第十七次国际Argo资料管理组会议在天津顺利召开
一、会议概况
会议由国际Argo资料管理组联合主席,来自法国海洋开发院(Ifremer)的Sylvie Pouliquen女士和美国斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)的Magen Scanderbeg女士共同主持。会议围绕Argo计划现状、实时数据管理、质量控制和数据格式等议题进行了广泛交流和热烈讨论,并形成了多项决议。来自世界上11个国家(澳大利亚、加拿大、中国、法国、美国、英国、德国、日本、韩国、印度和意大利等)的40余名代表参加了会议(图1)。
图1 第十七次国际Argo数据管理组会议现场
二、会议议程与讨论要点
1、来自Argo指导工作组会议(AST-17)的反馈
Breck Owens教授和Magen女士介绍了2016年3月22-24日在日本横滨召开的第17次国际Argo科学指导组(AST-17)会议上对Argo数据管理情况的反馈信息。Owens教授首先介绍了有关Argo数据文件存储信息的内容:科学指导组否决了存储传感器相关信息的提议,并建议在现有元数据文件和技术数据文件中的配置参数表进行调整,以减少数据文件的复杂性;科学指导组还表示应该就什么样的浮标可以称为“Argo浮标"进行说明,并且若Argo浮标中使用了新型传感器,在数据的可靠性和稳定性没有得到证实之前,都需要进行特别标记以提醒数据用户。
之后Magen女士介绍了Argo数据质量标记问题,并提出了相关建议:若全球Argo资料中心(GDAC)发现各个国家的Argo资料中心(DACs)提交的数据文件中存在较大误差且交流无果,则GDAC可自行将数据质量标记改为“3"(可疑数据)或将数据文件删除,对于那些没有明确的质量控制员的浮标和早期只观测温度的浮标都可参照以上处理方式。
2、Argo计划现状
国际Argo信息中心(AIC)协调员Mathieu先生在会上介绍了Argo计划现状。他指出,2016年国际Argo观测网运行良好,但数量较前一年有所减少,并且从目前各成员国的后续经费支持来看,今后两年全球Argo观测网可能会面临着不确定性因素。据统计,目前全球Argo观测网中准Argo浮标数量占9%,生物Argo浮标占8%,深海Argo浮标占0.4%。此外,在2016年秘鲁加入了国际Argo计划,成为新的国际Argo成员国。
3、Argo实时数据管理
加拿大海洋渔业部(OSD)的Ann Tran女士回顾了2015年11月-2016年9月期间Argo资料上传GTS的情况。经统计,每月平均有12499条TESAC格式和11446条BUFR格式的Argo剖面文件上传至GTS,大约8%的TESAC格式资料未能用BUFR格式进行上传,这一数字较2015年(30%)有显著改善,但仍然存在着一些问题:印度国家海洋信息服务中心(INCOIS)上传的BUFR文件数量明显小于TESAC文件数据;CLS和中国Argo实时资料中心上传的数据中缺少TESAC文件;Coriolis和INCOIS上传的剖面数据与NETCDF文件不匹配。
法国Coriolis资料中心的Coatanoan女士介绍了全球Argo资料中心2016年检测到的各资料中心上传Argo数据异常情况的统计结果,并例举了这些异常的详细情况。有些资料中心提交的实时剖面文件和延时剖面文件中仍然存在变量(如温、盐、压校正值和误差值等)空白情况,另外她还提醒各数据中心管理员需要及时反馈信息。最后,她针对实时剖面数据存在深层剖面“尖峰"的问题,提出根据深度范围增加相应的“尖峰"阈值检测的建议。来自该中心的Stéphanie Guinehut女士介绍了使用卫星高度计资料检测全球Argo数据中存在的异常情况。该检测每季度进行一次,最近的检查发现有143个浮标观测资料与卫星高度计资料相比存在异常,较去年有所增加。这些浮标的资料多为实时资料文件,因此她建议各资料中心在进行延时质量控制时优先考虑这些浮标。
另外Stéphanie女士还介绍了Argo数据文件检测器的开发情况:目前的文件检测器包括文件格式检测和数据一致性检测,而文件格式的检测重点主要在文件中各个参数的属性、维数等信息;而数据一致性检测主要集中在盐度数据的检测。目前数据文件之间的交叉检测(同一浮标元文件与剖面文件之间的检测)以及针对轨迹文件的检测还没有完成。
澳大利亚CSIRO的AnnGronell Thresher女士介绍了Argo剖面资料密度倒转测试更新情况。目前该测试在实时质量控制中的临界值为0.03 kg/m3,而在延时模式质量控制中为0.05 kg/m3。她还列出了各资料中心提交资料中存在密度倒转的统计情况,并要求各资料中心对存在密度倒转问题的浮标资料进行检查并及时反馈检查信息。
英国海洋数据中心(BODC)的Justin Buck博士介绍了针对近表层温、盐度实时质量控制的测试内容,在原来5个检测内容(全局测试、区域测试、压力增长测试、尖峰测试、梯度测试和最大压力测试)的基础上,又新增了近表层非泵抽CTD盐度校正和近表层海气混合测试两项内容。各资料中心有关这方面的工作进展较为缓慢,未得到统计结果。
