2012年9月24-29日，国际雷达高度计二十年进展学术讨论会暨第四届国际Argo科学研讨 会，在意大利威尼斯市利多岛召开，会议由国际Argo组织和欧洲Argo联盟联合承办。24-26日为国际雷达高度计二十年进展学术讨论会，27-29日 是Argo科学研讨会，来自25个国家的234名代表参加了会议。
       这次研讨会主要有以下5个目的：（1）鼓励使用Argo资料开展研究工作，特别是与高度计资料的结合；（2）吸引年轻科学家进入Argo团 队；（3）增强与高度计团队的交流；（4）进一步增加Argo计划在国际社会上的显示度；（5）对Argo计划未来发展等事宜展开讨论。
       本次研讨会的主题是：庆祝Argo 计划近十年来所取得的成就，迎接下一个十年的到来，以及Argo计划所面临的挑战等。会议议程分为6个部分：（1）海平面与Argo计划；（2）热量与盐 度收支；（3）MOC（经向翻转流）和大尺度环流；（4）中尺度环流；（5）Argo数据对模式的影响；（6）Argo计划向边缘海、冰覆盖海域以及生物 地球化学要素等方面的扩展。共有43个海报参加了展示。
       前十年的发展成果表明，国际Argo计划在海洋与气候研究、海洋学业务化应用等方面有着独特的潜力。与前几届研讨会相比，本届研讨会展示了 将Argo观测数据与其他现场观测、卫星观测资料及数值模式相结合所取得的新方法及新成果。把第四届Argo科学研讨会与高度计学术讨论会一起举办具有重 大的意义，使人们进一步意识到Argo数据与高度计数据之间的巨大应用潜力。
       本次Argo科学研讨会圆桌会议的宗旨是，根据2009年全球海洋观测大会提出的要求，将国际社会提出的有关Argo计划的目标和重点，进 行细化分析并达成共识，会议还总结了Argo计划的现状和面临的挑战。有关专家为每一个主题撰写了一个陈述报告，包括了到目前为止Argo计划已取得的成 绩、Argo计划的目标要求（如果有的话）和发展路径（包括技术的成熟和可行性问题）等内容。在研讨会上介绍和讨论了这些主题，最后根据讨论结果修改了这 些报告。
       圆桌会议包含了以下几个主题：
       1、Argo计划的扩展
       （1）深海Argo计划
       （2）Argo向高纬度海域的扩展
       （3）增加在西边界海区的Argo浮标
       （4）Argo向边缘海扩展
       （5）生物、生物地球化学Argo观测
       2、Argo计划的扩展对数据管理带来的影响
       3、Argo计划扩展的连续性问题
       4、Argo计划扩展、全球海洋观测系统及海洋观测框架
       每隔2～3个陈述发言，都会有“评论者”针对其内容提出相关富有挑战性的问题，以引导其他与会者积极参与讨论，报告会现场讨论十分广泛和活跃。
       现将这些修改后的陈述报告提供给大家，目的是为了邀请所有Argo用户进一步提出意见，以便将这些陈述报告进一步完善之后提交给第十四次 Argo科学组会议讨论分析，从而指导各国Argo计划的实施。正如1998年所达成的国际共识，即布放3000个Argo浮标是十年前实现Argo计划 的一个关键因素，而现在则需要明确Argo计划未来十年的发展目标并达成共识。而扩展Argo计划的覆盖区域，包括高纬度海域、边缘海和西边界海域，意味 着要扩大Argo计划的内容，这无疑是目前面临的挑战，因为没有新的、足够的人力、物力去开展这些工作。另外，各个区域都有各自独特的技术问题也还需要解 决。Argo计划面临最大的挑战是向深海扩展及扩充传感器的种类，没有持续的经费支持是无法实现的，包括数据管理方面的技术人才。最后要提出的是，虽然目 前的讨论集中在Argo计划的发展上，但是建立一个更广泛、具有更大价值的海洋观测系统才是我们的最终目的。
       1、Argo计划扩展
       （1）深海Argo计划
       在2009年全球海洋观测大会上，向2000米以深的深海扩展被公认为是使Argo计划成为真正意义上的全球海洋观测系统的一个关键指标。 若深海Argo计划能够实现，首先要对全球范围内的深海各要素进行连续观测。这对正确了解不断变化的全球热量、淡水和其他属性的储存，以及全球能量收支、 海平面上升、经向翻转流等问题是必不可少的。
