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第十六次国际Argo指导组会议在法国顺利召开

编辑 :中国Argo实时资料中心    时间 :2015-04-09 14:18:09    访问次数 :
       第十六次国际Argo指导组会议(AST-16)于2015年3月18-20日在法国布雷斯特市(Brest)举行,会议由法国海洋开发研究院(IFREMER)和JCOMMOPS联合承办。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实时资料中心刘增宏副研究员和孙朝辉高工出席了本次会议;应邀出席会议的中国代表还有国家海洋信息中心纪风颖副研究员和国家气象信息中心薛蕾副研究员。

       1、会议概况

       根据会议执委会于17日修订的AST-16次会议的日程安排,全体代表会议于18日上午9时在IFREMER召开,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)的近60名代表参加了本次会议。由于会议期间举行了国际Argo信息中心(AIC)主管部门—JCOMMOPS的搬迁仪式(由法国图卢兹搬迁至布雷斯特),所以还邀请了政府间海洋学委员会(IOC)、世界气象组织(WMO)等国际组织的官员出席会议。首先由会议承办方—IFREMER执行总裁François Jacq先生致欢迎辞,他对各Argo成员国代表参加本次会议表示热烈欢迎,并扼要介绍了IFREMER的基本情况。随后,应邀前来参加JCOMMOPS搬迁仪式的世界气象组织空间计划司张文建司长介绍了Argo计划在全球海洋观测系统中发挥的重要作用,并预祝会议取得成功。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(SIO)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13个议题进行了广泛交流和热烈讨论,并形成了多项决议。

IFREMER执行总裁François Jacq先生致欢迎辞

       2、 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2014年度国际Argo计划的最新进展。2015年1月,全球海洋中有3850个浮标正常工作,这些浮标主要由30个国家布放,其中美国、澳大利亚、法国、中国、日本、英国、德国、印度、韩国、加拿大和意大利等10国(按目前仍在海上正常工作的浮标总数排序)的浮标数量占全部浮标的96%以上。2014年,各国在全球海洋总共布放了1039个Argo浮标,其中美国布放了463个浮标,占44.6%,而法国、日本、中国、德国、英国、澳大利亚、印度、意大利和韩国分别排在其后,共布放了523个,占总数的50.3%。2010-2014年期间,平均每年布放约940个浮标。在3850个活跃浮标中,准Argo计划浮标387个,占10%;生物Argo浮标269个,占7%;而浅海型浮标仅有4个,占1%。从“核心Argo"向“全球Argo"的扩展需要将浮标数量从3000个增至4135个,其中太平洋1751个,大西洋963个,印度洋799个,北极海域140个,南大洋320个,以及边缘海162个。目前,“全球Argo"观测网建设已经完成了93%,仍需要在现有基础上每年增加10%的浮标布放数量,可能需要通过增加准Argo计划浮标的贡献、吸引更多国家参与Argo计划、增加浮标捐助计划等渠道实现,但上述渠道似乎进展缓慢,因为浮标的购置、通讯、数据管理、布放以及基础设施建设都需要大量的经费。在他的报告中还强调了有关专属经济区(EEZ)的问题,所有Argo浮标的布放均需要通过AIC进行在线通告,在其他国家EEZ内进行浮标布放则需要提前6个月进行申请,而当浮标漂移进入一些国家(如阿根廷、巴西、智利、中国、厄瓜多尔、埃及、希腊、印度、秘鲁、突尼斯和土耳其等)的EEZ时,需要向该国的联系人发送正式的通告。Mathieu先生还介绍了JCOMMOPS搬迁至布雷斯特(IFREMER)的运行情况,主要包括雇员、经费预算、基础设施及网站开发等。

       美国蒙特利尔湾Aquarium研究所的Kenneth Johnson教授介绍了南大洋碳和气候观测及模拟(SOCCOM)计划的实施情况。该计划由美国国家卫生基金会(NSF)、美国海洋与大气局(NOAA)及美国国家航空航天局(NASA)联合资助,专注于揭秘南大洋及其对气候的影响。项目执行期为6年,由美国11家研究机构的23名高级研究员组成项目组,将在南大洋布放约200个带溶解氧、硝酸盐和pH传感器的Argo浮标(每年30-40个)。目前,该项目已经布放了37个带上述传感器的浮标,并且已经确定了多个搭载航次。

