第21次国际Argo指导组年会(视频会议)顺利召开
编辑 :中国Argo实时资料中心 时间
:2020-04-27 16:05:06 访问次数 :
2020年4月14-17日,受全球新型冠病毒肺炎(COVID-19)疫情的影响,由国际Argo计划办公室主办、原定于3月16-20日在英国南安普顿召开的第21次国际Argo指导组会议(AST-21)临时更改为ZOOM视频会议。本次会议主要分为4个议题,即1)Argo的现状和未来,2)技术进展和面临的挑战,3)浮标和传感器研制生产现状与存在问题,以及4)Argo数据、通讯和未来会议计划等。来自全球10多个沿海国家的80余名代表应邀出席会议。自然资源部第二海洋研究所柴扉研究员、刘增宏高工和邢小罡副研究员,以及青岛海洋科学与技术试点国家实验室陈朝晖教授和青岛海山海洋设备有限公司的张素伟高工等5人,分别在各自的工作场所通过视频参加了本次会议。
刘增宏高工参加AST-21视频会议
一、会议概况
1、Argo执行现状和未来
该议题由AST联合主席、美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的Susan Wijffels教授主持。Susan Wijffels教授简单介绍了本次会议的组织情况,并对与会代表们的积极参会表示了欢迎和致谢。接下来按照惯例,首先由国际Argo信息中心(AIC)协调员Mathieu Belbeoch先生介绍了整个Argo观测网的现状,他指出2019年是近十年浮标布放数量最少(750多个)的一年,但由于各型浮标工作寿命的逐渐增加,较好地弥补了因浮标补充数量减少而可能导致的观测网衰退风险。然而,受COVID-19疫情影响,各国的年度财政预算很可能被进一步压缩,从而会使整个观测网加速衰退;同时,边缘海和南大洋的浮标布放问题仍未得到解决,亟需寻找新的资源对全球Argo观测网进行补充,包括新的合作伙伴、跨项目或跨观测网的布放浮标船时和获准进入专属经济区(EEZ)的权利等。在观测系统快速发展的今天,Argo需要加强与其他海洋观测系统(如GO-SHIP、TPOS-2020、SOOS、EGO水下滑翔机观测计划等)的相互协调与合作。在浮标和传感器硬件方面,他建议需要保持设备的多样性,加强行业竞争,进一步提高浮标工作性能,提出了核心Argo浮标正常工作6~7年(或250个循环)、BGC Argo浮标工作3年以上(或117个循环)的目标。
接着,由美国华盛顿大学(UW)Stephen C Riser教授专门报告了剖面浮标可能对海洋环境影响的研究结果。自国际Argo计划实施以来,有关剖面浮标对海洋环境可能造成影响的质疑就一直没有停止过,特别是2019年9月在美国夏威夷召开的OceanObs’19大会上,该问题又被重新提出。因此,国际Argo组织认为有必要对该问题进行调查和分析,并正在撰写一篇分析研究报告,计划在在相关国际学术期刊上公开发表。Stephen C Riser教授通过对浮标结构成分(如铝质标体、塑料零部件、碱性和锂电池组等)、以船载观测方式替代Argo观测网需付出的代价(主要指碳排放)和大批量回收浮标的可能性等几个方面的分析,得出Argo观测网对海洋环境的影响相比于自然和人类活动造成的影响是微乎其微的,而且浮标的分布密度也不足以增加有害物质的浓度。
美国蒙特利海湾研究所(MBARI)的Ken Johnson研究员介绍了在AST会议前(4月10日)召开的BGC Argo工作组会议的概况和讨论结果。该工作组会议期间,几个主要BGC Argo参与国(如美国、法国、英国、德国、澳大利亚、加拿大、日本、印度、中国和南非等)都汇报了各国年度进展情况。目前,该观测网内已经有400个活跃浮标,其中美国贡献了总量的一半以上。BGC Argo计划正得到越来越多的沿海国家青睐,如挪威、墨西哥、沙特阿拉伯和芬兰等国家正参与或即将参与该计划的浮标布放。当前,BGC Argo计划实施面临的主要困境来自于传感器的价格过高,而且很多浮标生产商将BGC浮标的生产作为一个研制项目,而不是正常的生产任务。Ken Johnson最后指出,鉴于BGC Argo观测网正从试验组网阶段转向全球组网,需要对BGC Argo的组织框架进行重组,目的是加大BGC Argo的宣传,吸引新的合作伙伴加入,加强与Argo组织内外的互动、交流与合作等。
美国斯克利普斯海洋研究所(SCRIPPS)的N. Zilberman博士介绍了深海Argo计划的执行现状,全球140多个活跃深海Argo浮标中的60%以上是由美国布放的,其他参与国家主要包括法国、澳大利亚、日本、英国、挪威、意大利和中国。目前深海CTD长期观测精度问题是限制Argo计划的全球组网一个重要因素,无论是6000米级的SBE61还是4000米级的SBE41型CTD传感器,在实际观测过程中均出现了一定比例的盐度漂移情况(如15%的SBE61 CTD在浮标工作60-70个循环后出现致命的盐度漂移,13%的SBE61 CTD在浮标工作40-100个循环后出现缓慢的盐度漂移;而14%的SBE41 CTD则出现了盐度正漂移),加拿大RBR公司研制的深海6000米级CTD传感器的性能,则还有待安装到深海浮标上进行现场测试。值得注意的是,法国NKE公司正在将这三款深海Argo CTD同时安装到ARVOR浮标上,以便更好地检验CTD的工作性能,计划于2020年秋季进行试验性布放。
本次会议前,组委会还征集了各国Argo计划的执行要点,并由AST联合主席、日本海洋与地球科学技术厅(JAMSTEC)的Toshio Suga教授进行了综合汇报。如欧洲Argo正与各欧盟成员国一起努力,设法对Argo 2020计划作出更大贡献。近些年,SBE CTD传感器盐度漂移问题导致的Argo数据集质量问题已经引起法国和德国的高度重视,且正在评估其对观测网的影响。中国Argo区域海洋观测网建设的新一阶段经费已经落实,接下来的两年内将在西北太平洋、印度洋和南海海域布放400个使用北斗卫星通讯的HM2000型浮标,该项目顺利实施面临的挑战主要来自COVID-19疫情对需批量引进的CTD传感器是否能正常供货的影响、浮标布放机会和优化布设等。澳大利亚计划今年批量布放携带RBR CTD的浮标,每个浮标会投放到已有携带SBE CTD传感器的浮标附近,从而更好地对RBR CTD传感器进行检验。美国Argo计划由大西洋海洋与气象实验室(AOML)、太平洋海洋环境实验室(PMEL)、SCRIPPS海洋研究所、美国UW和WHOI等单位共同实施,目前除了作为美国Argo数据中心的AOML运行基本正常外,其他单位的进展或多或少受到COVID-19的影响,如浮标的组装和检测、浮标布放、航次计划和SBE CTD的供货等,均受到不同程度的影响,有的实验室甚至已经关停。
