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第八届全国海洋资料同化研讨会暨第二届Argo科学研讨会在浙江舟山顺利召开

编辑 :刘增宏    时间 :2013-11-20 11:08:00    访问次数 :

    为了促进海洋资料同化方法研究和业务化应用,以及Argo资料在海洋与大气科学领域中的应用,国家海洋局和中国科学院等下属相关单位于2013年11月5-8日在浙江舟山市举办了第八届全国海洋资料同化研讨会暨第二届Argo科 学研讨会。来自中科院大气物理所、中科院南海海洋所、中科院海洋所、中科院声学所、中国水产科学院东海水产研究所、国家气候中心、国家海洋环境预报中心、 国家海洋信息中心、国家海洋局第一海洋研究所、国家海洋局第二海洋研究所、中国海洋大学、浙江大学、解放军理工大学、上海师范大学、上海海洋大学、浙江海 洋学院、北京航空气象研究所、浙江海洋开发研究院、美国麻省大学、美国海军研究生院、英国帝国理工学院、国家海洋技术中心、中船重工第七一O所、61741部队和中央电视台科教频道《走近科学》栏目等26家单位的领导、专家学者、研究生和媒体记者等103名代表参加了会议(附件1)。
 一、会议概况
    会议由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主办,浙江海洋学院、浙江省海洋科学院和浙江省海洋开发研究院承办,中科院大气物理研究所、中科院南海海洋研究所、国家海洋环境预报中心和国家海洋信息中心等单位共同协办。会议开幕式由国际Argo指导组成员、中国Argo首席科学家、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研究员许建平主持。
    国家海洋局第二海洋研究所副所长李家彪研究员代表会议主办单位致欢迎辞,他简要阐述了举行本次会议的重要意义,对出席会议的巢纪平院士和全体与会代表表示热烈欢迎与衷心感谢,并预祝会议取得圆满成功;浙江海洋学院丁国芳处长代表会议承办单位对本次会议选择在美丽的舟山群岛召开表示感谢,并对出席会议的国内外专家学者表示欢迎,他还比较详细地介绍了浙江海洋学院的建校史,以及学科建设、人才培养和在教学、科研方面所取得的重要成果等,并欢迎与会代表能在会议期间到浙江海洋学院新校区走一走、看一看,希望能加强同全国涉海教育、科研单位及其专家学者的交流与合作,争取早日建成浙江海洋大学,为建设浙江发展海洋经济示范区和舟山群岛新区做出贡献。接着主持人盛情邀请莅临会议的中国科学院院士、国家海洋环境预报中心名誉主任巢纪平研究员讲话。他首先扼要回顾了我国Argo计划启动及中国Argo大洋观测网建设的艰辛历程与取得的成就,勉励中、青年科技工作者要用好Argo资料,争取在数据同化技术研究及其业务化应用中多出成果、多做贡献。最后,他还提醒人们,Argo大洋观测网的建设史无前例,到目前为止已经坚持了10年时间,可能还会维持10-20年;况且这个观测网的规模还在不断扩大,原计划由3000个剖面浮标组成的实时海洋观测网,将会拓展到4000个 左右。然而,不断会有剖面浮标因使用寿命到期而停止工作,或沉入海底或漂浮在海面上,这可是一种潜在的海洋垃圾!必须引起国际社会的高度重视,我国的浮标 研制单位也要从技术上想办法来解决这个问题,从而减少这种潜在的危害。原科技部基础研究司司长、中科院生物物理研究所张先恩研究员因另有重要会议未能出席 本次会议,由主持人宣读了他结束巴西召开的盖茨基金会会议后在回国途中发来的邮件,他说:“舟山去不成,也很遗憾,本可以了解相关进展,见见巢先生等老朋友。其实,无论在不在位,Argo都是我关注的科学事业。我常常被邀请讲科学事业发展报告,Argo项目是国际合作和海洋科学及全球变化研究的一个很好的例子,我总是采用Argo网上的最新数据。会议参加不了,会议有什么总结性的介绍,请传给我一份,供学习。代向巢先生及全体与会人员问候,祝会议圆满成功!”巢纪平院士的深情回忆、殷切期望和张先恩研究员的坚定支持、充分肯定,给了全体与会代表开好此次会议的信心和做好这份工作的责任感。在主持人的提议下,全体与会代表以热烈的掌声 对巢纪平院士、张先恩研究员等一批长期以来对Argo计划给予高度重视和大力支持的著名专家及各级主管部门的决策者们表示由衷的感谢!