       尽管深海Argo计划的初级目标是观测大尺度温度及盐度的年代纪（或者更长）变化情况，但它的最终目标和要求仍不明确。目前正在推进中的 Argo计划目标与任务是在20世纪90年代提出来的，当时的情况与现在已经完全不同；基于我们在建设上层海洋热力学观测网时所积累的经验，以及已有的有 关大尺度、季节与年际气候变化的知识，今天我们已经对全球Argo计划的目标及要求有了更好的设想。另外，由于WOCE等项目已经布放了相当多的剖面浮 标，我们对全球观测的成本也有了更好的了解。
       最近几年的实验为观测网的设计以及全球观测成本的可行性分析提供了必要信息，同时也为深海Argo计划明确和细化了目标与要求。有关数据质 量控制程序与参考数据的问题也在实验期间得到了充分解决。几种深海漂流浮标的研发正在进行中，且其雏形即将推出。与此同时，一种能满足深海浮标要求的，配 置有稳定压力、温度和盐度传感器的CTD也在研发中。虽然目前有不同的国家使用这些仪器进行试验，但是它们之间具有一定程度的协调性，另外还有一些相关的 观测系统模拟实验（OSSE）活动，这些都有助于建立一个全球性的深海Argo观测网。
       （2）Argo向冰覆盖海域的扩展
       目前，已经有几百个Argo浮标布放在南极海冰带及北半球高纬度海区，这些浮标的故障率仅比开阔海洋中浮标的故障率稍高，这主要是因为采用 了高频带宽卫星与经过改良的避冰算法。尽管有一些浮标采用了声学定位，但大部分还未采用，所以冬季的数据还做不到实时传输和精确定位。然而我们可以应用精 密的外推算法确定浮标的位置。在北极地区，一种适用于常年冰封海域的冰系浮标已经收集到了数万条剖面，但是这种浮标在这一地区的覆盖范围仍然很有限。这些 浮标已经可以提供海冰覆盖区域的平均状况和季节变化的一阶近似。由于极地海洋与冰冻圈的变化，人们越来越迫切地需要对极地海域进行实时监测，以及时了解海 冰的变化情况。
       为了使Argo计划扩展到超过60°S和60°N的季节性冰冻带，我们需要做些什么？在布放密度方面，我们需要做的工作包含以下几个方面：
       1）在南大洋海域需要360个活动浮标（其中威德尔海海域约需85个安装声学接收器的浮标，而在罗斯海海域则需要110个）。
       2）北极海域需要300个活动浮标。这里所需浮标的数量是基于纬度60°与冰线之间、深度超过预定深度的区域面积计算得到的，其预定深度在 南极为2000m，北极为900m。假设每年的浮标故障率为20%，那么保持一个300个浮标组成的观测网每年需要布放100个浮标。另外需要考虑的一个 关键问题是，是否可以在声学跟踪不可行的冰下利用外推算法对浮标进行定位。
       是否可以将Argo计划扩展到常年冰封海区？这需要人们采用可以取代Argo浮标的其他仪器设备。为实现这一目的，多种仪器已经在研发当中，如冰系剖面浮标（ITP）、极地海洋剖面浮标系统（POPS）和带有冰厚度传感器的声学跟踪浮标等。
       为了解决上述问题，一个国际专家小组于2012年10月22-25日在澳大利亚霍巴特市的CSIRO举行了一次科学研讨会，这次会议的结果将以报告的形式递交给Argo科学组及相关国际研究与业务组织。
       （3）Argo向西边界流（WBC）海域的扩张
       考虑到在未来的十年里，Argo浮标扩展到西边界流海域的重要性，强调提出各种时空尺度的相关科学问题之间关系显得意义重大。这些科学问题 包括锋面弯曲与不稳定过程，中尺度涡与跨锋面交换，上层海洋热/盐含量异常，再生环流，通风/潜沉过程，以及与整个WBC系统内在变化的关系等。
       Argo剖面浮标通常被认为不适用于研究空间尺度相对较小的WBC区域，但实际上，全球WBC系统分布（不仅包括惯性急流，还包括他们的再 生环流、分离的涡旋及水团的潜沉）跨越了广阔的地理区域，所以，没有其他观测手段比剖面浮标更经济、更快捷、更易管理。在探索WBC区域的科学问题时，目 前有很多项目（例如KESS,CLIMODE和INBOX）的研究结果已经表明，利用剖面浮标观测数据对研究WBC的上述问题有着独特而重要的作用。
       在制定未来利用Argo浮标探索WBC的十年计划时，我们需要清楚地认识到，即使结合其他卫星及现场观测资料，构建WBC系统的天气尺度、 三维场仍然是一项具有挑战性的工作。考虑到这一情况，将研究重点放到更长时间尺度、更大空间尺度的问题上面（例如WBC的十年振荡、热/盐含量波动，及它 与海洋内部变化的关系）可能更具有现实意义。