4、参考数据库的建设
法国Coriolis资料中心和CCHDO(CLIVAR & Carbon Hydrographic Data Office)继续合作建设Argo参考数据库。在2016年,CCHDO收集到了28个海洋调查航次的1827条船载CTD剖面资料。2016年3月,法国Coriolis资料中心发布了最新版本的Argo参考数据库,相较于上个版本增加了1万多条船载CTD资料,并且Coriolis资料中心根据深层海水温盐关系对现有数据库中的资料进行了严格的质量控制,目前该工作正在有序进行中。另外,新版的参考数据库中新增了一个“qclevel"参量,以表示船载CTD资料的提供者信息。
5、区域Argo中心现状
目前在运行的区域Argo中心包括太平洋、印度洋、北大西洋、南大西洋、南大洋以及地中海/黑海等6个,分别由日本(JAMSTEC)、印度(INCOIS)、法国(IFREMER)、美国(AOML)、英国(BODC)和意大利(OGS)等国家负责。
会上,来自日本JAMSTEC的Kanako Sato女士介绍了过去一年太平洋Argo区域中心的主要活动,她例举了参与区域中心的各国使用Argo资料开发的数据产品。意大利OGS的Giulio Notarstefano博士介绍了地中海/黑海区域中心的运行情况,2000-2016年,在地中海共布放了335个Argo浮标,收集到38703条剖面,目前仍有约140个浮标正常工作。他还介绍了该区域中心研制的近实时产品,以及未来在该海域的浮标布放计划。印度INCOIS的Udaya Bhaskar先生介绍了印度洋区域中心过去一年的主要工作,该国在印度洋布放了27个Argo浮标,包括8个生物Argo浮标和2个避冰浮标,使印度布放Argo浮标的数量达397个,以后每年计划布放40个Argo浮标。印度洋区域中心在Argo数据可视化以及资料质量控制等方面做了大量工作,并鼓励国内各大学的学生使用Argo数据完成他们的论文研究。来自德国BSH的Birgit Klein先生介绍了南大洋Argo区域中心的建设情况,目前正式加入该区域中心的有英国的BODC、澳大利亚的CSIRO和德国的BSH,但其他国家均对南大洋表有浓厚的兴趣;目前该中心正在由BODC负责建设自己的网站,并将围绕南大洋布放浮标、冰下浮标定位问题和船载CTD资料收集等方面开展工作。
6、生物Argo计划进展
ADMT-17次会议之前还召开了第5次生物Argo研讨会,主要讨论了生物Argo计划所要解决的关键科学问题、计划的组织实施和计划的国际架构以及与其他全球海洋计划的关系等议题。本次会议上确定将溶解氧、硝酸盐、pH值、叶绿素、后向散射和辐照度等6个要素作为生物Argo技术的核心变量,并将海洋对二氧化碳的吸收、海洋缺氧区与硝酸盐循环、海洋酸化、生物碳泵和浮游植物群落等科学问题确定为今后几年生物Argo计划的重点研究领域。经测算,生物Argo计划需要维持一个由1000个生物Argo浮标组成的全球海洋观测网,每年需要布放大约200个浮标,投入2000万欧元。此外,会议还讨论了各个要素的质量控制方法以及数据管理问题。
三、体会与建议
在国际Argo计划向“全球Argo"实时海洋观测网迈进的大背景下,各成员国都在积极布局。但与此形成鲜明对比的是我国Argo计划却面临着一种尴尬的局面——不仅每年布放浮标的数量得不到保证,甚至截止目前还没有一个统一全面的组织实施计划。为此,提出以下几条建议,供决策部门参考:
1、重启中国Argo计划协调小组会议 讨论制定我国Argo计划总体实施方案
放眼世界,各国Argo计划的实施均由某一个或几个专业机构组织实施,有专门负责浮标布放的机构,也有专门负责数据接收处理的机构,分工都较为明确,并且各机构之间有高效的沟通联络机制。而在我国,虽然有不少单位都在布放自动剖面浮标,但往往布放的数量有限,且各单位之间缺乏沟通交流渠道,导致相关信息传递不畅,更有甚者从国外引进自动剖面浮标后又不愿将观测资料拿出进行共享。这些行为不仅大大降低了中国Argo计划的实施效率,而且也造成了科研经费的浪费。鉴于这种情况,笔者呼吁尽快恢复中国Argo计划协调小组职责,组织会议讨论制定一份全面的中国Argo计划实施方案,在各单位间建立起一套有效的沟通联络机制,整合各个单位的有限资源,使得我国的Argo计划能够全面健康发展。
2、积极布局Argo计划的全球战略 紧跟国际发展大势
近年来,国际Argo计划向“全球海洋"迈进已成定局,不仅对热带太平洋等海域的更加重视,并且开始了向4000-6000m水深的深海领域以及生物地球化学领域的扩展。反观我国,虽然随着近年来国产剖面浮标技术有所突破,并在今年利用国产HM2000型浮标建立了南海Argo区域海洋观测网,但是到目前为止我国在全球海洋的扩展领域还没有任何相关行动,这也导致了与国际发展趋势的脱节。因此笔者建议在制定我国Argo计划实施方案的基础上,整合各单位现有资源,积极布局我国Argo计划的全球战略,向深海Argo和生物Argo两个领域拓展,从而使我国能够紧随国际Argo计划的发展步伐。