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第十五次国际Argo指导组会议在加拿大哈利法克斯顺利召开

编辑 :中国Argo实时资料中心    时间 :2014-04-02 16:34:49    访问次数 :
       第十五次国际Argo指导组(AST-15)会议于2014年3月17-20日在加拿大新斯科舍省哈利法克斯市(Halifax)举行,会议由哈利法克斯海洋研究所承办。应会议组委会的邀请,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实时资料中心许建平研究员和刘增宏副研究员出席了本次会议;应邀出席会议的中国代表还有国家海洋局国际合作司郑蕊女士。现将会议情况简要总结如下:

 

一、会议概况

       根据会议执委会于17日修订的AST-15会议的日程安排,全体代表会议于18日上午9时在哈利法克斯市世贸会展中心(World Trade Convention Centre,WTCC)正式拉开序幕,来自世界上12个国家(澳大利亚、加拿大、中国、法国、美国、英国、日本、德国、意大利、韩国、印度和南非等)的45名代表参加了本次会议。首先由会议承办方—哈利法克斯海洋研究所执行总裁Jim Halon先生致欢迎辞,他对参加本次会议的各Argo成员国代表表示热烈欢迎,并扼要介绍了哈利法克斯海洋研究所的基本情况;接着,由国际Argo指导组联合主席,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教授共同主持了历时三天的国际Argo指导组年度会议。会议围绕Argo计划实施进展、Argo数据管理与资料应用,以及浮标技术等12个议题进行了广泛交流和热烈讨论,并形成了多项决议。为了增进用户与浮标、传感器和卫星定位与通讯等生产或服务商之间的联系,会议第一天还邀请美国Teledyne Webb和Seabird、法国NKE和CLS、加拿大Metocean和RBR,以及日本TSK等公司的代表参加了会议。这是历届AST指导组会议以来,首次邀请浮标、传感器和卫星定位与通讯等生产或服务商派代表参加会议,以便共同探讨和解决在Argo观测网建设和资料管理中遇到的相关技术问题。

 

二、会议主要议程与讨论要点

       1、 国际Argo计划实施进展

       国际Argo信息中心(AIC)协调员Mathieu先生介绍了2013年度国际Argo计划的实施进展情况。他通过大量的统计图表显示,目前在全球海洋上正常工作的剖面浮标主要有30个国家布放,而实际参与全球Argo实时海洋观测网建设的国家多达38个,其中12个国家维持了Argo观测网中约95%的浮标,而一些国家主要以提供船只协助布放浮标的形式参与。为了实现在AST-14会议(2013年3月)上提出的由“核心Argo”向“全球Argo”扩张的目标,需要在全球海洋中布放更多的浮标,即由原来的3000个增加到4000个。然而,2013年实际布放的浮标数量却比2012年有所减少,约869个,好在由于浮标寿命的增加,观测网中的浮标数量还算稳定。就最近两年而言,美国、法国、澳大利亚、意大利和英国等国家在海上工作的浮标数量比较稳定或有所增加,而日本、德国和加拿大等国的浮标数量却呈下降趋势。为此,他提出各国需要在目前布放浮标数量(约800个)基础上,再增加10-20%,即达到每年布放约1000个浮标,才能确保Argo最初设计的目标(3000个浮标),并最终实现“全球Argo”观测网(维持4000个浮标)的建设目标。为了加强Argo官方标签的使用管理,他提出Argo标签只能用于参与国际Argo计划(即观测资料共享)的浮标上,而使用该标签的浮标负责人应遵循七点“Argo最佳做法”,即国际合作、联合国框架下的透明应用并尊重国际法规、免费且无限制的数据交换、标准化数据分发、仔细保护并回收搁浅浮标、遵循JCOMMOPS的原则对浮标和布放计划进行注册登记,以及统一浮标采样和循环观测周期等。同时,AIC正在制作“Argo许可证”,并提供给各国Argo计划负责人使用。