国际Argo计划办公室主任Breck Owens先生汇报了今年2月期间分别在瑞士日内瓦和法国巴黎举行的JCOMMOPS战略会议和联合国海洋法公约(UNCLOS)/海洋学委员会(IOC)会议的情况。在JCOMMOPS战略会上重点讨论了JCOMMOPS未来的规划和任务,提出了五年工作目标和面临的挑战;而在UNCLOS/IOC会议上,则对在沿海国家管辖海域进行海洋观测的议题进行了重点讨论。会后将形成一份报告,提交给原计划在今年7月举行的全体IOC执行委员会委员会议讨论。
2、技术进展和面临的挑战
第二天的“技术进展和面临的挑战”议题由AST联合主席Tohiso Suga教授主持。首先由英国国家海洋中心的Brian King教授汇报了整个Argo观测网内浮标的工作性能情况,在2010-2014年期间,性能较好的浮标主要有SOLO-II、NAVIS和APEX(美国华盛顿大学布放)等3种型号,其中40%的浮标能正常工作约250个循环。在2016年以后,APEX型浮标的工作性能出现了下降趋势,只有60%的浮标能达到150个循环以上,而SOLO-II型浮标一直是工作性能最好的浮标。AST前联合主席Dean Roemmich教授在会上分享了使用Tadiran锂电池的SOLO-II型浮标工作情况,2016年布放的所有25个安装该型电池的浮标目前都能正常工作,且各自均已获取了135条剖面。其电压衰减速度比使用Electrochem锂电池的浮标更慢,且提供的电池能量理论上可以支持400-500个循环。澳大利亚联盟工业组织(CSIRO)的Peter Oke博士介绍了APEX APF11型浮标上发现的技术问题,主要包括:CTD传感器无法进入连续采样模式、传回的数据文件(science_log文件)中缺少GPS定位信息、浮标没有正常退出RUDICS服务和服务器上文件丢失等技术问题。现经浮标生产商Teledyne Webb研究公司(TWR)对上述问题的逐个剖析与诊断,已经基本得到解决。CSIRO还在着手开发一款手机APP,其目的是便捷地对各种型号的剖面浮标进行布放前检测,彻底改变过去使用计算机连接并逐条输入命令的检测方式。
接下来,美国UW的Stephen C Riser教授、美国PMEL的Gregory C Johnson博士、加拿大渔业与海洋部的Blair Greenan博士和中国自然资源部第二海洋研究所刘增宏高工分别汇报了APEX APF11型浮标试验的最新进展、NAVIS型浮标性能分析、ARVOR-PROVOR型浮标技术发展和HM2000型浮标技术进展等情况。AST联合主席Susan Wijffels教授根据4个已投放浮标获取的观测数据,发现加拿大RBR公司研制的RBR Argo CTD普遍存在盐度误差的问题。目前,RBR公司正努力通过各种实验,试图给出更好的校正方法。RBR CTD传感器已进入批量示范阶段,各国均计划在未来布放更多的携带RBR CTD传感器的浮标进行试验,其中以CSIRO最为积极,计划在南太平洋-印度洋和南大洋海域布放18个携带RBR CTD传感器的试验型浮标。Susan Wijffels还建议需要扩大RBR CTD的示范应用范围,寻找更多的船载现场比测机会,尽可能利用其他高质量资料来确定更为准确的校正方法。
WHOI的Steve Jayne博士汇报了剖面浮标在极地冰下观测的情况,主要有WHOI研制的ALTO和ALAMO型浮标,法国NKE公司生产的Pro-ice型BGC浮标,UW组装的APEX型核心和BGC浮标等。从UW的统计结果可以看出,2007-2019年期间,由UW组装和布放在南大洋季节性冰区的APEX型浮标,其中的60%浮标都能获得200条以上剖面。
法国索邦大学LOV海洋学实验室的Hervé Claustre教授和MBARI的Ken Johnson教授,对BGC浮标上加装新传感器、延长BGC浮标工作寿命、溶解氧/硝酸盐/pH传感器的工作寿命和工作性能情况做了介绍。Ken Johnson对美国SOCCOM项目布放的BGC浮标观测数据进行了分析,得出溶解氧、硝酸盐和pH观测数据的平均偏差分别为1 μmol/kg、0.1 μmol/kg和0.005,标准偏差分别为2 μmol/kg、0.5 μmol/kg和0.008。
在深海Argo技术部分,SCRIPPS海洋研究所的Dean Roemmich教授、日本JAMSTEC的Shigeki Hosoda博士、青岛海洋科学与技术试点国家实验室的陈朝晖教授、AST联合主席Toshio Suga教授和法国海洋开发研究院(IFREMER)的Xavier Andre博士等分别汇报了SOLO、APEX、HM4000、Deep NINJA和Deep ARVOR等多种型号深海浮标的技术进展和遇到的问题。从他们的报告中可以发现,深海剖面浮标在实际使用过程中均存在一些诸如通讯失败、工作寿命不长、控制器缺陷和避冰软件失效等技术问题,目前各浮标生产商正努力改进这些问题。在过去的海上试验中发现,安装在深海SOLO和APEX型浮标上的SBE61型CTD传感器仍有一定比例发生漂移故障,有些漂移还和海水压力有关系,需要进行压力校正。深海6000米型RBR CTD传感器也将在今年下半年进行海上测试,预期在不远的将来可应用于深海Argo观测。
3、浮标和传感器研制生产现状与存在问题
