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国际合作

第十一次国际Argo资料管理组会议在德国汉堡顺利召开

编辑 :中国Argo实时资料中心    时间 :2010-10-25 21:59:00    访问次数 :

一、会议概况与讨论要点
        第十一次国际Argo资料管理组会议于2010年10月20-22日在德国汉堡举行。本次会议由德国海洋与水文地理局(BSH)海洋学部 门的Pr Bernd Brügge博士主持,来自世界上10个国家和25个团体的39名代表出席了此次会议,我国代表因获得签证时间太晚的原因而未能出席会议。
        本次会议的讨论要点主要包括:回顾上次会议决议关于改进实时数据流的执行情况;表层压力订正情况;延时模式质量控制现状及积压工作的进展情况;Argo观测网的发展及数据系统的演变;Argo区域资料中心的进展状况等。

1、来自Argo科学组会议的建议
        国际Argo科学组联合主席Susan Wijffels博士首先介绍了第十一次国际Argo科学组会议的讨论结果。
        2009年海洋观测大会(OceanObs 2009)高度强调了Argo观测的成功,且其成功不仅在于它藉着国际合作手段而达到观念上的一致以及具体执行上的成功,而且在于Argo资料系统正为 GOOS/GCOS设定一个新的标准。该会议指出,深度大于2000m的深海区域、被冰覆盖的海域以及海洋化学和生态系统方面信息的收集,将作为未来大范 围观测系统发展的主要目标。
        延时模式资料质量控制的改进被认为是一个重要的进展,并且反映了延时模式质量控制已经到达了成熟阶段。第十一次国际Argo科学组会议还认为有必要继续收集实时的、高质量的CTD资料,从而帮助校正Argo浮标数据。
        此外,科学组会议对即将离任的Argo联合主席Howard Freeland对Argo计划所作出的巨大贡献表示了感谢。

2、Argo计划现状及与用户的联系
        国际Argo资料管理组主席Sylvie  Pouliquen女士回顾了上次会议以来决议的执行情况,并指出,有22项决议在过去的一 年里进展良好,有16项仍在持续执行当中,而有4项还未开始执行。她还指出,由于各资料中心缺少足够的人力资源,在诸如轨迹、溶解氧等资料的处理上进展不 大。
        Argo信息中心(AIC)技术协调员Belbeoch先生介绍了Argo计划的现状。他指出,Argo计划仍然受到资金的困扰,欧洲各 国不断地加入Argo计划将成为该观测网能持续生存的关键。此外,南美洲以及非洲地区新合作者的出现将有利于区域性观测空白区Argo浮标的填补,并提升 Argo计划的国际支持。他强调目前浮标数量只达到科学组会议起初要求的85%,而浮标观测的空白区主要位于南半球。
        由于Druck传感器问题,2009-2010年浮标的布放数量明显减少,Argo观测网也开始衰退。如果CTD传感器的供应在2011年能够恢复,那么是否选择统一的生产商将成为Argo计划需要考虑的一个问题。
        Belbeoch先生在会议上还指出,所有布放的浮标在数据分发前应当在AIC登记,以便能更好地获取来自用户有关数据质量等方面的反馈信息。
        JCOMMOPS正准备在12月9-23日从南非德班到马达加斯加南部之间的海域布放一批浮标,以填补该海域的浮标空白。