       根据动力学研究的要求，Argo浮标在WBC区域的采样需要从3°×3°×10天增加到2°×2°×10天，换句话说，在WBC区域的浮标 密度是开阔大洋的两倍，而在同一个WBC入流点重复布放Argo浮标可以达到这一目的。将深海Argo浮标与带有溶解氧传感器的Argo浮标布放在WBC 区域内，对于人们监测和了解WBC系统具有重要意义。WBC区域内的Argo浮标并不是与Argo核心观测网相互独立与相互矛盾的，一旦Argo浮标离开 WBC区域，它就会成为Argo核心观测网的一部分。
       （4）Argo向边缘海扩展
       目前，Argo计划向边缘海的扩张活动已经在地中海等边缘海展开。但需要解决以下几个问题：
       1）对T/S及生化要素的充分监测需要特别密集的浮标密度（与开阔海洋相比，要求浮标之间的间隔更小）；
       2）浮标搁浅、打捞与再次布放，以及被渔民捕获等事件激增（浮标高死亡率）；
       3）浮标进入他国领海及经济专属区所引发的政治问题。
       Argo浮标在边缘海的特殊采样需求主要是针对与全球海洋动力学相关的边缘海海洋过程（例如水团性质的变化等）及全球Argo计划的目标。 我们应该鼓励将Argo数据与其他观测系统（例如沿岸平台、锚碇系统、滑翔仪和高频雷达等）数据的结合，因为这样可以促进人们更好的了解短时间的局地过 程。初步评估表明，边缘海的浮标密度要求是大洋中的两倍，并且采样周期要减小到5天。假设将Argo计划扩展到全球范围内的边缘海，粗略估计需要保持 300个活动浮标，约占全球Argo观测网浮标数量的10%。
       双向卫星通讯系统（铱卫星、Argos-3）可以帮助人们解决上述第二个问题中的浮标运行风险。缩短浮标停留在海面的时间可以有效地降低浮 标被捞起或漂向海岸的几率。双向通讯可以人为改变浮标的循环周期及采样参数，从而使浮标采取最优的采样模式，并且可以使浮标存活更长的时间。
       我们可以通过更有效的AIC运作，增强区域合作，以及能力建设和推广，并签署特殊的法律法规等措施，来解决由此产生的政治问题。
       我们需要寻求新的资金来源，特别是得到国家及地区的资助，从而保证Argo计划在现有任务顺利开展的前提下，扩展到边缘海区域。
       （5）生物/生物地球化学 Argo观测
       下一个十年，Argo计划将在海洋生物地球化学循环研究中发挥越来越重要的作用，从而能更详细地揭示出海洋对气候变化的响应过程。
       开展这一尝试性工作的主要原因是，基于对各种海洋生物地球化学和生态系统模式模拟的需要。这些模式需要持续且具有代表性的全球资料，以便进一步改进模式，为模式提供限制以及将资料同化到模式当中。
       为了完成此任务，装备增加配备坚固、简便、低耗能以及相对价廉的传感器，可以测量海洋生物圈、碳汇及通量，还需要增加配备经过培训的具有不同学科背景的科学家及技术人员。
       Argo计划向这一使命扩展的挑战在于寻找成熟的、令人满意的操作空间。传感器的增加势必带来额外的费用，因此如何在财政需求的增加和强烈 的观测需求之间达到平衡是其中一大挑战。这些额外费用需要去弥补更多能耗所带来的浮标寿命缩减，以及多要素观测所带来的数据处理费用。此外，诸如样本时间 如何分布（白天/晚上）也需要考虑。
       在Argo计划向该使命扩展的准备阶段，需要更多的研究来引导并展示在剖面浮标上装载生物地球化学传感器进行特殊观测的优势，并且需要制定Argo浮标的标准数据质量控制协议。
       Argo剖面浮标传感器能力的扩张要与浮标用户群的扩张（包括数量和培训）、相应的财政扩张以及技术的扩张（如美国NASA和NOPP已经资助将新型传感器整合到Argo浮标上的工作等）并肩同行。该使命的扩张很好的预示了Argo未来的可持续发展。
       生物/生物地球化学Argo观测不能孤立开展，应与船载观测、遥感观测和生态系统/生物地球化学模式一起，提供更多的背景场和更多的可用数据。
       相比物理参数，生物地球化学参数的时空相关尺度更短。目前在所有Argo浮标上都装载生物地球化学传感器并不现实，但是我们将推动并达到5年内有20%的Argo浮标都装载这类传感器的目标。事实上，法国已经采纳了这个模式。
       2、 Argo计划扩展对数据管理带来的影响