       IFREMER的P.Y. Le Traon教授介绍了欧洲Argo计划的进展情况。该计划的目标是维持全球Argo大洋观测网中约1/4的浮标数量(约800个),每年需布放250个Argo浮标。欧洲Argo计划将优先考虑对全球Argo观测网的贡献,其次考虑解决新科学和业务化应用中面临的挑战,即生物地球化学、近表层温度和盐度、深海Argo等。目前,欧洲Argo计划每年布放150-200个Argo浮标,活跃浮标数量已达700个,虽然年布放量低于最初设计的250个,但近几年在不断增加。他预计2015-2016年可以实现800个Argo浮标在海上工作的目标。2015年计划布放的浮标数量有240个,包括160个核心Argo浮标,30个边缘海浮标,30个高纬度浮标以及20个生物Argo浮标,而且2016-2020年有着相同的年布放计划。

       (2)各国Argo计划执行情况

       根据国际Argo指导组的要求,有14个国家(澳大利亚、加拿大、中国、荷兰、法国、德国、印度、意大利、日本、韩国、挪威、南非、英国和美国等)在本次会议召开前提交了国家Argo执行情况报告,详细报告了2014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。

       从第14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。本次会议由英国气象办公室(Met Office)的Jonathan Turton先生和英国国家海洋中心(NOC)的Brian King教授共同介绍了英国Argo的实施进展及未来展望。英国Argo计划自1999年启动实施,最初设计将维持全球Argo观测网中约3.6%的浮标数量,每年布放30-50个浮标,由环境交通及区域部(DETR)、国防部(MoD)及国家环境研究委员会(NERC)等部门出资,并由Met Office负责英国Argo的实施(由能源与气候变化部资助),NOC和英国海洋数据中心(BODC)参与实施。2013年,普利茅斯海洋实验室获得了布放11个生物Argo浮标的经费资助,也加入了英国Argo计划。其他相关经费主要来自欧洲Argo计划。Met Office作为计划的负责部门,主要承担计划的管理和协调、浮标采购、浮标布放、卫星通讯费支付以及出席AST和欧洲Argo等会议。NOC和BODC则主要负责Argo资料科学应用、Argo数据管理、浮标布放(调查船)以及出席AST和ADMT等会议。英国Argo计划用于浮标购置的经费并不稳定,尤其是2005年以后变化极大,依赖于每年年终剩余经费的量,而其他非用于浮标购置的经费相对稳定,所以每年布放浮标的数量存在较大变化。十五年来,英国共布放了480个Argo浮标,目前仍有约130个浮标正常工作。2007年以来,超过一半的APEX型浮标安装了锂电池,目前还库存有60个浮标,将在2015-2016年期间布放。英国Argo还在北欧海(Nordic sea)、大西洋等海域布放了4个APEX型、7个NKE型和3个NAVIS型生物地球化学浮标,2015年还将布放深海APEX型和ARVOR型浮标各2个。Met Office和能源与气候变化部的资助协议(三年)将在2015年4月到期,而新的资助协议预计只能维持一年,预计NERC将继续资助NOC和BODC的Argo事务。目前,英国Argo计划正想通过政府首席科学顾问团主持的观测委员会寻求长期的经费支持。BODC作为欧洲大陆两个Argo资料中心之一,负责英国和毛里求斯等国(由英国捐赠)布放的Argo浮标资料的接收、实时和延时模式质量控制等工作,同时还专注于延时模式质量控制方法、数据格式及归档、近表层温度、亚极地浮标、南大洋等方面的研究工作。Met Office则是Argo资料的业务应用部门,Argo资料已被应用于FOAM同化模式、GloSea全球季节耦合预报系统和DePreSys年代预测系统。最近由他们研制的短期耦合预报系统同时把数据同化进入海洋和大气组成部分,可用来评估Argo资料对改善天气预报精度的潜在作用。NOC则利用Argo资料开展了大量应用研究工作。