3、实时资料管理
        3.1  GTS运行状况
        ISDM(起初称为MEDS)通过GTS接收来自以下7个地方的TESAC格式的Argo数据:AMMC (澳大利亚)、CWOW (加拿大)、EGRR(埃克塞特)、KWBC & KARS (华盛顿 &兰都弗)、LFPW (图卢兹)、RJTD (日本)、RKSL (首尔)。约91%的Argo数据在24小时以内发布到GTS上。每个月能接收到约9000条Argo剖面信息,重复剖面和温盐度缺失的情况比较少,但接 收到的数据的观测时间与各资料中心提交的netcdf格式文件中的观测时间存在一定的差异,这种差异从分钟到小时不等。
        ISDM同样接收BUFR格式的Argo数据,分别来自:RJTD、 CWOW 和 LFPW (2009年12月开始),KWBC(2010年10月底开始)。BODC、CSIRO 和Coriolis Argo数据中心正计划将他们的数据以BUFR格式发布到GTS上。BUFR格式数据包含的信息要比TESAC格式的少。
        3.2  GDAC的异常状况
        Coriolis数据中心每天都对21天以内的数据进行实时客观分析(ISAS)。经检查确定后,将数据发布到中心网站上,并且用户可经ftp下载(地址:ftp://ftp.ifremer.fr/ifremer/argo/etc/ObjectiveAnalysisWarning)。每个月有不足10条信息被发送到各个数据中心。尽管部分的数据中心(CSIRO, MEDS, BODC)已经将意见反馈给Coriolis数据中心,但并非所有的数据中心都在执行这项工作。AOML正在开发一个能读取浮标信息并能修正观测标记的程序。
        今年发现的主要异常在于:盐度漂移、最后(最初)一个观测值中出现的损坏数据、异常盐度值、部分剖面的损坏数据(问题传感器)、错误的数据质量控制以及(或)错误的位置控制等。
        3.3  密度检测
        Virginie Thierry和Catherine Lagadec先生提出了密度逆变检测的问题。他们的研究指出,在许多例子中,许多好的数据被标记成了坏数据,因此,他们提出了一种临界值方法来宽松密度 上的检测,并认为,2db的数据有可能进一步加重这个问题。
        但如何确定这个临界?它是否具有区域性?CSIRO将利用CTD资料来确定这个临界值;Birgit先生将在挪威海检测这个临界值;而Sam Jones先生将在南半球检测这个临界值。
        3.4近表层数据的实时质量控制
        NEMO型浮标观测2-2000dbar水深范围内的PTS数据。CTD泵从5-10dbar
开始观测,并且CTD泵刚开始观测时获取的盐度值并不可靠,因此,其值在实时数据信息中将被标记成3。在许多的剖面文件中如何描写泵的状态将成为一个议 题。一些Provor型浮标提供非泵抽取的近表层盐度,其在实时数据中被标记为1,而在延时模式中被标记为4。Annie Wong女士指出,使用SBE传感器不可能在无泵的情况下获取数据。由于只是部分浮标存在这样的问题,因此在解码时,这些数据应被剔除掉。

4、压力订正
        Argo GDAC在10月5日已经给出了Argo NetCDF剖面文件中对压力漂移问题改进的一系列进展情况的报告。所有开始的变量名为“PRES_SurfaceOffset"的技术文件都必须进行压 力校正。对于一些没有自动校正功能的浮标,如APEX浮标,则假设第n个循环的校正是从第n+1个循环表层压力(SP)的读取开始的。所有的Provor 型浮标、NEMO型浮标以及绝大多数的SOLO型浮标被认为具有自动校正功能,且其第n个循环的压力校正为SP(n+1)-SP(n)。
        建议所有具备自动压力校正功能的浮标使用PRES_SurfaceOffset作为其变量名,以区别于不具备自动压力校正功能的浮标数 据,为用户在使用剖面文件时提供一个更加清楚的标记。         在压力订正方面还需要进行的工作包括:弄清楚TNPD的定义;Jeff和John先生要提交他们将于11月份开始的分析结果(目前还存在 许多错误信号);截止2010年底,还未清除技术文件以及还未重新处理APEX TNPD文件的APEX小组,科学组联合主席将直接发邮件通知他们。

