第十次国际Argo资料管理组会议在法国图卢兹顺利召开
第十次国际Argo资料管理组会议于2009年9月28日-10月2日在法国图卢兹CLS举行。应本次会议组织者、国际Argo信息办公室技术协调员Mathieu Belbéoch先生的邀请,中国Argo实时资料中心刘增宏助理研究员出席了本次会议。另外,国家海洋信息中心的纪风颖副研究员和董明媚硕士也应邀参加了会议。
一、会议概况
第十次国际Argo资料管理组会议按日程分为Argo资料延时模式质量控制、Argo区域中心和资料管理等3个分会。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、韩国、印度、德国和西班牙)的45名代表参加了本次会议。
Argo资料延时模式质量控制会议(DMQC-4)由美国华盛顿大学Annie Wong女士和英国南安普敦海洋中心Brian King教授联合主持;Argo区域中心会议由美国大西洋海洋与大气实验室(AOML)Claudia Schmid女士主持;Argo资料管理会议则由Argo资料管理组联合主席—法国海洋开发研究院(Ifremer)的Sylvie Pouliquen女士和美国短期数值气象与海洋中心(FNMOC)的Mark Ignaszewski博士共同主持,CLS首席执行官C Vassal先生代表会议东道主致欢迎辞,并向与会代表介绍了CLS的运行情况。与会代表在5天的会议中,围绕Argo资料的质量控制、格式及资料产品等 要点展开了热烈的讨论,达成了许多共识。会议取得了圆满成功。
二、会议讨论要点
本次会议(三个分会)讨论的要点主要有:
1、 Argo延时模式质量控制
Argo延时模式质量控制研讨会讨论的议题包括:压力数据的校正、延时模式中编辑实时资料的质量控制符等。
美国华盛顿大学Annie Wong女士代表Dana Swift工程师和Steve Riser教授对近期发现的Druck压力传感器“微泄漏”产生的原因、导致的结果以及发生的频率等问题进行了详细介绍。她指出,2008年以前投放的浮 标出现“微泄漏”的概率仅3%,而2008年以后的浮标出现故障的概率大大增加,可以达到28%。在出现“微泄漏”的初期,浮标观测的资料尚能校正,而到 了晚期,其资料则无法校正。
法国CLS的Stephanie Guinehut女士介绍了利用卫星海面高度计资料对浮标资料进行检验的方法。该方法能检测出相当于5cm动力高度的误差,在热带海洋相当于10dbar 的压力误差,在高纬度约为50dbar。所以,该方法在纬度小于30o的海区更为有效。
Annie Wong还介绍了如何对APEX-8型浮标存在的截断负压力偏移(简称为TNPD)问题进行质量控制。APEX-8或更早生产的浮标(APEX-5和 APEX-7),它们把测得的负表面压强截断为零,使我们无法判断压力传感器是否有漂移故障。为此,当APEX-8型浮标出现长时间序列的零表面压强时, 需要检查温盐度时间序列是否有明显的异常,如果出现明显异常,可以判断压力传感器有问题,应重新对温度和盐度数据质量进行标记。出现负压力偏差可以导致正 的盐度误差以及负的温度异常,而其大小则依赖于垂向温度梯度的大小。如果压力偏移小于10dbar,盐度的误差可能与压力无关,只需要进行压力的校正;如 果压力偏移超过20dbar,盐度误差则可能与温度和压力都有关系,这个问题还有待Argo科学组主席向海鸟公司咨询,以了解他们在实验室检测中确定的有 关“微泄漏”的特征。
联合国政府间海洋委员会(IOC)于2009年6月决定,将在2010年1月开始启用新的海水热动力方程(TEOS-10,详细信息请参阅 http://www.teos-10.org/),新的标准将使用绝对盐度(单位为g/kg)来代替现在使用的相对盐度(绝对盐度 =~ 1.004715 *相对盐度 +RCA,RCA与地理位置有关,其大小不超过0.02)。新的标准将对Argo资料管理产生一定的影响,但影响不会很大。
2、Argo区域中心
该议题讨论的内容主要包括:区域统一性质量控制、浮标布放计划、Argo科普活动、Argo数据产品开发及网页信息服务等。 Claudia Schmid女士介绍了南大西洋Argo区域资料中心开发的利用Levitus、GDEM等资料检验浮标异常资料的工具,取得了较好的效果。而法国Coriolis资料中心对目前使用的盐度延时模式质量控制方法进行了改进,新的方法已进入试应用阶段。