       美国伍兹霍尔海洋研究所的P.E.Robbins博士通过对目前全球海洋中Argo浮标的覆盖率分析发现,在西边界流区和南极绕极流区Argo浮标的覆盖率并不理想,主要与这些海区存在强海流导致浮标很快漂走有关。为此,他提出如果能弄清楚浮标布放海区的流函数分布,就能预测浮标布放后会往哪里漂移,从而有助于浮标的优化布放。

       意大利OGS的Pierre-Marie Poulain先生报告了过去一年中,各成员国在全球主要边缘海(如墨西哥湾、红海与波斯湾、东海/日本海/朝鲜海、南中国海、北欧与波罗的海和地中海与黑海等)布放Argo剖面浮标的情况。报告表明,在全球主要边缘海中,活跃的Argo剖面浮标数量已经达到160个左右,其中在墨西哥湾(8个)和红海与波斯湾(约10个)的约18个浮标,主要由美国Argo布放;在东海(日本海或朝鲜海)的约40个浮标,主要由韩国Argo布放;北欧与波罗的海(约30个)和地中海与黑海(>60个)的大约90个浮标,主要由欧洲Argo和美国Argo共同布放;而南中国海的8个浮标则由美国海军布放。

       法国海洋研究开发院(IFREMER)的P.Y.Le Traon博士则专门介绍了大西洋观测系统以及国际Argo和欧洲Argo在其中扮演的角色。2013年5月,欧盟、美国和加拿大在爱尔兰发起了大西洋海洋研究联盟,目的是通过合作建立大西洋综合海洋观测系统,而欧洲Argo计划在该系统中将为推动“核心Argo”向深海和生物化学Argo拓展作出贡献,目前已经获得了约150个深海和生物Argo浮标的资助。欧洲Argo计划将分两个阶段实施(其中第一阶段为2012-2015年),目标是维持国际Argo计划中四分之一的浮标数量。截至2014年2月,欧洲Argo计划在全球海洋中共拥有624个活跃浮标。几年来,欧洲Argo计划每年投放的浮标数量已经超过200个,但离每年250个浮标的目标还有一定差距,预计到2015年才能达到这个目标(250个浮标)。同时,欧洲Argo也正在筹划建立一个机构来更好地协调和统一欧盟各国的活动,从而为国际Argo计划作出更多贡献。

       2、各国Argo计划执行情况

       根据国际Argo指导组的要求,有十六个国家(澳大利亚、加拿大、中国、荷兰、法国、德国、希腊、印度、爱尔兰、意大利、日本、挪威、波兰、南非、英国和美国等)在本次会议召开前提交了16份国家Argo执行情况报告,详细报告了2013年度各国Argo计划的实施现状、国家对Argo投资的当前水平和展望、下一年度浮标布放计划、Argo资料在国家层面上的研究和业务化应用情况与对Argo区域中心的贡献、希望由Argo指导组考虑和解决的涉及Argo国际运行的问题、各国过去一年上传到CCHDO网站上的CTD航次资料数量与位置,以及各国科学家在过去一年里利用Argo资料发表的所有论文清单及利用Argo资料发表的博士论文情况等。

       从上次Argo指导组会议(AST-14)开始,决定每次会议选择2-3个国家口头报告本国Argo计划的最新进展情况,并接受与会代表的提问。本次会议分别由加拿大和法国的代表介绍了所在国的Argo实施进展及未来展望。加拿大Argo计划正面临缺乏经费资助的困境,不但目前没有持续项目的支持,而且今年的财政年初也没有下拨经费的计划,也许要到8月才能获得一些经费购置浮标(往年最多40万加元)。目前已经确定在冰覆盖海区布放4-5个浮标,其中7月份在巴芬湾布放2个生物Argo浮标,在波弗特海布放2-3个极地海区剖面系统(POPS浮标)。法国Argo计划的国家资助力度则要强得多,每年可以布放60-65个浮标,其中IFREMER资助50个,法国海军水文与海洋服务中心(SHOM)资助10-15个浮标。另外,在2012-2019年期间,每年还可以研究项目形式获得15个以上浮标的资助。2013年共布放了81个浮标。法国Coriolis资料中心还为其他7个欧洲国家处理Argo浮标资料,并建立了全球Argo资料中心。法国Argo的长期目标是,在未来十年内保持每年70-80个浮标的布放数量(即维持国际Argo计划年布放浮标总数的10%),在维持“核心Argo”计划的同时,向深海和生物Argo领域拓展。