5、ADMT10会议以来参考数据库的改进状况
        5.1  ADMT-10会议以来执行情况的总结
        2010年2月开发了一个新的参考数据库,该版本数据库是建立在WOD2009数据库基础上的,且对1990年以前的数据经过了整合,进 一步的质量控制由Coriolis资料中心完成。另一个新版本的数据库正在开发中,可能在2010年底完成。Jan Reissmann和Marek Stawarz先生收集到的关于重复和无效数据对的反馈意见将有助于该版本的提升。Coriolis资料中心还致力于科学家和CCHDO提供的最新的 CTD数据的整合工作。
        5.2  CCHDO-NODC进展
        S Diggs博士指出CCHDO为加快速度获取更多CTD数据而开展的工作。CCHDO的策略是成为一些主要的CTD项目专门的数据负责人,如DIMES项 目、GO_SHIP项目、美国全球海洋碳水文项目以及2年前决定的优先考虑南半球的GETRACES项目。S Diggs和M Belbeoch先生正为此努力争取额外的经费支持。S Pouliquen指出,POGO开展的研究航次与BODC开展的SeaDataNet活动合作将有利于CTD数据的获取。美国NODC同样收集了 2010年新的CTD资料,但还没有提交给Coriolis中心以补充参考数据库。

6、GDAC现状
        6.1  GDACS更新
        Thierry Carval先生报告了GDACS的现状。自动的文件移交、MD5标记生成以及技术文件同步化在今年已经完成。在文件移交中,浮标的多剖面文件以及同步轨道文件得到了更新。
最新数据文件夹格式的修改在两个GDAC中心都已经完成。最新的文件夹不再混合实时和延时数据文件。
        6.2   Netcdf剖面文件中延时模式质量控制格式的检测状况
        10月5日已经完成了对GDAC延时模式剖面文件中出现的错误格式的检查工作,其中除去AOML、Coriolis两个中心文件的检查, 因为这两个中心的数据是在10月13日才下载完毕,截止目前,检查工作更新了1/4的格式检测结果,与1年前相比,标志文件的数量已经下降了25% (~18000 VS ~24000)。此外,与GDAC所有的延时模式文件相比,目前有问题的文件只占总数的3.7%。各数据中心所作出的改进很大,其中BODC 100% 减少了有问题的文件,而另外4个数据中心有问题的文件反而在增加。
        资料管理组会议推荐延时模式负责人以及各数据中心采取J Gilson博士给出的方法修正格式错误:
(ftp kakapo.ucsd.edu cd pub/Gilson/AST11/DMQC_format_check)。
        6.3  与海洋数据网站的联系
        海洋数据网站(ODP)是由IODE最先发起的。它的目的在于将各个数据中心提供的海洋数据通过网络服务联合在一起,从而满足用户各样的 数据需要。既然Argo一直持续地采取各样的质量控制程序来提高其数据质量,那么,使下载Argo数据的用户可以获取最新最好版本的Argo数据是非常重 要的。使Argo资料在ODP上可见,并可以链接到其原始的数据源(Argo GDACs),可以防止用户从一个非Argo数据库(如GTSPP数据库或者WOD数据库)中下载Argo剖面资料,因此,使Argo数据在ODP上可见 将不仅有利于Argo计划本身,并且有利于IODE的发展。

        7、延时模式数据管理
        7.1  积压的延时模式数据处理
        截止2010年5月13日,延时模式数据处理的现状由表1给出。BODC和CSIRO
已经处理了超过95%的有资格进入延时模式控制的文件。这对BODC来说是一个很大的进步。 CSIO和INCOIS仍然维持在85%或者更高的水平。Coriolis,、JMA和 MEDS完成了70%。真正存在问题的数据中心是KMA和KORDI,它们分别完成了55% 和0%。从总体上说,经处理的延时模式数据占有资格进入延时模式处理文件总数的79%,增加这个比例将是Argo数据管理的当务之急。
        如今还面临的问题是如何延时处理没有分配PI的有效的NAVOCEANO浮标的观测数据。此外,这些浮标常被投放在非常复杂的区域从而难以进行延时模式质量控制。美国浮标小组已同意关注此事。
        7.2  区域性资料处理技术的分享
        区域性资料延时模式控制技术的分享已经成为一个长期并显著的议题,并且与会代表一致认为这是一个非常好的分享,而这种分享明显的好处在 于:其他组织在某一特定海域已经获得的技术的分享,可以加快我们的延时质量控制进程;可以揭露出浮标资料时空分布不足的区域以及具有显著自身变化的区域; 帮助延时模式质量控制负责人决定如何在这些海域观测资料的控制上达到一致的意见等。
        比如,在大西洋南半球24°S,DMQC显示盐度漂移在0.01到0.02之间,而早期的浮标剖面与CTD比较之后没有发现存在漂移。
        7.3  Argo质量控制手册的更新
        Annie Wong女士向会议与会人员通知了Argo质量控制手册下一版本的发行。重要的是,在新手册中将加入APEX  TNPD的定义,使之前在解释压力传感器 问题上存在含糊不清的情况得到澄清和确定。新的定义需要强调:a ) TNPD 标记只适用于浮标的部分观测期,而不是整个浮标寿命期;b )大的泄露只是TNPD的一部分。
表1  各国Argo资料中心延时模式质量控制进展统计