为了普及Argo计划的知识,让更多的人尤其是一些不发达国家的人们了解该计划,国际Argo计划正设想编写有关Argo科普读物。Dean Roemmich教授还介绍了SEREAD计划的详细情况,该计划将在南太平洋岛国进行Argo知识科普教育。而在欧洲Argo计划执行过程中,将编写适 合高中学生阅读的科普材料进行宣传。
各Argo区域资料中心还将承担Argo资料产品开发任务,会议统计了各国Argo资料中心利用Argo资料开发的相关产品,并希望各资料中心能提供相关的脚本或软件来显示这些产品。
3、Argo资料管理
Argo资料管理组会议的讨论要点主要有:
(1)AST-10会议的反馈情况
Dean Roemmich教授介绍了今年3月在中国杭州召开的第10次国际Argo科学组会议的反馈信息。在该会议上,重申了Argo计划的核心任务,即优先在 60oS-60oN的大洋内部投放Argo浮标,观测要素为温度和盐度,观测深度为0-2000米;覆盖全球海洋的Argo浮标观测网需要约3200个正 常工作的浮标;为了满足全球变化研究的需求,Argo资料的质量需要得到保证,所以急需Argo资料管理组商讨如何解决浮标“微泄漏”等引起的资料质量问 题;有必要扩展Argo的使命,如在高纬度、边缘海和边界流区投放浮标,一些装载新型传感器的浮标甚至是滑翔仪(Glider)也应得到应用。
(2)Argo计划现状
Argo信息办公室技术协调员Mathieu先生介绍了全球Argo观测网的现状,他强调Argo计划还没有完成,可能需要增加到4000个浮标。Mathieu先生还向各国代表介绍了国际Argo信息办公室的背景、主要使命以及将要开展的工作。
(3)实时资料管理
加拿大海洋环境资料服务中心(MEDS)的A Tran女士介绍了通过GTS上传的Argo资料情况。她指出,GTS上的Argo资料仍存在一些问题,如存在少量重复剖面,且资料大都使用旧的 TESAC格式传输,而新的BUFR格式仍未得到广泛使用,某些资料中心上传到GTS的剖面观测时间与上传到全球Argo资料中心(GDACs)的不一 致,这些问题仍需要各国Argo资料中心着手解决。法国海洋开发研究院(Ifremer)的C Coatanoan女士详细介绍了由全球Argo资料中心上分发的Argo资料存在的质量问题,她指出可以利用历史资料及客观分析方法有效地检验Argo 资料的质量。而CLS的S Guinehut女士利用卫星高度计获取的海面高度资料,对Argo浮标时间序列资料进行检验的方法。该方法可以检验出那些出现异常资料的浮标,并给予编 号后反馈给相应的资料中心,以便各资料中心及时对这些浮标资料进行校正。
(4)Argo浮标轨迹资料
澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSRIO)的Ann Gronell博士介绍了确定APEX型浮标上升和下沉时间与位置的方法,其研究成果可以用来更为精确地估算中层流速。
Brain King教授介绍了Argo浮标轨迹资料的处理现状。他指出,目前Argo浮标轨迹资料还存在一些问题,如有些轨迹文件中的浮标漂移深度(Park Pressure)与浮标元数据文件中的漂移深度相差较大,有些轨迹文件中无法确定浮标是否搁浅,而有些文件中存在时间上的错误,需要重新处理Argos 原始信息。但是,目前还没有计划如何来确保各资料中心提供的轨迹文件的正确性,似乎需要对Argo轨迹文件进行统一的检验。
(5)数据格式
虽然Argo观测数据及质量控制符已基本形成统一的格式,但在元数据、技术文件和历史参数等方面仍存在不统一或错误,需要各国Argo资料中心尽快解决。 T Carval博士和Claudia Schmid女士介绍了元数据、弹跳式剖面(bounced profile)以及溶解氧数据中存在的一些格式问题,有些问题确实解决起来比较棘手。如有些浮标装载了观测表层温、盐度的传感器,其观测到的近表层温盐 压数据如何存储到当前格式的netcdf文件中,用户如何区分?这些问题在会上很难形成统一的意见,需要会后进行讨论。
(6)参考数据集进展
法国Ifremer的Coatanoan女士和美国斯克里普斯海洋研究所的Diggs博士分别介绍了Argo参考数据集和CTD参考数据集的收集和质量控 制情况,这些质量控制后的数据集对Argo资料延时模式质量控制十分重要。南大洋的CTD资料仍相当缺乏,需要与主要调查负责人(PI)建立相互间信任关 系,以收集更多的CTD资料。