          3、Argo数据管理问题

          国际Argo资料管理组联合主席、来自法国海洋开发研究院(IFREMER)的Pouliquen女士报告了2013年在英国利物浦召开的第十四次国际Argo资料管理组会议(ADMT-14)的反馈信息。她指出,目前国际Argo资料管理组正致力于减少实时Argo数据的延迟和升级数据格式至3.0版本(以便处理使用铱卫星和Argos-3卫星产生的浮标任务更改,分离表层和次表层剖面数据,提高轨迹数据质量以及容纳新的观测参数等),针对深海Argo剖面浮标的观测资料和近表层温度观测资料的质量控制操作过程也在研究中。各国Argo资料中心正在或计划更新现有的Argo数据文件,但各自的进度并不一致。最后她介绍了在ADMT-14次会议上及会后有关如何存储生物Argo观测资料的讨论结果,大部分资料中心由于担心生物Argo会对核心Argo数据产生影响或冲击,更愿意把核心Argo和生物Argo的数据分离开,而法国和英国的资料中心以及生物Argo科学家们则更希望把两者合并在一起提供给用户。

       美国斯克里普斯海洋研究所的Megan Scanderbeg女士介绍了自AST-14次会议以来,Argo轨迹数据文件升级的进展情况。3.0版本的轨迹文件格式已经正式列入到最新的用户手册中,资料管理组已经一致同意每个浮标的轨迹数据需同时包含实时和延时文件,而生物Argo浮标的轨迹文件还需把“核心Argo”和生物Argo分离开来,即形成“核心Argo”和生物Argo的两个浮标轨迹文件。目前,英国Argo资料中心(BODC)和澳大利亚资料中心(CSIRO)已经开始向全球Argo资料中心(GDAC)提供3.0版本的轨迹文件,但大部分资料中心仍致力于升级剖面文件和元数据文件,对轨迹文件的升级还没有开始。她还例举了各国资料中心提交的轨迹文件中存在的错误信息,导致无法正确估算中层流速,为此要求各资料中心对轨迹文件做进一步的检查和质量控制,以便消除这些错误的信息。

       斯克里普斯海洋研究所的Steve Diggs博士还介绍了Argo CTD参考数据集的更新进展情况。在过去的一年中,许多国家的Argo资料中心累计提交了4490条CTD剖面进入参考数据集中,其中日本就提交了1160条。为了增加参考数据集中CTD剖面的数量,提高Argo延时模式质量控制后的精度,他建议各国PI尽可能向CCHDO提交更多的CTD资料,同时应说明这些资料是仅用于Argo资料的校正,还是可以向其他用户开放。

       4、Argo资料的科学应用

       根据AST会议的惯例,每次会议将邀请2-3名代表作有关Argo资料科学应用的报告。本次会议邀请加拿大环境部的Greg Smith博士和加拿大Bedford海洋研究所的Igor Yashayaev博士分别作了有关Argo资料同化进入全球耦合海-气-冰模式,以及基于Argo资料研究拉布拉多海对流和环流的学术报告。从他们的报告中可以看到,Argo资料在业务化海洋预测、预报中已经得到了较好的应用,其长时间序列的资料积累对提高预测和预报的精度起到了明显的作用。