按照惯例,本次会议同样安排了一次主要由浮标和传感器研制生产商参加的研讨会。该议题由美国MRV公司的Christian P Sarason先生主持。包括法国NKE、美国SBE、美国TWR、美国MRV和加拿大RBR公司等在内的几个主要浮标和传感器生产商先后介绍了各自的浮标和传感器产品、技术进展和受COVID-19疫情的影响等内容。针对Argo 2020规划的实施,各浮标生产商投入了更多人力物力,努力提高浮标质量和工作寿命,抓紧深海和BGC浮标的研制和改进工作。如法国NKE公司正在开发PROVOR CTS5型浮标,可更灵活地加装各种传感器(最多7个传感器)和预设浮标采样任务,并能直接向用户发送XML格式的元数据;美国海鸟公司(SBE)在今年3月26日临时关闭了位于华盛顿州的工厂,科研和技术支持团队则采用远程办公方式开展工作,而位于俄勒冈州Philomath和德国Kempten的工厂则断断续续开展工作。该公司正对其研制的NAVIS型浮标进行技术改进,如增加电池容量延长BGC浮标的工作寿命达到250个循环,提高压力泵的工作效率,增加浮标体积以便加装更多传感器等,同时还对SBE63溶解氧传感器进行了重新设计,以便满足BGC Argo资料管理组提出的进行空气测量要求;对ISFET pH传感器的技术改进,其目的同样是为了提高其观测精度和使用寿命。
作为会议补充,海鸟公司Kim Martini博士对国际Argo组织特别关注的核心和深海Argo CTD传感器的技术进展情况做了汇报。从过去的海上观测结果发现,SBE41和SBE61型CTD传感器中存在三种盐度漂移模式,即SBE41缓慢的线性盐度漂移、SBE41早期盐度快速漂移和SBE61先慢后快的盐度漂移,该公司目前正在分析这些盐度漂移的可能原因,考虑在传感器主板上对盐度进行热滞后校正,并能将原始和校正后的盐度同时发送给用户。美国TWR公司目前生产的浮标均使用APF11固件,用户可更方便地调试各种采样和任务模式,改进了触底探测方法,增加剖面重传功能,改善避冰软件,加快抽油速度以便浮标能更快下潜。美国MRV公司基于SOLO-II型浮标技术开发的S2-A和ALTO两种型号浮标,虽然其工作性能表现稳定,但其仍在不断做技术改进,如安装大容量存储卡,改装RUDICS铱星通讯模块,集成湿度传感器,修改软件,便于用户加装其他传感器等。该公司还与SCRIPPS海洋研究所合作,正在开发一款新型BGC浮标。受COVID-19疫情影响,MRV公司的浮标生产不得不等待海鸟CTD的供货和SCRIPPS海洋研究所压力和压载测试罐的重新开放。最后由加拿大RBR公司介绍了其研制的CTD传感器产品,其中2000米型CTD传感器目前仍处于批量示范阶段,但仍需要得到各Argo成员国的支持,布放更多的加装RBR CTD的浮标,以便达到100个示范浮标的量,帮助RBR CTD进行海上试验,最终得到国际Argo组织的正式认证。针对先前布放的携带RBR CTD传感器的浮标获取的资料,该公司通过各国提供的船载CTD仪和邻近浮标观测的高质量CTD资料,开展了大量比较和分析工作,正在陆续提供修订后的标定系数,并在后续生产的CTD上做了改进。AST也有意向积极推进RBR CTD的批量示范工作,以便扭转全球Argo观测网内浮标携带的CTD传感器由美国海鸟一家垄断的局面,降低因没有竞争而可能出现的CTD传感器质量下降风险,且多个国家已积极响应,计划布放更多的携带RBR CTD传感器的浮标,供国际Argo组织认证使用。
4、Argo数据管理
AST联合主席Susan Wijffels和Toshio Suga教授主持了最后一天的、以“Argo数据管理”为主要议题的会议。美国SCRIPPS海洋研究所的John Gilson博士汇报了“盐度快速漂移”工作组自上一次Argo资料管理组会议以来所做的工作,成立该工作组的目的是为了调查近年来海鸟CTD传感器出现盐度快速漂移的情况及其可校正性,并分析盐度漂移是否有压力依赖特征。工作组在分析时,通常会采用性质比较稳定的水团,如深层水和中央水团。在核心和深海Argo浮标观测资料中均能发现盐度漂移压力依赖特征的个例,甚至在有些极端个例中发现从浮标开始发生漂移时就出现了压力依赖特征。经过调查认为,盐度漂移压力依赖性开始发生的阈值仍不明了,需要做进一步的调查和分析。工作组还建议在数据文件的“SCIENTIFIC_CALIB_COMMENT”变量中加入盐度漂移压力依赖的相关说明。来自IFREMER的G. Maze博士介绍了使用机器学习方法进行数据质量控制的最新进展,他设计了一套机器学习Argo数据质量控制的流程,可以减少25%的人员工作量,但机器学习通常需要较多样本,因此仍存在一定的缺陷,目前还无法大规模推广。美国SCRIPPS海洋研究所的Steve Diggs博士介绍了过去一年CCHDO为Argo延时模式质控收集高质量船载CTD资料的情况。值得注意的是,他们正在为深海Argo的延时模式质量控制收集参考CTD数据集,这些CTD数据主要来自GO-SHIP计划,需要达到温度0.001oC、盐度0.002和压力2 dbar的精度要求。为此,均要求使用高精度实验室盐度计对海水样品进行分析,以便能对由深海浮标观测的CTD盐度进行校正。美国PMEL的Gregory C. Johnson博士汇报了由他组织的针对深海SBE61和SBE41型CTD传感器中电导率压缩性的调查结果,这些分析均基于不同型号深海剖面浮标与船载CTD仪的比对,其目的是为这些传感器寻找更为合适的电导率压力校正系数(CPcor),每个CTD传感器在出厂前都会提供一个实验室标定的CPcor,主要用于对深海CTD剖面资料的延时模式质量控制。接下来,ADMT前联合主席、IFREMER的Sylvie Pouliquen女士向AST汇报了2019年在法国尼斯召开的ADMT-20次会议的总结以及向AST征求的相关意见。
美国华盛顿大学的Annie Wong女士介绍了Argo计划实施二十年(1999-2019)所获取的、来自全球海洋剖面浮标观测网中 200万条温-盐度剖面和次表层流速的相关情况,以及计划的撰写一份评估总结报告的进展情况。目前,已经完成该报告的初稿,并正在征求全体AST成员的意见,定稿后将投送“Frontier in Marine Science”国际刊物公开发表。该文寄希望于提醒人们,已经过去的20年,对于最初设想建立这个海洋观测网的科学家来说,是一段漫长、艰辛的旅程,而对于未来维持全球海洋观测系统的目标来说,却又是一段短暂的行程。所以,公开发表该文既有记录核心Argo数据集从建立到2019年的这段历史,又有迎接全球海洋数据集扩展进入到2020年及其以后一个更长历史时期的双重目的。
