国NKE公司研制的ARVOR型浮标、美国海鸟公司的Navis型浮标、斯克里普斯海洋研究所MRV系统公司的 SOLO-II型浮标,以及加拿大METOCEAN公司的NOVA型浮标均已经进入试验或正式批量生产阶段,且呈向小型化、双向通讯、全海区适用等方向发 展的趋势。相比之下,我国对剖面浮标的开发研制工作,虽起步不算太晚,但进展仍却十分缓慢,与其他国家的差距愈来愈大。建议国家有关部门对此给予高度重 视,并能整合国内有关研制部门的优势,联合攻关这项技术,以便尽早掌握这一高新海洋观测技术,为我国在太平洋、印度洋海域建立立体观测系统提供技术支撑。
3、我国Argo计划的未来
十多年来,我国Argo计划在国家科技部和国家海洋局资助的几个科研项目的支持下,已在西北太平洋和印度洋海域布放了130多个Argo剖面浮标,建成了 我国的Argo大洋观测网,获得了一批宝贵的大洋观测资料,特别是通过参与该计划,得到了海量的全球海洋深层次的观测资料,为我国海洋和大气等科学领域开 展海洋、气候和海气相互作用研究提供了丰富的数据源。但当前面临的形势是,由于我国Argo计划的实施仍依赖研究项目的支持,缺乏长期的投入或业务化运行 经费,导致我国Argo计划陷入举步维艰的尴尬局面,所以有关部门应及时制定我国Argo计划的中、长期发展目标,能像美国、欧盟和日本等国那样制定未来 几年的浮标投放计划。同时,鉴于我国正在执行或即将开展的重点基础研究或重大科学研究计划项目,如“热带太平洋海洋环流与暖池的结构特征、变异机理和气候 效应"、“全球变暖背景下的海洋响应及其对东亚气候和近海储碳的影响"和“太平洋印度洋对全球变暖的响应及其对气候变化的调控作用" 等项目都有布放Argo浮标的计划,故建议有关部门能召集这些项目负责人一起商讨和协调浮标布放计划、观测重点、布放航次、数据管理和应用等方面事宜,以 充分利用现有资源,避免重复性工作和人力、物力投入方面的浪费,使我国Argo计划和Argo大洋观测网建设尽早纳入业务化运行和可持续发展的轨道。