8、格式问题
        8.1  BUFR格式:试验阶段的状况
        目前所了解到的各国Argo资料中心BUFR格式资料的上传现状为:CLS、JMA、AMOL和MEDS已经完成;BODC和KMA处于 进行当中;CSIRO已生成信息并发送给了当局,期望GTS在2010年11月分发;Coriolis正在生成信息,其在GTS数据分发上仍然与 MeteoFrance合作。
        8.2  技术文件更新状况
        过去一年中,在技术文件的更新和标准化上已经做了大量的工作并取得了一些实际的进展。我们现在为所有类型的浮标所进行的技术命名超过600个。随着新浮标的生产和投放,这些工作将进一步改进以适应新的需求。
        然而,有些变量需要有更好的定义,并且需要确定是否现在已有的命名可以满足所有的需要。此外,我们还需要评估在未来某个时间内,这些命名是否会失效从而需要被剔除。
        8.3  溶解氧数据二次提交的状况
        Taiyo Kobayashi先生简单介绍了溶解氧数据二次提交的状况。标准程序的报告书已经在2010年8月20日提交,从ADMT网站上可以获得。稍有改动的 1.1版本也已在9月23日提交:COUNTS改动为COUNT…..目前还没有收到反馈意见,但承诺继续改进该报告书。

表2各国Argo数据中心溶解氧数据的采集情况

 

Dac

Have O2 floats?

Status

Date

AOML(美国)

Yes

Not started

ADMT-12

BODC(英国)

No

 

 

Coriolis(法国)

Yes

Underway

ADMT-12

CSIO(中国)

No

 

 

CSIRO(澳大利亚)

Yes

Not started

Very soon

INCOIS(印度)

Yes

Not started

Next March

JMA(日本)

Yes

Not started

ADMT-12

KMA(韩国)

no

 

 

KORDI(韩国)

no

 

 

MEDS(加拿大)

yes

underway

ADMT-12

 
9、由Argo数据得到的轨迹资料
        9.1  ADMT-10会议以来轨迹资料的进展情况
        B King先生报告了法国ANDRO项目取得的进展。表3总结了工作完成的情况以及接下来的计划:处理2009年以前的资料,并建立一个轨迹资料数据库。
表3  各国Argo数据中心轨迹资料的处理情况及计划
        9.2  轨迹文件检查状况
         M. Scanderbeg先生从流的计算角度报告了轨迹文件的状况。从各个Argo数据中心收集到的轨迹文件共约6200个,但各个数据中心在手册中给出的描 述不统一。用户手册中存在的主要区别在于循环次数、循环状态以及位置质量控制变量等,而之前已经统一要求,位置质量控制不需要填充数据,并且,如果这个位 置数据是填充进去的,那么应当标记为“9",如果该位置没有进行质量控制,则标记为“0"。
        各国Argo数据中心在确定轨迹文件的工作上不如修改剖面文件积极,M. Ollitrault 和 J.P. Rannou两位研究人员已经花费了相当大的时间与AOML、Coriolis, JMA 和INCOIS合作清理他们的轨迹文件,与CSIRO的合作清理工作目前还在进行当中。随着剖面文件越来越趋于稳定,并且大部分的工作已经由他们完成,把 工作的重点转移到轨迹文件上明显是正确的。为了开始这一项工作,M. Scanderbeg先生将与各国Argo数据中心联系,以解决发现的错误以及标准不一致等问题。
           9.3   关于新的Argos多普勒卫星位置计算的消息
rgos卫星位置的新处理系统将于2011年初发布,该新的处理系统针对所
有Argos平台,包括Argo浮标。它将降低位置误差,去除反射位置,并提供精确度等系统信息。目前使用的处理系统在位置的计算上采取的是“最小方差"的方法,而新系统将采取卡尔曼滤波的方法来估计位置。