       接着,从美国斯克里普斯海洋研究所Megan Scanderbeg女士的报告中可以看到,Argo资料已经在区域海洋学研究中得到广泛应用,并成为科学家们研究海洋环流和揭示海洋现象及其新特征的有效工具。自1998年以来,全球科学家发表与Argo有关的论文数量已达1584篇,其中2010年以后,发表的论文数量都在200篇以上,到2013年达到287篇。这些论文主要有来自世界上30多个国家(如阿根廷、澳大利亚、巴西、加拿大、智利、中国、丹麦、裴济、法国、德国、希腊、印度、印度尼西亚、爱尔兰、意大利、日本、韩国、荷兰、新西兰、挪威、俄罗斯、沙特阿拉伯、南非、西班牙、瑞士、土耳其、英国、乌克兰和美国等)的科学家所做出的贡献,其中贡献在50篇以上的国家有6个(美国、中国、日本、法国、英国和澳大利亚等)。美国科学家发表的论文数量在400篇以上,名列第一;中国约200篇排名第二。这些论文发表在国际16种主要学术刊物上,其中大约1/4的论文发表在JGR(200篇以上)、GRL(150篇)和JPO(100篇以上)等核心刊物上。且在Nature和Science等国际顶尖学术刊物上,发表的与Argo资料应用研究相关的论文也分别有11篇和10篇。

       5、Argo浮标技术进展

       来自法国、美国和日本等国的代表分别介绍了深海、生物、空投型等新颖剖面浮标研制的进展情况。美国华盛顿大学海洋学院Steve Riser教授介绍了其实验室与美国海鸟公司组装生物化学Argo浮标的情况,新的传感器能观测包括溶解氧、硝酸盐、叶绿素和pH等海洋生物和化学要素,他还展示了这些新颖浮标的一些观测结果,并分析了加装各种新型传感器后电池能量的使用情况。他们计划于2014年3-5月期间,在南大洋P16断面上布放16个生物化学Argo浮标,同时还从美国基金委申请到了一笔经费,将在未来6年内在南大洋布放200个此类型浮标。法国Villefranche海洋学实验室的Claustre教授则介绍了PROVOR CTS4、CTS5型及PROVBIO2型浮标的测试和研制进展情况,这些浮标同样加装了叶绿素、硝酸盐等新型传感器,进行了海上测试,并通过与现场实测或历史观测资料的对比来验证这些传感器的工作性能。而最新研制中的PROVOR CTS5型浮标具备了多方面的技术改进,如能满足特殊用户的载重需求、新的工具能更好模拟浮标运行、具备更大的内存和采用RUDICS传输方式,以及能自动进行压载(具备更大的载重能力)等。

       美国华盛顿大学海洋学院Steve Riser教授和日本东北大学Toshio Suga教授还分别介绍了深海APEX型和NINJA型浮标研制的最新进展。美国Teledyne WEBB研究公司在2013年布放了1个6000米深海APEX型剖面浮标进行测试,该浮标装载了SBE41型CTD传感器,计划于2014年6月在新西兰附近海域再布放1个6000米深海浮标,将装载专门为深海浮标设计的SBE61型CTD传感器,其观测精度与SBE41 CTD相当。SBE61型CTD传感器为美国海鸟公司最新研制的产品,为了验证该型传感器的工作性能,计划于2014年6月16-25日搭载新西兰水和大气研究所(NIWA)的“Tangaroa”号调查船在新西兰附近海域进行现场测试,将使用船载SBE9/11、SBE35型CTD仪与SBE61型CTD仪进行比较观测。日本的深海NINJA浮标由TSK公司研制,最大观测深度为4000米,采用SBE41CP型CTD传感器,能在极地冰覆盖海区观测,使用铱卫星通讯,其电池能量能维持浮标工作1年以上。自2012年以来,他们已经在太平洋和南大洋布放了7个深海NINJA浮标,其中1个浮标(2012年布放)已经观测了84条CTD剖面(包括53条深海CTD剖面)。

       美国伍兹霍尔海洋研究所的Steven Jayne先生介绍了与美国MRV系统公司合作开发的一种空投型剖面浮标(称为ALAMO型浮标)的研制进展。该型浮标的重量仅10公斤,最大工作深度为2000米,使用铱卫星通讯,其工作寿命预计可观测100-150条剖面,同时还加装了观测海面波浪的传感器,可在飓风或台风来临时通过NOAA的飞机进行快速投放。