    简短的开幕仪式后,会议围绕海洋资料同化系统的发展、海洋资料同化科学理论方法与技术研究、海洋资料同化技术的业务化应用,以及Argo大洋观测系统的发展、Argo资料在基础研究和海洋数据同化系统与业务化预测预报系统中的应用、国产自动剖面浮标技术的研制与发展等主题,进行了大会报告和墙报交流。中科院大气物理研究所朱江研究员、美国麻省大学陈长胜教授、国家气候中心李清泉研究员、解放军理工大学张韧教授和国家海洋局第一海洋研究所陈显尧研究员等32位国内外专家学者应邀做了大会报告(附件2)。会议还收到论文摘要38篇、会议墙报12篇(附件3),充分展示了近年来人们在海洋资料同化技术和Argo资料应用研究领域取得的丰硕成果。       
    会议闭幕式由全国海洋资料同化研讨会的发起人、中科院大气物理研究所副所长朱江研究员主持,韩桂军、王彰贵、李清泉、朱伯承等多名专家代表会议发起单位和个人谈了他们参加此次会议的收获与感想;许建平研究员则简要回顾了海洋资料同化研讨会从发起至今10年 来的历程,其为促进国内海洋资料同化技术的研究与应用,以及为广大科研人员,特别是青年科技工作者提供了一个探讨问题和交流成果的新平台,并取得了成功。 为此,提议全体与会代表以热烈的掌声对海洋资料同化研讨会的发起人、以及为历届研讨会的顺利举办并取得圆满成功做出重要贡献的朱江研究员表示深切的感谢。 刘秦玉教授则鼓励年轻一代科技工作者要充分利用好这个平台,更好地发扬探索精神,在海洋资料同化技术研究与应用领域取得更丰富的成果;解放军理工大学张韧 教授表示有意向承办下届海洋资料同化会议,他们的发言和表态得到了全体与会代表的赞同与掌声。最后,朱江研究员代表与会人员向主办、承办单位对本次会议的 精心安排和取得的圆满成功表示感谢;同时,他还提议对会务组所付出的辛勤劳动,以及舟山新华侨饭店为会议提供的周到服务,表示由衷感谢。
    两天的大会报告和墙报 展示后,在会议承办方的精心安排下,部分代表还兴致勃勃地参观了舟山鸦片战争遗址公园、浙江舟山群岛新区城市展览馆和浙江海洋学院,使那些第一次来舟山, 特别是一些青年学者对舟山的历史和建设成就有了一个比较全面的了解,也亲眼目睹了浙江海洋经济发展示范区和舟山群岛新区建设等两大国家战略在浙江、舟山贯 彻实施所取得的成就,更被具有欧洲建筑风格的浙江海洋学院新校区,以及舟山群岛新区规划等所吸引;浙江海洋学院提出的“向海洋经济领域进军,重视战略引领,着力在推进海洋大学创建上下功夫”的建校理念和目标,给前往参观考察的青年海洋科学工作者们留下了深刻印象。
第八届全国海洋资料同化研讨会暨第二届Argo科学研讨会取得了圆满成功(附件4)。下届海洋资料同化研讨会将由解放军理工大学主办。
 二、会议主要议程与成果
    本次会议主要围绕海洋资料同化技术研究与业务化应用、Argo资料基础研究与业务化应用和国产自动剖面浮标技术发展等主题展开交流与讨论。
1、海洋资料同化技术研究与业务化应用
    该主题共有19篇论文参与大会报告和交流(其中13篇涉及到Argo资料的应用)。中科院大气物理研究所朱江研究员的报告重点介绍了海洋资料同化技术的现状,以及在资料同化方法、新的海洋观测、海洋生物地球化学、近岸海洋预报、海气耦合资料同化等方面所面临的挑战,并提出了通过“模式的改进,观测质量的提高,新的观测算子”来解决“新的海洋观测带来的挑战”的可能解决途径;同时,针对“海洋生物地球化学方面的挑战”,则提出了通过“改进海洋环流模拟来改进海洋生态模拟,进而用海洋生态变量的观测来验证和改进海洋环流模拟”的 解决途径等。