       (3)Argo数据管理相关问题

       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2014年在加拿大渥太华召开的第十五次国际Argo资料管理组会议(ADMT-15)的反馈信息。她首先介绍了近几年Argo资料管理组(ADMT)重点关注的问题,主要包括Argo数据实时监测、升级数据格式至3.1版本、提高数据统一和完整性、延时模式质量控制过程监测、轨迹资料延时模式质量控制以及加强生物Argo数据管理活动。过去三年,各国Argo资料中心在减少资料提交延迟方面做了大量工作,目前大部分资料能在24小时内提交至全球Argo资料中心(GDAC),约85%的TESAC格式资料和87%的BUFR格式资料在24小时内发布到GTS。法国Coriolis资料中心每天对所有提交的Argo剖面资料进行客观检验,并向DAC发布警告信息,目前平均每个月检测到125条剖面存在问题。该中心每季度还使用卫星高度计资料对所有浮标的资料进行质量检测,发现仍有一些比较老的浮标存在资料质量问题,需要各国DAC及时校正。针对近表层温度的实时质量控制已经在几个DAC开始实施,并且这些近表层温度资料将被纳入到3.1版本的文件中。密度倒转测试已经得到很好的实施,但仍有少量的资料存在错误,有待及时标记。延时模式质量控制进度有所缓慢,约1.6%的延时模式资料中存在异常。至2014年11月27日,GDAC已经接收到130多万条剖面,浮标数量比2013年增加了10%,而剖面文件的数量增长了8%。当前,所有DAC正把Argo数据版本升级至3.1版本,并且会将核心Argo和生物Argo的数据分别存储到不同文件中。最后,她总结了各区域Argo资料中心在2014年开展的主要工作。

       Met Office的Jonathan Turton先生介绍了有关BUFR格式改进的进展情况。随着Argo浮标能观测近表层温、盐度以及生物地球化学资料,所以需要对BUFR格式进行改进,以便容纳这些新的参数。目前英国和加拿大已经成功使用新的格式对BUFR资料进行编码和解码,新的格式可以容纳大于255层数据以及255个不同变量。

       IFREMER的C. Coatanoan女士介绍了用于Argo延时模式质量控制的CTD参考数据集的更新情况。2014年,从CCHDO获得了16个航次的断面调查CTD资料,但有些资料缺少质量控制标记符,需要Coriolis资料中心重新进行质量控制后才能放入参考数据集。

       (4)Argo浮标技术进展

       来自中国、日本、美国和法国的代表分别介绍了HM2000型、深海NINJA、深海SOLO型和深海ARVOR型等新颖剖面浮标研制的进展情况。国家海洋局第二海洋研究所刘增宏副研究员介绍了青岛海山海洋装备有限公司研制的HM2000型剖面浮标,该浮标自2010年开始研制,使用中国北斗卫星系统进行定位和数据传输,同时具备双向通讯、最大深度保护、触底保护、数据自动重传输及定位系统切换等优点,但限于北斗卫星系统目前还无法覆盖全球,所以该型浮标还不适用于全球海洋,且目前设计的最大观测深度为2000米。通过2014年10月和11月两个航次布放的5个HM2000型浮标的比测结果分析,该型浮标的观测资料质量是可信的,特别是盐度要优于国际Argo计划提出的±0.01精度要求。

刘增宏副研究员汇报中国剖面浮标研制进展

       新西兰国家水和大气研究所(NIWA)的Phil Sutton教授详细介绍了2014年6月16-25日在新西兰东北海域实施的一个深海Argo比较观测航次。该航次由NIWA、SIO、美国海鸟公司、CSIRO、奥克兰大学等单位共同实施,其主要调查任务是在177ºW、36ºS点上布放2个装载SBE61型CTD传感器的深海SOLO型剖面浮标,同时在该站点上通过船载CTD仪连续测量12条深度达5600米的温、盐度剖面,并采集海水样品进行实验室分析。为了更好的进行对比观测,船载CTD仪上同时安装有SBE9plus和SBE61型CTD传感器。其中,SBE61型CTD由美国海鸟公司研制,专门用于深海(6000米)Argo剖面浮标,具备连续和单点采样模式,其温盐压的设计精度分别为0.001℃、0.002 PSU和3 dbar。通过比较分析发现,SBE61型CTD的温度传感器能满足Argo的精度要求,电导率和压力接近目标精度,仍需要做进一步的改进。针对SBE61型CTD传感器的比较观测还将继续开展。

       日本东北大学的Toshio Suga教授介绍了深海NINJA型浮标的海上试验进展。该型浮标由JAMSTEC和TSK公司联合研制,最大观测深度为4000米,使用SBE41CP型CTD传感器,采用铱卫星进行双向通讯,而定位系统使用了GPS。自2012年以来,日本已经在南大洋共布放了12个深海NINJA浮标,这些浮标基本运行良好,已经获取了154条温盐度剖面,其中2个浮标还成功在冰层进行观测。通过与船载CTD资料的比较分析,发现温度和压力资料没有大的偏差,而盐度数据随压力变化存在一定的误差。JAMSTEC的科学家还利用同化数据计算了对气候变化比较敏感的深海区域,把深海Argo浮标布放在这些海域将取得更好的效果,上述海域主要位于澳大利亚以南接近南极的海域,以及拉布拉多海附近海域。