最后,会议讨论了国际Argo计划办公室新网站(https://argo.sioword.ucsd.edu)的设计方案和即将召开的与Argo相关的会议安排等。法国索邦大学LOV海洋学实验室的Hervé Claustre教授提议明年的AST-22次会议由摩纳哥承办,并与2021年3月22-26日期间的摩纳哥海洋周一起举行。会议还提议增加AST执行委员会的人数至10人(目前5人),以便更好地指导核心Argo、深海Argo和BGC Argo计划的组织和协调。
本次AST年会是以一种新颖的视频会议形式举行,由于准备时间比较仓促,且与会代表又来自于不同时区,受时间限制难以安排充分的讨论,所以会议没有按惯例马上形成相关决议及其执行条款,将在会后通过电子邮件方式达成。
二、体会与建议
三天的AST-21视频会议虽然受时差等因素的影响进行了大量压缩,但仍按照预定的议程顺利地展开介绍和讨论,各国代表没有因为受COVID-19疫情影响而缺席会议,在生产商研讨会环节更是有80多人加入视频会议。随着国际Argo计划正式向Argo 2020的宏伟目标迈进,各国Argo计划都在通过不同渠道极力争取政府的支持,购置和投放更多的浮标,同时循序渐进地向深海和生物地球化学领域拓展。边缘海的Argo观测也是全球Argo的重要组成部分,但受地缘政治和政策法规限制,导致有些边缘海内的浮标数量有所减少,亟需新的资源投入和相关法律规定的支持。国际Argo计划越来越重视浮标和传感器的质量和工作性能,提出了核心Argo计划浮标能达到观测250个剖面的目标。近年来海鸟CTD传感器的性能有所下降,使成批浮标观测的盐度资料误差较大甚至出现压力依赖的误差,引起了AST和Argo资料管理组的高度重视,要求海鸟公司进行深入调查和分析,同时AST也认为传感器需要存在竞争局面,才能使传感器出现批次质量问题导致Argo数据库中数据质量下降的风险降低。因此,AST将积极推进加拿大RBR CTD传感器的认证工作,鼓励各国Argo计划购置一定数量携带RBR CTD的剖面浮标,开展海上示范试验,提供更多比测数据供国际Argo组织认证及RBR公司做进一步的技术性能改进。下面将提出几点与会的认识与对策建议,供主管部门决策参考:
1、 抓紧编制我国Argo未来发展规划
自2020年起,国际Argo计划将全面向其提出的Argo 2020愿景规划迈进,各主要成员国均在极力争取获得政府部门更多支持,欧盟专门成立了欧洲研究基础设施财团(ERIC Euro-Argo),加强对扩展Argo观测网的投入,计划维持整个观测网1/4数量的浮标,特别是像意大利、西班牙和荷兰等国家,近几年均加大了浮标投放力度。我国早期(2002年)由原国家海洋局组织编制的《中国Argo实时海洋观测系统建设规划纲要(2002-2010年)》(简称《中国Argo规划纲要》),显然已经跟不上当前国际Argo计划快速扩张和全球Argo实时海洋观测网不断拓展的步伐,特别是与欧美等沿海国家的热衷程度相比,我国参与该国际大科学计划的后劲明显不足,且与主要Argo成员国(美国、澳大利亚、法国、德国、英国、日本和印度等)的差距也在不断拉大。为此,建议抓紧编制我国Argo未来发展规划,将我国Argo观测网建设和运维纳入业务化海洋观测体系,从长期可持续性发展角度出发,加大浮标投放力度,同时有序地向深海和生物地球化学领域拓展,出台相关政策措施,规范剖面浮标的采购与布放活动,特别是观测数据的统一接收及其观测资料的质量控制工作,以引导中国Argo计划的有序、健康发展。
2、抓紧南海Argo区域海洋观测网建设和运维
南海是西北太平洋区域最为重要的边缘海,对我国气候变化、能源运输和经济发展影响深远,无论是科学研究、业务化预测预报、防灾减灾,还是海洋环境安全保障等,均需要一个长期可持续的区域观测网。我国虽然在2016年依靠科技部科技基础性工作专项的支持,在南海布放了10个国产北斗剖面浮标,拉开了我国主导建设南海Argo区域海洋观测网的序幕,但后续由于缺少业务经费的支持,至2019年6月,已经没有浮标在该海域正常工作。如果我国在近期仍无法建成由25个浮标组成的区域观测网,则不排除美国等域外国家重新在南海开始布放剖面浮标的可能。为此,我国应积极掌握主动权和主导权,尽快布放一批国产北斗剖面浮标,使南海Argo区域海洋观测网完全由我国主导建设和维护,同时适时邀请南海周边国家参与该观测网的运维,成为全球Argo实时海洋观测网的重要组成部分。
3、积极参与国际Argo计划组织的CTD传感器认证活动
国际Argo计划正面临CTD传感器长期观测性能下降的困境,正设法扭转传感器由一家公司垄断的不利局面,因此鼓励各成员国在未来小批量布放携带RBR CTD传感器的浮标,并尽可能地使用船载CTD仪和实验室高精度盐度计开展比对试验,供AST组织的认证使用,同时也有助于RBR CTD传感器生产厂家对传感器的改进和标定。我国是国际Argo计划重要成员国,理应承担一个成员国应尽的义务,为此,建议在即将执行的涉及到剖面浮标布放的专项任务,购置少量安装RBR CTD传感器的浮标进行海上试验,同时尽可能使用船载CTD仪和实验室盐度计进行比测,为AST和加拿大RBR公司提供第一手的现场比测数据。由青岛海洋科学与技术国家实验室支持的我国深海剖面浮标研制项目,计划在今年布放9个安装RBR深海型CTD传感器的HM4000型浮标(由青岛海山海洋装备有限公司研制),建议届时将这些浮标的观测数据提供给深海Argo工作组和RBR公司,以便加快RBR深海型CTD传感器的认证进程。
4、国产剖面浮标需加快技术改进
要实现Argo 2020规划提出的4700个活跃浮标的目标将面临诸多困难和挑战,特别是COVID-19疫情势必对各国经济发展带来大的影响,未来各国Argo计划的投资力度将存在很大不确定性。面对当前不利局面,AST设想用提高浮标工作寿命和性能来弥补潜在的浮标布放数量不足而造成的全球Argo观测网内活跃浮标数量的衰退,甚至提出了核心Argo使用的剖面浮标应当达到观测250条剖面(6~7年)的水平,目前美国SCRIPPS海洋研究所和MRV公司生产的SOLO-II型浮标以及法国NKE公司生产的ARVOR型浮标均有望在近期实现这一目标。我国自主研制的HM2000型浮标(由中船集团第七一0研究所研制)虽已得到国际Argo组织的认证并用于我国Argo实时海洋观测网的建设,但受限于浮标自身的功耗和国产锂电池的技术水平,目前仅能达到2-3年的工作寿命,显然与国外先进国家生产的浮标存在不小的差距,而另一型由国家海洋技术中心研制的COPEX型浮标,至今仍未获得国际Argo组织的认证。为此,建议国内浮标研制生产单位,应在科研用户单位的协助下尽快组织技术力量对现有浮标的功耗和电池放电性能等展开调查和分析,进一步提高浮标的工作寿命和性能,更好地满足未来我国专项任务实施的技术要求。同时,还建议主管部门在其组织的专项任务中,在大力支持国产剖面浮标应用的同时,适时提高设备的技术指标和质保要求,以便进一步促进国产剖面浮标的技术水平。