美国麻省大学陈长胜教授针对海洋科学领域当前缺少能分辨多尺度物理和生态过程的四维观测网络问题,提出了从全球到区域海洋的数值模拟系统,并 强调了数据同化技术与观测系统的整合对提高数值模拟精度的重要作用;重点展示了在美国东海岸进行的集合卡尔曼滤波预报试验结果,并通过数值模拟手段来优化 海洋监测网络的设计等最新成果。美国海军研究生院朱伯承教授重点介绍了一种新的海洋数据同化方法,即最优谱分解(OSD)方法,以及使用该方法制作的全球海洋热含量场,并分析了海洋热含量与两类厄尔尼诺事件的联系。中科院大气物理研究所闫长香博士介绍了基于集合最优插值法(EnOI),使用Argo、CTD、XBT等观测资料在太平洋-印度洋海域进行数据同化试验所取得的结果,发现其同化结果显示了更强的变化信号,如同化结果显示的温跃层更接近实际观测。国家海洋局第二海洋研究所张春玲博士介绍了基于梯度依赖相关尺度的最优插值客观分析方法,以及制作的Argo数据产品,并对该数据产品的可靠性进行了分析。英国帝国理工学院的Fangxin Fang女士介绍了适应性观测技术在海洋数据同化中的应用,能较好地确定观测站点的最佳位置,并能有效地利用有限的观测资源。
此外,还有多个报告介 绍了不同海洋数据同化技术在南海海域、北印度洋海域波浪场和海洋声层析等方面的应用,如解放军理工大学杜华栋讲师的“南海区域海洋资料四维变分同化系统研 制方案及进展”、中科院南海海洋研究所李毅能助理研究员的“条件非线性最优扰动方法在南海冬季西边界流最优观测中的应用”、国家海洋信息中心吴新荣副研究 员的“基于一个简单耦合系统的四维变分和集合卡尔曼滤波耦合参数估计”和中科院海洋研究所的齐鹏研究员的“北印度洋海域海浪背景误差分析与数据同化”等, 展示了海洋资料同化技术研究及其应用方面的成果和广阔的应用前景。
2、Argo资料基础研究与业务化应用
    参与本主题交流的报告有12篇(其中5篇涉及Argo资料在基础研究中的应用,6篇涉及到Argo资料的业务化应用)。国家海洋局第二海洋研究所许建平研究员重点介绍了全球Argo实时海洋观测的最新进展,并展望了Argo计划由“核心Argo”向“全球Argo”拓展所面临的挑战,同时也提出了建立南海Argo实时海洋观测网和西太平洋台风实时海洋监测网的紧迫性,以及重要的科学和现实意义,呼吁我国有关方面给予高度重视和业务化支持。国家海洋环境预报中心李云博士详尽介绍了我国海洋环境数值预报的发展历程,以及目前在数据同化方面所取得的成果,特别提到在“中国近海海洋环境业务化数值预报系统”中,Argo资料已经成为西北太平洋海域的主要数据源。解放军理工大学张韧教授重点介绍了利用多种客观分析方法重构太平洋海域的温、盐度场,以及与其它资料集进行对比分析的结果,并成功开发了一套Argo诊断分析系统。国家气候中心李清泉研究员重点介绍了Argo资料在我国短期气候预测业务中的应用,结果表明在BCC-GODAS同化系统中加入Argo资料后,能有效地改进对ENSO事件及我国夏季降水季节的预测效果。中科院大气物理研究所的郑飞副研究员重点介绍了使用夏威夷大学国际太平洋研究中心(IPRC)和日本海洋地球科技厅(JAMSTEC)提供的两个Argo数据产品,诊断盐度年际变化对ENSO事件发展作用的研究成果,得到了热带中太平洋混合层盐度增加导致拉尼娜强度增强的可能机制,并研制了一个适用于热带太平洋的海表盐度(SSS)模式,可以用来模拟SSS对海表温度(SST)变化的作用。