       在国际科学团体之间的紧密合作下，通过Argo科学组成员参与数据管理会议，以及向Argo科学组汇报Argo数据管理组形成的报告，Argo数据管理系统已经形成。在接下来的十年间，确保Argo的核心任务数据处理活动正常展开显得相当重要，即维持：
       （1）促使具有专业知识的科学家参与并加强Argo质量控制过程和质量监测的工作，以持续提高Argo数据集质量。其风险是科学家们可能逐渐把Argo温、盐度数据处理当作最后需要处理的任务，而把精力放到其他研究课题中。
       （2）各国按照统一的实时和延时模式程序参与Argo数据处理。目前已经成立了11个国家资料中心、2个全球Argo资料中心和6个区域中心，并拥有12名延时模式质量控制操作员。
       （3）保证有足够的人力参与Argo核心任务的实时和延时模式数据处理。
       至2012年11月初，Argo数据集已经达100万条剖面，这也意味着在必要时应保证有能力重新处理该庞大的数据集，并开发监测工具以尽早探测数据中的异常。
       数据管理的第二项挑战是为新型浮标数据处理准备数据系统，即开发能管理新参数，特别是生物Argo（溶解氧、叶绿素、硝酸盐等）以及表层和深海数据的系统。对于每一个新的参数，需要：
       （1）给予一个如何存储这些新参数的定义（包括统一的单位、保留哪些信息、如何从观测值计算需要的参数）。
       （2）为这些新参数定义实时质量控制过程。
       （3）为这些新参数定义延时模式质量控制过程。这需要新的团队参与，并能在延时模式中评估Argo数据，以及新参数的质量监测。必须发展Argo数据管理系统，使其能处理由双向通讯带来的变化，这就意味着：必须改进数据格式，使其能处理浮标任务的变化。
       （4）改进词汇表来储存更多的技术参数。
       （5）不同传感器的垂向采样密度可能会不同，需要有存储它们的能力。
       （6）减少浮标在海面停留的时间：需要评估数量极少的卫星定位信息对Argo数据集、特别是流速计算带来的影响。
       3、全球Argo实时海洋观测网的维持问题
       Argo计划面临的挑战之一是未来十年常规观测网（温度、盐度观测）的维持问题，每年需要投放800-900个浮标。气候变化研究要求像 Argo计划这样的全球海洋观测系统至少持续一个相当长的时期（>20年），并且Argo计划本身的潜在价值也需要数十年才能得到体现。没有一个持 续稳定的Argo观测网，业务化海洋服务、季节和年代际预报预测和气候服务都无法持续。要维持Argo全球海洋观测网，需要解决以下问题：
       （1）资金：需要国家对Argo计划作出长期支持的承诺。这就需要将目前的Argo核心计划转移到持续的研究或业务化运作资金支持方向上 来。但目前来说这仍然是困难的，因为各国仍在以项目形式获得资金（即资助时间受项目执行时间限制）。这是当前欧洲对发展基础研究相关项目的基本规则，即发 展基础研究项目需要特殊的资金和评价机制。
       （2）浮标技术：Argo观测网的持续也涉及浮标的技术问题。节约成本、延长浮标寿命和提高稳定性对长期维持Argo观测网至关重要。
       （3）数据管理问题：必须维持在质量控制和质量监控方面的努力，其时间须超过十年。这是一个重要的问题，因为要在这些工作中长期维持这方面 的技能和兴趣极其不易。数据管理和质量控制团队的工作必须保持稳定和被认可。还需要推动与科学团体间的互动，使新的质量控制方法能持续得到发展。
       （4）浮标投放问题：维持全球海洋观测网不同于建立全球海洋观测网，它比后者更加困难。人们将不得不越来越多地依赖于专门的布放船只（如Kaharoa号和Lady Amber号）。这些开支也需要计划在内。
       （5）组织问题：将需要朝着更强有力（如承诺稳定资金支持）的国家支持和强化国际管理方向逐步过渡。
       Argo也将发展来迎合一些新的观测需求（例如生物地球化学观测、深海、极地海洋、边缘海等），这些需求应当在保证Argo核心任务（维持 全球温度和盐度观测）前提下谨慎处理。Argo的发展将面向新的和更广泛的用户群体（例如生物地球化学），这对维持Argo计划核心任务也是一个很好的机 遇。扩展用户团体和研究带头人对维持整个Argo全球观测网来说，应该是一个很好的手段。

（卢少磊、朱伯康、刘增宏、孙朝辉等翻译整理）