1、Argo执行现状和未来
该议题由AST联合主席、美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的Susan Wijffels教授主持。Susan Wijffels教授简单介绍了本次会议的组织情况,并对与会代表们的积极参会表示了欢迎和致谢。接下来按照惯例,首先由国际Argo信息中心(AIC)协调员Mathieu Belbeoch先生介绍了整个Argo观测网的现状,他指出2019年是近十年浮标布放数量最少(750多个)的一年,但由于各型浮标工作寿命的逐渐增加,较好地弥补了因浮标补充数量减少而可能导致的观测网衰退风险。然而,受COVID-19疫情影响,各国的年度财政预算很可能被进一步压缩,从而会使整个观测网加速衰退;同时,边缘海和南大洋的浮标布放问题仍未得到解决,亟需寻找新的资源对全球Argo观测网进行补充,包括新的合作伙伴、跨项目或跨观测网的布放浮标船时和获准进入专属经济区(EEZ)的权利等。在观测系统快速发展的今天,Argo需要加强与其他海洋观测系统(如GO-SHIP、TPOS-2020、SOOS、EGO水下滑翔机观测计划等)的相互协调与合作。在浮标和传感器硬件方面,他建议需要保持设备的多样性,加强行业竞争,进一步提高浮标工作性能,提出了核心Argo浮标正常工作6~7年(或250个循环)、BGC Argo浮标工作3年以上(或117个循环)的目标。
接着,由美国华盛顿大学(UW)Stephen C Riser教授专门报告了剖面浮标可能对海洋环境影响的研究结果。自国际Argo计划实施以来,有关剖面浮标对海洋环境可能造成影响的质疑就一直没有停止过,特别是2019年9月在美国夏威夷召开的OceanObs’19大会上,该问题又被重新提出。因此,国际Argo组织认为有必要对该问题进行调查和分析,并正在撰写一篇分析研究报告,计划在在相关国际学术期刊上公开发表。Stephen C Riser教授通过对浮标结构成分(如铝质标体、塑料零部件、碱性和锂电池组等)、以船载观测方式替代Argo观测网需付出的代价(主要指碳排放)和大批量回收浮标的可能性等几个方面的分析,得出Argo观测网对海洋环境的影响相比于自然和人类活动造成的影响是微乎其微的,而且浮标的分布密度也不足以增加有害物质的浓度。
美国蒙特利海湾研究所(MBARI)的Ken Johnson研究员介绍了在AST会议前(4月10日)召开的BGC Argo工作组会议的概况和讨论结果。该工作组会议期间,几个主要BGC Argo参与国(如美国、法国、英国、德国、澳大利亚、加拿大、日本、印度、中国和南非等)都汇报了各国年度进展情况。目前,该观测网内已经有400个活跃浮标,其中美国贡献了总量的一半以上。BGC Argo计划正得到越来越多的沿海国家青睐,如挪威、墨西哥、沙特阿拉伯和芬兰等国家正参与或即将参与该计划的浮标布放。当前,BGC Argo计划实施面临的主要困境来自于传感器的价格过高,而且很多浮标生产商将BGC浮标的生产作为一个研制项目,而不是正常的生产任务。Ken Johnson最后指出,鉴于BGC Argo观测网正从试验组网阶段转向全球组网,需要对BGC Argo的组织框架进行重组,目的是加大BGC Argo的宣传,吸引新的合作伙伴加入,加强与Argo组织内外的互动、交流与合作等。
美国斯克利普斯海洋研究所(SCRIPPS)的N. Zilberman博士介绍了深海Argo计划的执行现状,全球140多个活跃深海Argo浮标中的60%以上是由美国布放的,其他参与国家主要包括法国、澳大利亚、日本、英国、挪威、意大利和中国。目前深海CTD长期观测精度问题是限制Argo计划的全球组网一个重要因素,无论是6000米级的SBE61还是4000米级的SBE41型CTD传感器,在实际观测过程中均出现了一定比例的盐度漂移情况(如15%的SBE61 CTD在浮标工作60-70个循环后出现致命的盐度漂移,13%的SBE61 CTD在浮标工作40-100个循环后出现缓慢的盐度漂移;而14%的SBE41 CTD则出现了盐度正漂移),加拿大RBR公司研制的深海6000米级CTD传感器的性能,则还有待安装到深海浮标上进行现场测试。值得注意的是,法国NKE公司正在将这三款深海Argo CTD同时安装到ARVOR浮标上,以便更好地检验CTD的工作性能,计划于2020年秋季进行试验性布放。
本次会议前,组委会还征集了各国Argo计划的执行要点,并由AST联合主席、日本海洋与地球科学技术厅(JAMSTEC)的Toshio Suga教授进行了综合汇报。如欧洲Argo正与各欧盟成员国一起努力,设法对Argo 2020计划作出更大贡献。近些年,SBE CTD传感器盐度漂移问题导致的Argo数据集质量问题已经引起法国和德国的高度重视,且正在评估其对观测网的影响。中国Argo区域海洋观测网建设的新一阶段经费已经落实,接下来的两年内将在西北太平洋、印度洋和南海海域布放400个使用北斗卫星通讯的HM2000型浮标,该项目顺利实施面临的挑战主要来自COVID-19疫情对需批量引进的CTD传感器是否能正常供货的影响、浮标布放机会和优化布设等。澳大利亚计划今年批量布放携带RBR CTD的浮标,每个浮标会投放到已有携带SBE CTD传感器的浮标附近,从而更好地对RBR CTD传感器进行检验。美国Argo计划由大西洋海洋与气象实验室(AOML)、太平洋海洋环境实验室(PMEL)、SCRIPPS海洋研究所、美国UW和WHOI等单位共同实施,目前除了作为美国Argo数据中心的AOML运行基本正常外,其他单位的进展或多或少受到COVID-19的影响,如浮标的组装和检测、浮标布放、航次计划和SBE CTD的供货等,均受到不同程度的影响,有的实验室甚至已经关停。