中科院大气物理研究所成里京博士介绍了Argo资料在估算全球海洋热含量变化中的应用,指出热含量的估算从过去XBT观测资料转向Argo资料(2001-2003年)时出现了较大的变化,这是人们在估计全球海洋变暖趋势时面临的重大挑战。中国海洋大学鲁轶群硕士研究生通过分析2004-2011年期间的Argo资料,证实了南、北太平洋副热带环流圈东部存在模态水,进而研究了模态水的气候平均特征、年际变化及形成机制等。国家海洋局第一海洋研究所的陈显尧研究员在使用可适应数据分析方法对不同数据产品比较分析后指出,这些资料在北半球次表层以下及南半球海域均或多或少存在不可靠特性,Argo资料的加入能提高这些资料的可靠性,但仍需要进行较大的改进。而持续并加强Argo浮标观测是关键基础,否则任何数据分析方法的发展也只能是无米之炊。
    此外,涉及该主题的报告还有,如中科院海洋研究所周慧副研究员的“菲律宾以东中尺度涡特征及其对北赤道流分叉纬度变化的影响”、国家海洋局第二海洋研究所刘增宏副研究员的“Argo浮标观测的海洋上层对BOLAVEN台风的响应”、国家海洋信息中心付红丽助理研究员的“通过同化Argo资料进入初始场改善西北太平洋短期预测”、中国水产科学院东海水产研究所的杨胜龙助理研究员的“热带大西洋大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼渔场温跃层季节变化”等应用研究成果。
    3、国产自动剖面浮标技术发展
    该主题共有2个交流报告,介绍了国产自动剖面浮标技术的研制及进展情况。国家海洋技术中心张少永研究员重点介绍了该中心“九五”以来开展国产剖面浮标研制的历程。在“九五”期间,该中心进行了Argo浮标关键技术研究,完成了原理样机研制,并进行了湖试;“十五”期间,完成了2000米浮标工程样机研制和海试 ,并于2006年为用户提供了10台(工作深度为1000米)浮标 ;“十一五”期间,进行了工艺改进和可靠性研究,使得浮标最大在位时间达到了600余天,可靠性明显提高,并完成了工作深度为500米的浅海型剖面浮标的研制,初步形成小批量生产能力,累计为国内用户提供了近100台;“十二五”期间,该中心在海洋公益性专项经费项目的资助下,着手前期研究成果的转化,使得1000和2000米的深海型剖面浮标也具备了小批量生产能力。中船重工第710研究所的曾军财工程师则重点介绍了该所研制的海马浅海(500米)和深海(2000米)型剖面浮标及海上试验的进展情况。该所自2007年开始自筹资金研制浅海型剖面浮标,经过数年的努力,浮标具备模块化设计、海况感知、触底感知、双向通讯、高精度深度控制、数据自毁及回收模式等特点,并已具备小批量生产能力。深海型剖面浮标的研制工作始于2011年,该型浮标除了具备HM500型浅海浮标的远程控制、防搁浅、高海况规避和数据自毁等智能化控制功能外,还具有调节能力大、低功耗等特点。目前,深海型剖面浮标还处于海试和用户试用阶段。
三、主要收获与体会
    综上所述,本次会议集中展示了我国近年来在海洋资料同化技术研究与应用、Argo资料基础研究与业务化应用和国产剖面浮标研制等方面所取得的研究成果。会议主题比较集中,报告内容丰富,代表面较广;参加会议的代表又以中青年学者为主,他们思维活跃、创新意识强烈,会上会下讨论十分热烈。会议达到了预期目的,并取得了圆满成功。
1、海洋资料同化技术研究与应用得到高度重视