10、Argo区域中心(ARC)会议的反馈
        各区域中心在执行上已经取得了进步,不过大多数区域中心都缺少资金资助,但他们都在尽自己的努力做到最好:已经开发了许多新的产品;在欧 洲,大量围绕欧洲-Argo的活动正在推进;ARC已经建立了一些监测手段并将结果汇报给了AIC协调员;BSH开发了帮助浮标投放计划的软件等。
        此外,2009年11月,有一个关于同化Argo资料的问题被提出,即相比Argo DMQC程序,实时的Argo资料如何自动进行质量控制以便用于业务化的资料同化中。通过与4个国际业务化中心的合作,Jim Cummings先生给出了业务化质量控制的初步分析结果,可通过网址http://lovejoy.nerc-essc.ac.uk:8080/ObsQC/ObsQC.html 查看。

二、会议主要收获与存在的问题
        全球Argo实时海洋观测网经过近十年的发展,Argo资料在不断增加,故其资料质量受到了极大的关注。国际Argo资料管理组会议每年 召开一次,并不定期举办Argo资料延时模式质量控制研讨会以及Argo区域中心会议,目的正是为了解决用户关心的Argo资料质量、格式和新传感器、新 通讯系统投入使用中所遇到的新问题,同时督促各国Argo资料中心按照资料管理组的要求,严格管理Argo资料。纵观本次会议讨论的主要议题,其主要收获 和存在的问题有:
        1、Argo观测网的成功吸引了更多的合作者
        OceanObs09会议高度赞扬了全球Argo实时海洋观测网的成功,其资料的不
断积累以及逐渐趋于成熟的资料质量控制技术,吸引了更多的沿海国和国际组织加入该计划,如许多欧洲国家的陆续加入已成为该观测网持续发展的关键。同 时,Argo观测网自建设以来,南半球海域的浮标密度一直处于比较薄弱的状态,故南美洲以及非洲地区新合作者的加入有效地填补了这些观测空白区,从而提升 了全球Argo实时海洋观测网的覆盖。
        2、 Argo资料质量的不断提升
        从起初的WJO方法到目前使用比较稳定的OW方法,各国Argo资料中心对
提交的资料都进行了有效的质量控制,并且越来越关注现场CTD资料的收集,也为Argo资料的校正提供了更多的保障。此外,性能更稳定的传感器的诞生、 TNPD压力订正方法的提出以及计算Argos卫星位置的新处理系统的开发,使得Argo资料的质量控制技术越来越趋于成熟。当然,新型浮标的出现以及复 杂区域Argo资料的质量控制技术仍处于探讨中。此外,浮标漂移轨迹资料以及生物化学要素实时资料的收集、质量控制技术也愈来愈受到重视。
         3、Argo资料管理仍需大量的人力和物力支持
        随着Argo资料观测范围的不断扩大,如冰覆盖海域、有着复杂变化的区域
性海域,以及承担不同研究课题的Argo资料使用者越来越广泛的需要,如对溶解氧、轨迹、海流等观测数据的需求在逐步增加,而其质量控制技术还不完善,使 得各国Argo资料中心在完成传统的浮标投放以及温、盐度和压力质量控制的情况下,依据现有的人力物力,很难满足用户的更高需求,需要各国加大对Argo 计划的投入力度。