国际Argo计划办公室主任Breck Owens先生汇报了今年2月期间分别在瑞士日内瓦和法国巴黎举行的JCOMMOPS战略会议和联合国海洋法公约(UNCLOS)/海洋学委员会(IOC)会议的情况。在JCOMMOPS战略会上重点讨论了JCOMMOPS未来的规划和任务,提出了五年工作目标和面临的挑战;而在UNCLOS/IOC会议上,则对在沿海国家管辖海域进行海洋观测的议题进行了重点讨论。会后将形成一份报告,提交给原计划在今年7月举行的全体IOC执行委员会委员会议讨论。
2、技术进展和面临的挑战
第二天的“技术进展和面临的挑战”议题由AST联合主席Tohiso Suga教授主持。首先由英国国家海洋中心的Brian King教授汇报了整个Argo观测网内浮标的工作性能情况,在2010-2014年期间,性能较好的浮标主要有SOLO-II、NAVIS和APEX(美国华盛顿大学布放)等3种型号,其中40%的浮标能正常工作约250个循环。在2016年以后,APEX型浮标的工作性能出现了下降趋势,只有60%的浮标能达到150个循环以上,而SOLO-II型浮标一直是工作性能最好的浮标。AST前联合主席Dean Roemmich教授在会上分享了使用Tadiran锂电池的SOLO-II型浮标工作情况,2016年布放的所有25个安装该型电池的浮标目前都能正常工作,且各自均已获取了135条剖面。其电压衰减速度比使用Electrochem锂电池的浮标更慢,且提供的电池能量理论上可以支持400-500个循环。澳大利亚联盟工业组织(CSIRO)的Peter Oke博士介绍了APEX APF11型浮标上发现的技术问题,主要包括:CTD传感器无法进入连续采样模式、传回的数据文件(science_log文件)中缺少GPS定位信息、浮标没有正常退出RUDICS服务和服务器上文件丢失等技术问题。现经浮标生产商Teledyne Webb研究公司(TWR)对上述问题的逐个剖析与诊断,已经基本得到解决。CSIRO还在着手开发一款手机APP,其目的是便捷地对各种型号的剖面浮标进行布放前检测,彻底改变过去使用计算机连接并逐条输入命令的检测方式。
接下来,美国UW的Stephen C Riser教授、美国PMEL的Gregory C Johnson博士、加拿大渔业与海洋部的Blair Greenan博士和中国自然资源部第二海洋研究所刘增宏高工分别汇报了APEX APF11型浮标试验的最新进展、NAVIS型浮标性能分析、ARVOR-PROVOR型浮标技术发展和HM2000型浮标技术进展等情况。AST联合主席Susan Wijffels教授根据4个已投放浮标获取的观测数据,发现加拿大RBR公司研制的RBR Argo CTD普遍存在盐度误差的问题。目前,RBR公司正努力通过各种实验,试图给出更好的校正方法。RBR CTD传感器已进入批量示范阶段,各国均计划在未来布放更多的携带RBR CTD传感器的浮标进行试验,其中以CSIRO最为积极,计划在南太平洋-印度洋和南大洋海域布放18个携带RBR CTD传感器的试验型浮标。Susan Wijffels还建议需要扩大RBR CTD的示范应用范围,寻找更多的船载现场比测机会,尽可能利用其他高质量资料来确定更为准确的校正方法。
WHOI的Steve Jayne博士汇报了剖面浮标在极地冰下观测的情况,主要有WHOI研制的ALTO和ALAMO型浮标,法国NKE公司生产的Pro-ice型BGC浮标,UW组装的APEX型核心和BGC浮标等。从UW的统计结果可以看出,2007-2019年期间,由UW组装和布放在南大洋季节性冰区的APEX型浮标,其中的60%浮标都能获得200条以上剖面。
法国索邦大学LOV海洋学实验室的Hervé Claustre教授和MBARI的Ken Johnson教授,对BGC浮标上加装新传感器、延长BGC浮标工作寿命、溶解氧/硝酸盐/pH传感器的工作寿命和工作性能情况做了介绍。Ken Johnson对美国SOCCOM项目布放的BGC浮标观测数据进行了分析,得出溶解氧、硝酸盐和pH观测数据的平均偏差分别为1 μmol/kg、0.1 μmol/kg和0.005,标准偏差分别为2 μmol/kg、0.5 μmol/kg和0.008。
在深海Argo技术部分,SCRIPPS海洋研究所的Dean Roemmich教授、日本JAMSTEC的Shigeki Hosoda博士、青岛海洋科学与技术试点国家实验室的陈朝晖教授、AST联合主席Toshio Suga教授和法国海洋开发研究院(IFREMER)的Xavier Andre博士等分别汇报了SOLO、APEX、HM4000、Deep NINJA和Deep ARVOR等多种型号深海浮标的技术进展和遇到的问题。从他们的报告中可以发现,深海剖面浮标在实际使用过程中均存在一些诸如通讯失败、工作寿命不长、控制器缺陷和避冰软件失效等技术问题,目前各浮标生产商正努力改进这些问题。在过去的海上试验中发现,安装在深海SOLO和APEX型浮标上的SBE61型CTD传感器仍有一定比例发生漂移故障,有些漂移还和海水压力有关系,需要进行压力校正。深海6000米型RBR CTD传感器也将在今年下半年进行海上测试,预期在不远的将来可应用于深海Argo观测。
3、浮标和传感器研制生产现状与存在问题
按照惯例,本次会议同样安排了一次主要由浮标和传感器研制生产商参加的研讨会。该议题由美国MRV公司的Christian P Sarason先生主持。包括法国NKE、美国SBE、美国TWR、美国MRV和加拿大RBR公司等在内的几个主要浮标和传感器生产商先后介绍了各自的浮标和传感器产品、技术进展和受COVID-19疫情的影响等内容。针对Argo 2020规划的实施,各浮标生产商投入了更多人力物力,努力提高浮标质量和工作寿命,抓紧深海和BGC浮标的研制和改进工作。如法国NKE公司正在开发PROVOR CTS5型浮标,可更灵活地加装各种传感器(最多7个传感器)和预设浮标采样任务,并能直接向用户发送XML格式的元数据;美国海鸟公司(SBE)在今年3月26日临时关闭了位于华盛顿州的工厂,科研和技术支持团队则采用远程办公方式开展工作,而位于俄勒冈州Philomath和德国Kempten的工厂则断断续续开展工作。该公司正对其研制的NAVIS型浮标进行技术改进,如增加电池容量延长BGC浮标的工作寿命达到250个循环,提高压力泵的工作效率,增加浮标体积以便加装更多传感器等,同时还对SBE63溶解氧传感器进行了重新设计,以便满足BGC Argo资料管理组提出的进行空气测量要求;对ISFET pH传感器的技术改进,其目的同样是为了提高其观测精度和使用寿命。