    海洋资料同化是海洋预报的关键技术之一。在过去十余年里,伴随着海洋观测系统和海洋模式的发展,海洋资料同化为全球和区域海洋预报和气候预报提供大中尺度海洋初始条件方面取得了很大的进展。从参会报告的交流内容来看,虽然我国在海洋资料同化技术研究,特别是业务化应用方面起步较晚,但随 着各种观测平台(卫星遥感、船基和浮标等)提供的海洋资料日益增加,海洋资料同化技术研究与应用愈来愈受到国内海洋和大气科学界的广泛关注,加上管理部门 的高度重视和大力支持,相关研究工作不断深化,研究成果日新月异,并取得了长足进步,与国外先进国家的差距正逐渐缩小。可靠的数据同化技术是提高数值模拟精度的前提保证,对提高海洋和大气预测预报精度意义重大。但随着业务化海洋学的发展,今后海洋资料同化技术研究与应用将面临更大的挑战。
2、Argo资料基础研究及业务化应用不断深化
    在2004年举办的第二届全国海洋资料同化研讨会,当时仅有14个单位的40多位代表参加会议,且只有11个报告涉及Argo资料的应用研究,其内容多为Argo资料在数据同化系统和物理海洋学中的试应用。两年后举办的首届全国Argo科学研讨会,吸引了20多个单位的75位专家学者参加,共收到大会交流材料25篇。本次会议则有26个单位的100余人参加,提交的近50个交流报告中有27个涉及到Argo资料及其应用。不难发现,在海洋资料同化系统中,Argo资料已经成为重要的数据源,各种网格化数据产品也是层出不穷。Argo资 料不仅在国家级天气和海洋业务化预测预报中得到了广泛应用,而且在海洋科学研究中,尤其在研究不同尺度海洋变化过程(如大尺度年际变化、中尺度海洋现象和 天气尺度海洋响应过程等)中显示出越来越重要的作用,其应用领域也已从物理海洋学拓展到了业务化海洋学、全球气候变化和大洋渔业等。
3、国产自动剖面浮标需求十分迫切
    国产自动剖面浮标研制经过十多年的发展,已经积累了较好的技术基础,并取得了长足的进步。但与国外同类型浮标相比仍存在较大的差距,尤其是深海型剖面浮标,离商业化批量生产和实际使用还尚有距离。然而,随着国际Argo计划提出的由“核心Argo”向“全球Argo”的拓展,全球Argo实时海洋观测网中的浮标数量将从原来计划的3000个增加到4000个;而且浮标的观测要素也将从常规的温、盐度等物理海洋领域扩展到pH、溶解氧、硝酸盐、叶绿素-a等生物化学领域。因此,目前,Argo剖面浮标呈现供不应求的局面。就中国Argo计划而言,维持一个由100-150个剖面浮标组成的Argo大洋观测网,每年至少需布放约50个浮标。此外,建设西太平洋台风实时海洋观测网和南海Argo区域观测网等,也迫切需要国产剖面浮标技术的长期支撑。
    尽管我国在海洋资料同化技术研究与应用、Argo资 料基础研究与业务化应用和国产剖面浮标研制等方面已经取得了一批可喜的研究与应用成果,但与欧美等发达国家相比,仍存在较大差距;且也满足不了国内大气、 海洋等科学领域的基础研究和业务化应用,特别是应对全球气候变化和人类防灾减灾对这些新颖技术及其所获资料与衍生数据产品的迫切需求。因此,除了从事该领 域的广大科技工作者仍需倍加努力、不断探索、辛勤耕耘外,也希望国家主管部门能在项目立项中给予倾斜和重点支持,尤其是长期的,甚至是业务化的持续资助更是难能可贵,以鼓励和吸引更多的青年科研人员加入到这支年轻的、充满生机和活力的队伍中来,为我国海洋科学事业的发展和国家的繁荣富强做出贡献。

附件:
1、与会人员名单
2、会议日程
3、会议大会报告、墙报摘要汇编
4、会议活动照片