       需要指出的是,尽管本次会议首次安排了用户与浮标、传感器和卫星定位与通讯等生产或服务商代表的交流,希望能共同探讨和解决在Argo观测网建设和资料管理中发现的相关技术问题。正如国际Argo计划办公室主任Howard Freeland教授指出的那样,随着不同类型Argo剖面浮标及新型传感器的成功开发,不可避免地带来各种技术问题,所以有必要邀请制造商代表与浮标用户进行互动对话,使制造商能更好地了解用户的需求,以及使用过程中发现的问题。在交流过程中,各国代表纷纷提出了有关浮标通讯、定位和传感器等无法正常传输数据或无定位信息,以及缺少某个要素的观测剖面数据等由硬件产生的问题,且把主要问题集中在数据解码没有统一的编码格式上,即不同类型的浮标由于使用不同的编码格式,使各国Argo资料中心不得不花费很多人力和物力开发不同的解码软件,如美国AOML资料中心编写了约100多种针对不同类型浮标的解码程序。面对该问题,浮标制造商似乎也没有给出满意的解决办法或方案,最终在会后也没有形成相关决议。但通过这次接触和交流,至少加强和沟通了用户与浮标、传感器和卫星定位与通讯等生产或服务商之间联系的渠道,一些技术问题和用户的反馈意见与建议得到了仪器设备研制方的重视和采纳,这势必会对提高浮标和传感器的性能和观测精度等起到积极的作用。

       此外,本次会议还第一次在会议期间(时间:2014年3月19日19-21时;地点:世界贸易和会展中心)安排了2个小时的公开演讲(或科普讲座),由国际Argo指导组的两位联合主席,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天气与气候研究中心的Susan Wijffels教授,共同以“Argo:跟踪全球海洋的脉搏”为题做了一场精彩的报告,吸引了来自新斯科舍省哈利法克斯市当地大学和研究所的科研人员、研究生,以及部分中学生、市民和出席本次会议的各国代表近百人到场。听众与台上、台下的各国Argo专家还进行了互动交流,既向公众普及了Argo及其相关海洋知识,也使与会者感受到了公众对Argo的陌生和海洋知识的渴望,认识到作为一名科学家和海洋工作者,有责任利用各种场合向公众普及科学知识。国际Argo计划办公室主任Howard Freeland教授表示将会考虑在今后的国际Argo指导组年会期间推广这种做法。

 

三、体会与建议

       历时四天的会议,各国与会代表围绕Argo计划实施进展、数据管理、浮标技术发展等议题进行了交流和讨论,会议取得了圆满成功。最后,应法国代表的盛情邀请,决定下一次AST年议(AST-16)将于2015年3月在法国布雷斯特市(Brest)举行。

       通过本次会议,得到以下几点认识和体会:

       1、Argo团队与仪器设备研制商的沟通和交流十分必要

       Argo浮标和传感器的性能决定了国际Argo计划能否有效实施和维持,浮标和传感器的质量对各成员国经费的投入产出比至关重要。本次会议邀请了多家浮标和传感器制造商参加,在听取国际Argo计划最新进展的同时,与各国代表和PI们进行面对面的交流,使他们切身体会和了解到了浮标用户的具体要求,以及用户在使用各类浮标过程中遇到或发现的各种问题,以及用户对浮标或传感器的最新需求等,无疑对促进Argo浮标技术的发展及提高浮标和传感器的性能具有积极的意义。为此,建议国内的剖面浮标研制单位能充分利用这种难得的学习和交流机会,积极派技术人员参加此类会议,以便更好地了解国际上剖面浮标技术的发展趋势,尽快纠正我国剖面浮标研制中存在的误区(如国际上一直在致力于开发研制从2000米水深到4000米,甚至6000米水深的深海型剖面观测浮标,而我国却在盲目地研制1000米,甚至500米水深的浅水型剖面浮标,其观测资料的精度和质量可以说并无实际使用意义),集中技术力量研制具有自主知识产权的国产深海型剖面浮标,并达到国际Argo计划的技术性能要求和商业化生产的目标,从而为中国Argo区域观测网建设,乃至全球Argo实时海洋观测网建设做出真正意义上的贡献。