作为会议补充,海鸟公司Kim Martini博士对国际Argo组织特别关注的核心和深海Argo CTD传感器的技术进展情况做了汇报。从过去的海上观测结果发现,SBE41和SBE61型CTD传感器中存在三种盐度漂移模式,即SBE41缓慢的线性盐度漂移、SBE41早期盐度快速漂移和SBE61先慢后快的盐度漂移,该公司目前正在分析这些盐度漂移的可能原因,考虑在传感器主板上对盐度进行热滞后校正,并能将原始和校正后的盐度同时发送给用户。美国TWR公司目前生产的浮标均使用APF11固件,用户可更方便地调试各种采样和任务模式,改进了触底探测方法,增加剖面重传功能,改善避冰软件,加快抽油速度以便浮标能更快下潜。美国MRV公司基于SOLO-II型浮标技术开发的S2-A和ALTO两种型号浮标,虽然其工作性能表现稳定,但其仍在不断做技术改进,如安装大容量存储卡,改装RUDICS铱星通讯模块,集成湿度传感器,修改软件,便于用户加装其他传感器等。该公司还与SCRIPPS海洋研究所合作,正在开发一款新型BGC浮标。受COVID-19疫情影响,MRV公司的浮标生产不得不等待海鸟CTD的供货和SCRIPPS海洋研究所压力和压载测试罐的重新开放。最后由加拿大RBR公司介绍了其研制的CTD传感器产品,其中2000米型CTD传感器目前仍处于批量示范阶段,但仍需要得到各Argo成员国的支持,布放更多的加装RBR CTD的浮标,以便达到100个示范浮标的量,帮助RBR CTD进行海上试验,最终得到国际Argo组织的正式认证。针对先前布放的携带RBR CTD传感器的浮标获取的资料,该公司通过各国提供的船载CTD仪和邻近浮标观测的高质量CTD资料,开展了大量比较和分析工作,正在陆续提供修订后的标定系数,并在后续生产的CTD上做了改进。AST也有意向积极推进RBR CTD的批量示范工作,以便扭转全球Argo观测网内浮标携带的CTD传感器由美国海鸟一家垄断的局面,降低因没有竞争而可能出现的CTD传感器质量下降风险,且多个国家已积极响应,计划布放更多的携带RBR CTD传感器的浮标,供国际Argo组织认证使用。
4、Argo数据管理
AST联合主席Susan Wijffels和Toshio Suga教授主持了最后一天的、以“Argo数据管理”为主要议题的会议。美国SCRIPPS海洋研究所的John Gilson博士汇报了“盐度快速漂移”工作组自上一次Argo资料管理组会议以来所做的工作,成立该工作组的目的是为了调查近年来海鸟CTD传感器出现盐度快速漂移的情况及其可校正性,并分析盐度漂移是否有压力依赖特征。工作组在分析时,通常会采用性质比较稳定的水团,如深层水和中央水团。在核心和深海Argo浮标观测资料中均能发现盐度漂移压力依赖特征的个例,甚至在有些极端个例中发现从浮标开始发生漂移时就出现了压力依赖特征。经过调查认为,盐度漂移压力依赖性开始发生的阈值仍不明了,需要做进一步的调查和分析。工作组还建议在数据文件的“SCIENTIFIC_CALIB_COMMENT”变量中加入盐度漂移压力依赖的相关说明。来自IFREMER的G. Maze博士介绍了使用机器学习方法进行数据质量控制的最新进展,他设计了一套机器学习Argo数据质量控制的流程,可以减少25%的人员工作量,但机器学习通常需要较多样本,因此仍存在一定的缺陷,目前还无法大规模推广。美国SCRIPPS海洋研究所的Steve Diggs博士介绍了过去一年CCHDO为Argo延时模式质控收集高质量船载CTD资料的情况。值得注意的是,他们正在为深海Argo的延时模式质量控制收集参考CTD数据集,这些CTD数据主要来自GO-SHIP计划,需要达到温度0.001oC、盐度0.002和压力2 dbar的精度要求。为此,均要求使用高精度实验室盐度计对海水样品进行分析,以便能对由深海浮标观测的CTD盐度进行校正。美国PMEL的Gregory C. Johnson博士汇报了由他组织的针对深海SBE61和SBE41型CTD传感器中电导率压缩性的调查结果,这些分析均基于不同型号深海剖面浮标与船载CTD仪的比对,其目的是为这些传感器寻找更为合适的电导率压力校正系数(CPcor),每个CTD传感器在出厂前都会提供一个实验室标定的CPcor,主要用于对深海CTD剖面资料的延时模式质量控制。接下来,ADMT前联合主席、IFREMER的Sylvie Pouliquen女士向AST汇报了2019年在法国尼斯召开的ADMT-20次会议的总结以及向AST征求的相关意见。
美国华盛顿大学的Annie Wong女士介绍了Argo计划实施二十年(1999-2019)所获取的、来自全球海洋剖面浮标观测网中 200万条温-盐度剖面和次表层流速的相关情况,以及计划的撰写一份评估总结报告的进展情况。目前,已经完成该报告的初稿,并正在征求全体AST成员的意见,定稿后将投送“Frontier in Marine Science”国际刊物公开发表。该文寄希望于提醒人们,已经过去的20年,对于最初设想建立这个海洋观测网的科学家来说,是一段漫长、艰辛的旅程,而对于未来维持全球海洋观测系统的目标来说,却又是一段短暂的行程。所以,公开发表该文既有记录核心Argo数据集从建立到2019年的这段历史,又有迎接全球海洋数据集扩展进入到2020年及其以后一个更长历史时期的双重目的。
最后,会议讨论了国际Argo计划办公室新网站(https://argo.sioword.ucsd.edu)的设计方案和即将召开的与Argo相关的会议安排等。法国索邦大学LOV海洋学实验室的Hervé Claustre教授提议明年的AST-22次会议由摩纳哥承办,并与2021年3月22-26日期间的摩纳哥海洋周一起举行。会议还提议增加AST执行委员会的人数至10人(目前5人),以便更好地指导核心Argo、深海Argo和BGC Argo计划的组织和协调。
本次AST年会是以一种新颖的视频会议形式举行,由于准备时间比较仓促,且与会代表又来自于不同时区,受时间限制难以安排充分的讨论,所以会议没有按惯例马上形成相关决议及其执行条款,将在会后通过电子邮件方式达成。