       SIO的Nathalie Zilberman博士介绍了深海SOLO型浮标的试验进展情况。深海SOLO型浮标最大观测深度达6000米,采用铱卫星通讯,装载了SBE61型CTD传感器,采用玻璃球作为浮体,为了防止浮标触底,浮标底部安装了2米长的金属绳,用来探测浮标是否触底。由于传感器安装在浮标底部,因此在下潜过程中进行采样。2014年6月,通过NIWA的调查船在西南太平洋海域布放了2个深海SOLO型浮标。通过与船载CTD资料的比较,发现2000米以下其中一个浮标观测的盐度比船载CTD盐度高0.005-0.006 PSU,而另一个浮标的盐度低0.03-0.05 PSU。计划2015年8-10月回收这两个浮标,并再次布放10个深海SOLO和APEX型浮标,新的深海SOLO型浮标将对控制器做进一步改进。

       IFREMER的Virginie Thierry女士介绍了深海ARVOR型浮标的最近进展。该型浮标设计最大观测深度为4000米,采用SBE41CP型CTD传感器,同时可加载溶解氧传感器,采用铱卫星通讯及GPS定位。2013年布放了2个最大观测深度为3500米的样机,2014年布放了2个最大观测深度为4000米的样机,而在2015-2016年,将布放12个深海ARVOR型浮标。从已有的观测资料发现,盐度存在-0.01~-0.02的系统误差。

       (5)核心Argo的扩展

       首先由IFREMER的Klein女士介绍了北极海域内的Argo浮标运行情况。目前在北欧海有39个活跃Argo浮标,其中边界流区域有10个浮标,另外29个浮标位于格陵兰海、冰岛Plateau、Lofoten海盆和挪威海盆内。位于边界流海区的浮标其漂移深度设为500米(最大观测深度2000米),观测周期为3天;而位于深海盆内的浮标其漂移深度设为1000米,观测周期为10天。法国将通过NAOS项目与加拿大合作,于2015-2016年在Baffin湾布放20个生物地球化学浮标。在南大洋60ºS以南海域布放Argo浮标需要考虑避冰及水下定位。目前,德国Alfred Wegener研究所(AWI)在上述海域维持了一个RAFOS声学锚系阵列,可以用于Argo浮标在水下的定位。欧洲国家对南大洋威德尔海环流比较感兴趣,需要在该海域维持81个Argo浮标,每年约需布放25个浮标。

       IFREMER的Pouliquen女士汇报了在全球边缘海内Argo浮标的情况。目前,在全球边缘海内工作的Argo浮标已达200个左右,其中日本海/东海、地中海和黑海工作的浮标分别为40、60和10个,达到了设计要求。

       有关Argo在西边界流海区的加密观测,日本东北大学Toshio Suga教授和加拿大渔业与海洋部的Denis Gilbert先生分别介绍了西北太平洋和大西洋湾流区的情况。通过夏威夷大学Bo Qiu等人的分析发现,西北太平洋西边界流海区主温跃层之上和以下的海流分布比较复杂,而在黑潮和亲潮汇合海区上层热含量存在大的变化,即存在大的误差。2014年,加拿大在湾流区布放了15个Argo浮标,美国和德国也布放了11个浮标,2015年还将布放类似数量的浮标。通过他们的报告可以看出,在部分西边界流海区实施加密观测是可能的,但要在全球范围西边界流区实施加密观测将十分困难,主要是缺乏经费来源,但需要鼓励一些区域性研究在上述海域布放Argo浮标。

       AST联合主席Dean Roemmich教授介绍了刚启动的热带太平洋观测系统(TPOS)相关情况。该观测计划执行期为2014-2020年,其目标是通过Argo、TAO/TRITON、卫星遥感等观测手段,多尺度地获取该海域海洋信息,为验证和改进预报系统提供充足的数据。

       伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的Pelle Robbins博士汇报了墨西哥湾和加勒比海内的Argo浮标分布情况。2013年9月-2014年12月,共有15个Argo浮标布放在上述海域,2015年计划布放8-10个浮标。他通过墨西哥湾的Argo浮标漂移轨迹还发现,使用铱卫星通讯的Argo浮标能很好地沿等深线漂移。2014年飓风季节,WHOI还在墨西哥湾和加勒比海域布放了4个空投型ALAMO浮标,该型浮标最大观测深度为300米,每天观测8条温度剖面,平均寿命约100天。这些浮标的数据目前只传送至GTS,并没有发送给GDAC。2015年,他们还将在飓风季节布放60个ALAMO型浮标。