       2、国际Argo计划由“核心Argo”向“全球Argo”扩张势不可挡

       早在2012年3月于法国巴黎召开的AST-13会议上,国际Argo计划就已经决定将“核心Argo”计划向“全球Argo”拓展,即向生物、地球化学等学科,以及深海(>2000米)、边缘海、两极海区和西边界流区等海域扩张,而且很多国家,特别是欧盟各国和美国已经陆续在付诸实施。法国IFREMER的科学家们已经在PROVOR型浮标上加装了各种生物、化学传感器,进行了多次现场试验并开始正式布放;2013年11月,美国斯克里普斯海洋研究所已率先在赤道太平洋海域布放了一批(39个)使用铱卫星通讯的SOLO-II型Argo剖面浮标,其布放密度为1.5º左右(核心Argo计划只要求布放浮标的密度或间隔为3º,约300公里)。该批浮标的布放,可以看作是“核心Argo”向“全球Argo”扩张计划的正式启动。在本次会议的议程上,可以看到还首次增加了有关“完成全球任务”的议题,专门就季节海冰区、边缘海、深海Argo、西边界流区和赤道洋区等海域布放剖面浮标的情况展开研讨。可以看到,目前在全球主要边缘海(如墨西哥湾、红海与波斯湾、东海/日本海/朝鲜海、南中国海、北欧与波罗的海和地中海与黑海等)中活跃的Argo剖面浮标数量已经达到了160个左右,其中在南中国海就有8个,而且主要由美国海军在主导和维持南海的Argo局域观测网。

       3、我国Argo计划进展步履维艰

       中国Argo计划虽然已经组织实施了十多个年头,但只是通过研究项目的形式获得少量资助,至今仍未被纳入业务化系统,缺乏长期的投入或业务化运行经费的支持,布放浮标的数量(仅占全球海洋中活跃Argo浮标总量的2.5%)与我国的经济总量和海洋大国的地位极不相称。至今,我国还未参与太平洋Argo区域中心的任何活动;作为国际Argo计划的重要成员国,也没有很好地履行提交船载CTD剖面用于Argo延时质量控制参考数据库建设的责任和义务,2013年我国提交CTD剖面的数量为“零”,而同时期日本提交的CTD剖面达1000多条;美国、法国、日本和加拿大等国家近十年内已经开发研制了近20个类型的剖面浮标,其中有8种浮标已经得到广泛应用,而我国相关海洋技术研究机构开发剖面浮标的历史也已长达十年之久,但至今却未见国产剖面浮标成功应用的先例。在国际Argo计划由“核心Argo”向“全球Argo”扩张的大背景下,强烈呼吁国家相关部门能高度重视我国Argo大洋观测网建设的现状,并能尽早将其纳入业务化运行的轨道,在浮标布放和资料处理等方面给予长期、稳定的经费支持,彻底改变目前仅靠研究项目短期支持的尴尬局面。

       需要强调的是,目前“核心Argo”向“全球Argo”拓展已是大势所趋,地中海、黑海、墨西哥湾、日本海/东海、挪威海和南海等典型边缘海区域都已有Argo浮标布放。就南海而言,虽然目前只有美国海军一家借Argo计划的名义在南海公共水域(或水道)布放少量Argo浮标(被称作“准Argo计划”),但在当前的形势下,则可“名正言顺”地成为“全球Argo”的一部分,而其它边缘海区域大都由周边国家的Argo计划在组织布放。然而,中国Argo在自家门口却无声无息,希望能引起相关部门的高度重视。

       针对我国在大型国际合作调查计划中遇到的各种问题,如果不能及时应对与处理,显然会影响到我国的声誉,甚至可能会损害到国家利益,建议相关部门能尽快重启“中国Argo计划协调小组”的活动,组织召开协调会议,就如何应对国际Argo计划向边缘海扩张,特别是涉及到南海布放浮标和建立区域中心等敏感问题,研究并制订相应的对策和措施,以积极的姿态继续参与国际Argo计划的组织和实施,充分发挥一个国际Argo计划成员国和海洋大国的应有作用,为我国科学家理直气壮地参与大型国际合作调查项目,也为我国应对全球气候变化积累广阔海洋上更长时间序列的物理海洋和生物、地球化学等环境要素资料奠定坚实基础。