(7)其他议题
与会代表利用会议间隙现场参观了CLS公司接收和处理Argos卫星资料的过程,该公司的代表还在会上介绍了Argos-3卫星的详细情况。目前,已有两 颗第三代Argos卫星在运行,分别由美国和欧洲发射。利用Argos-3卫星的Argo剖面浮标正在研制,Ifremer、Webb研究公司和美国华盛 顿大学都将参与到Argos-3卫星试验中,他们将组装11台Argo浮标进行测试,预计新的浮标将把停留在海面的时间减少到30分钟以内。
会议还确定明年的第十一次国际Argo资料管理组会议将由位于汉堡的德国水文调查局(BSH)承办。
三、体会与建议
本次会议围绕Argo资料实时/延时模式质量控制、数据格式及存在的问题等议题展开了交流和讨论,其目的是尽可能地提高Argo资料的质量以及使得 资料便于用户使用,同时督促各国Argo资料中心能按照资料管理组的要求去处理和管理Argo资料。参加本次会议后的主要体会有:
1、压力传感器“微泄漏”带来的资料质量问题亟待解决
自今年5月国际Argo信息中心向全球Argo浮标用户转发了来自美国海鸟公司致Argo用户的公开信以来,Druck压力传感器“微泄漏”问题已引起了 各国的重视,在停止投放浮标的同时,都在等待传感器厂家提供解决方案和替代品,如何对出现微泄漏故障的浮标观测资料进行质量控制,是Argo资料管理组目 前面临的最大挑战。值得庆幸的是,美国华盛顿大学Steve Riser教授所在的实验室在这之前已经发现了该问题,并且通过对已经投放的不同类型浮标进行了统计分析,力求获得合适的校正方法。
2、新型浮标给资料管理带来困难
国际Argo计划当初设计的观测要素为海水温度和盐度,但当前越来越多的传感器被加载到浮标平台上,如溶解氧、叶绿素、PH、雨量、硝酸盐及表层温盐度等 等,有些浮标的观测方式比较特殊(如弹跳式浮标),这些观测资料如何存放到目前的netcdf文件中,是否要为每个观测要素新增变量名称,将给Argo资 料管理人员带来困难。频繁更改资料格式将不利于Argo资料格式的统一,且增加各国Argo资料管理人员的工作难度。国际Argo计划的核心任务是观测全 球大洋0-2000米水深的温、盐度,新型传感器和浮标的投放不应该威胁到该核心使命。所以,国际Argo科学组应尽快确定如何应对这些新观测要素。
3、提高Argo浮标轨迹资料质量
Argo浮标的轨迹资料质量对于估算中层流非常重要,目前使用的一些方法已经能相当精确地估算浮标的露头和下沉位置。但是,一些轨迹文件中仍存在错误的信 息,且一些国家资料中心提供的浮标元数据包含错误或信息不完整,影响了中层流的精确估算。尽管早在几年前成立了Argo轨迹资料小组,但似乎其工作成效并 不显著,该小组应尽快行动起来,给出轨迹资料存在错误的浮标列表,并提供错误的类型、如何解决等信息,供各Argo资料中心进行质量控制。
4、我国Argo资料管理水平还尤待提高
中国Argo实时资料中心多年来承担我国Argo浮标数据的接收、处理和分发等工作,是国际Argo计划10个有能力向全球Argo资料中心实时上传 Argo数据的资料中心之一。但由于缺乏专项经费的支持,使我国的Argo资料管理明显落后于其他国家,至今还没有开展浮标压力校正和轨迹质量控制等方面 的工作,更不用说向国际Argo科学组和Argo资料管理组推荐如从事Argo资料质量控制、Argo浮标轨迹资料开发利用等方面的领军人物。
为此,建议国家科技部、国家海洋局和国家自然科学基金委员会等部门对我国Argo资料的管理工作给予高度重视和大力支持,有必要把中国Argo实时资料中 心纳入业务化系统中,使我国在Argo资料质量控制和管理方面与其他Argo计划成员国能齐头并进,同时为我国海洋与气候研究积累长期、高质量的Argo 资料奠定坚实的基础;同时能继续为国际Argo计划的发展做出中国科学家的贡献。另外,我国近年来几乎每年都派调查船赴南极进行科学考察,积累了不少南大 洋CTD调查资料,这些资料对于Argo浮标资料的延时模式质量控制是十分宝贵的。但是,由于缺乏与CCHDO等组织的沟通渠道,使得这些资料至今无法通 过正常的渠道提供给国际Argo资料管理组。因此,建议中国Argo计划协调小组与极地中心相关部门进行沟通,以获取这些资料,并能与国际Argo计划办 公室取得联系,以便向国际Argo资料管理组提供南大洋的CTD资料,为国际Argo计划做出贡献,同时提高我国在国际Argo计划中的声誉。