二、体会与建议
三天的AST-21视频会议虽然受时差等因素的影响进行了大量压缩,但仍按照预定的议程顺利地展开介绍和讨论,各国代表没有因为受COVID-19疫情影响而缺席会议,在生产商研讨会环节更是有80多人加入视频会议。随着国际Argo计划正式向Argo 2020的宏伟目标迈进,各国Argo计划都在通过不同渠道极力争取政府的支持,购置和投放更多的浮标,同时循序渐进地向深海和生物地球化学领域拓展。边缘海的Argo观测也是全球Argo的重要组成部分,但受地缘政治和政策法规限制,导致有些边缘海内的浮标数量有所减少,亟需新的资源投入和相关法律规定的支持。国际Argo计划越来越重视浮标和传感器的质量和工作性能,提出了核心Argo计划浮标能达到观测250个剖面的目标。近年来海鸟CTD传感器的性能有所下降,使成批浮标观测的盐度资料误差较大甚至出现压力依赖的误差,引起了AST和Argo资料管理组的高度重视,要求海鸟公司进行深入调查和分析,同时AST也认为传感器需要存在竞争局面,才能使传感器出现批次质量问题导致Argo数据库中数据质量下降的风险降低。因此,AST将积极推进加拿大RBR CTD传感器的认证工作,鼓励各国Argo计划购置一定数量携带RBR CTD的剖面浮标,开展海上示范试验,提供更多比测数据供国际Argo组织认证及RBR公司做进一步的技术性能改进。下面将提出几点与会的认识与对策建议,供主管部门决策参考:
1、 抓紧编制我国Argo未来发展规划
自2020年起,国际Argo计划将全面向其提出的Argo 2020愿景规划迈进,各主要成员国均在极力争取获得政府部门更多支持,欧盟专门成立了欧洲研究基础设施财团(ERIC Euro-Argo),加强对扩展Argo观测网的投入,计划维持整个观测网1/4数量的浮标,特别是像意大利、西班牙和荷兰等国家,近几年均加大了浮标投放力度。我国早期(2002年)由原国家海洋局组织编制的《中国Argo实时海洋观测系统建设规划纲要(2002-2010年)》(简称《中国Argo规划纲要》),显然已经跟不上当前国际Argo计划快速扩张和全球Argo实时海洋观测网不断拓展的步伐,特别是与欧美等沿海国家的热衷程度相比,我国参与该国际大科学计划的后劲明显不足,且与主要Argo成员国(美国、澳大利亚、法国、德国、英国、日本和印度等)的差距也在不断拉大。为此,建议抓紧编制我国Argo未来发展规划,将我国Argo观测网建设和运维纳入业务化海洋观测体系,从长期可持续性发展角度出发,加大浮标投放力度,同时有序地向深海和生物地球化学领域拓展,出台相关政策措施,规范剖面浮标的采购与布放活动,特别是观测数据的统一接收及其观测资料的质量控制工作,以引导中国Argo计划的有序、健康发展。
2、抓紧南海Argo区域海洋观测网建设和运维
南海是西北太平洋区域最为重要的边缘海,对我国气候变化、能源运输和经济发展影响深远,无论是科学研究、业务化预测预报、防灾减灾,还是海洋环境安全保障等,均需要一个长期可持续的区域观测网。我国虽然在2016年依靠科技部科技基础性工作专项的支持,在南海布放了10个国产北斗剖面浮标,拉开了我国主导建设南海Argo区域海洋观测网的序幕,但后续由于缺少业务经费的支持,至2019年6月,已经没有浮标在该海域正常工作。如果我国在近期仍无法建成由25个浮标组成的区域观测网,则不排除美国等域外国家重新在南海开始布放剖面浮标的可能。为此,我国应积极掌握主动权和主导权,尽快布放一批国产北斗剖面浮标,使南海Argo区域海洋观测网完全由我国主导建设和维护,同时适时邀请南海周边国家参与该观测网的运维,成为全球Argo实时海洋观测网的重要组成部分。
3、积极参与国际Argo计划组织的CTD传感器认证活动
国际Argo计划正面临CTD传感器长期观测性能下降的困境,正设法扭转传感器由一家公司垄断的不利局面,因此鼓励各成员国在未来小批量布放携带RBR CTD传感器的浮标,并尽可能地使用船载CTD仪和实验室高精度盐度计开展比对试验,供AST组织的认证使用,同时也有助于RBR CTD传感器生产厂家对传感器的改进和标定。我国是国际Argo计划重要成员国,理应承担一个成员国应尽的义务,为此,建议在即将执行的涉及到剖面浮标布放的专项任务,购置少量安装RBR CTD传感器的浮标进行海上试验,同时尽可能使用船载CTD仪和实验室盐度计进行比测,为AST和加拿大RBR公司提供第一手的现场比测数据。由青岛海洋科学与技术国家实验室支持的我国深海剖面浮标研制项目,计划在今年布放9个安装RBR深海型CTD传感器的HM4000型浮标(由青岛海山海洋装备有限公司研制),建议届时将这些浮标的观测数据提供给深海Argo工作组和RBR公司,以便加快RBR深海型CTD传感器的认证进程。
4、国产剖面浮标需加快技术改进
要实现Argo 2020规划提出的4700个活跃浮标的目标将面临诸多困难和挑战,特别是COVID-19疫情势必对各国经济发展带来大的影响,未来各国Argo计划的投资力度将存在很大不确定性。面对当前不利局面,AST设想用提高浮标工作寿命和性能来弥补潜在的浮标布放数量不足而造成的全球Argo观测网内活跃浮标数量的衰退,甚至提出了核心Argo使用的剖面浮标应当达到观测250条剖面(6~7年)的水平,目前美国SCRIPPS海洋研究所和MRV公司生产的SOLO-II型浮标以及法国NKE公司生产的ARVOR型浮标均有望在近期实现这一目标。我国自主研制的HM2000型浮标(由中船集团第七一0研究所研制)虽已得到国际Argo组织的认证并用于我国Argo实时海洋观测网的建设,但受限于浮标自身的功耗和国产锂电池的技术水平,目前仅能达到2-3年的工作寿命,显然与国外先进国家生产的浮标存在不小的差距,而另一型由国家海洋技术中心研制的COPEX型浮标,至今仍未获得国际Argo组织的认证。为此,建议国内浮标研制生产单位,应在科研用户单位的协助下尽快组织技术力量对现有浮标的功耗和电池放电性能等展开调查和分析,进一步提高浮标的工作寿命和性能,更好地满足未来我国专项任务实施的技术要求。同时,还建议主管部门在其组织的专项任务中,在大力支持国产剖面浮标应用的同时,适时提高设备的技术指标和质保要求,以便进一步促进国产剖面浮标的技术水平。