       关于核心Argo如何向深海拓展问题,已经确定于2015年5月5-7日在澳大利亚霍巴特召开深海Argo实施研讨会,将在此次会议上深入讨论这一问题,并做出相关决议。

        3、体会与建议

       历时三天的会议,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广泛而又深入的交流和讨论,会议取得了圆满成功。

       通过参加本次会议,得到如下几点认识与体会,供相关管理部门决策参考:

       (1)深海Argo发展迅速

       2012年国际Argo计划提出由“核心Argo"向“全球Argo"拓展以来,Argo已向深海、高纬度、西边界流区、边缘海以及生物地球化学领域不断扩展,其中深海型Argo剖面浮标技术得到了较快发展。像美国、日本和法国等国均已开展了深海型剖面浮标的研制,而美国海鸟公司也已研制出针对深海型剖面浮标的CTD传感器。美国和日本已经率先在南大洋布放了一批深海型Argo浮标,并通过船载CTD资料对Argo资料进行对比验证,而日本的深海NINJA浮标还能在冰覆盖海域获得观测资料。从已有的研究结果可以看出,全球气候变化不仅对海洋中、上层有影响,对深海也有着不可低估的影响,一些海域对气候变化同样敏感,因此将Argo向深海拓展已是未来发展趋势。相比之下,国内剖面浮标研制主要集中在浅海型剖面浮标上,不仅资料精度无法保障,而且也难以发挥剖面浮标在海上长期工作的优势。因此,呼吁国内的剖面浮标研制单位及其经费管理部门,顺应国际上对剖面浮标研发和应用的潮流,加紧对2000米北斗剖面浮标的定型及批量生产,并着手研制4000米甚至6000米的深海剖面浮标,使中国科学家有能力主导建设和运行如南海Argo区域观测网和西北太平洋台风源地区域Argo监测网,从而扩大我国在大型国际海洋合作调查计划中的显示度和影响力。

       (2)中国Argo长期实施亟待创新管理体制

       中国Argo计划自2003年实施以来,一直依赖有限的科研项目维持运行。作为该计划组织实施的创新团体--中国Argo实时资料中心,除了承担Argo浮标资料的接收、处理和分发等工作以外,还需要把更多的精力投入到不断争取项目并完成年度考核任务(如争取科研项目的数量及经费、撰写及发表论文数量等)中去。随着海上工作的浮标数量不断增加,特别是2010年以来大量准Argo计划浮标的加入,需要更多人手来进行资料处理和质量控制,光靠项目已难以维系该中心的业务运行。而且,海上仍有大量浮标正常工作,有些浮标是已结题项目遗留下来的,这些浮标仍需支付卫星通讯费,而结题项目余留的经费按规定需全额上缴,导致这些浮标的通讯费无正常渠道支付,只能四处拼凑。一旦没有科研项目的支撑,该中心负责的大量资料接收、处理和分发工作将难以维系,加上不能正常支付卫星通讯费,海上工作的Argo浮标将面临被迫停止数据传输的困境,这不仅对我国海洋和大气领域将是非常重大的损失,也会使中国在国际大型合作计划中产生不良影响。因此,对我国参与国际大型合作计划的项目管理亟待创新体制、机制,在人力和财力上给予长期支持,使之能适应国际合作项目长期、有计划运行且不断拓展的需求。

       (3)积极承担国际Argo成员国义务

       国际Argo计划自2000年正式启动实施以来,在30多个国家和地区的努力下取得了史无前例的成就,是当前最为成功的海洋观测系统。在国际Argo计划办公室的协调下,各国根据自己的国情,在全球海洋中不断补充Argo浮标,同时获取了其他成员国布放的Argo浮标观测资料。各国间的紧密合作,离不开Argo团体内的交流与合作。国际Argo计划每年组织召开两次年会,即国际Argo指导组(AST)和资料管理组(ADMT)会议,一般由各国轮流承办。我国曾于2003年和2009年在杭州承办过两次AST会议(其中一次同时还组织召开了第三届国际Argo科学研讨会),2006年在天津承办了一次ADMT会议,这些会议均得到了Argo计划办公室的高度赞赏。为了进一步提高中国在国际大型合作计划中的作用,支持全球Argo实时海洋观测网的建设和发展,我国应积极承担起一个国际Argo成员国的责任和义务。为此,建议在2016-2018年3月期间主动争取承办一次ADMT和AST年会,望主管部门能在国际会议年度计划中优先考虑,并给予一定的经费支持。