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建言献策

我国有能力也有潜力为国际Argo计划做出更大贡献

编辑 :史铭    时间 :2020-04-27 14:46:17    访问次数 :
      进入本世纪以来,欧美国家获取全球海洋环境信息的重要途径,主要依赖由国际Argo计划成员国共同构建的全球Argo实时海洋观测网。这是人类海洋调查史上建成的第一个海洋立体观测系统,也是世界上参与国家最多(包括了中国在内的约40个沿海国家和团体)、持续时间最长(从2000年至今)、收效最显著(在海洋、大气等科学领域和国防安全领域的基础研究及业务预测预报中已得到广泛应用)的一个大型海洋合作调查项目,更是我国海洋领域本世纪初参与的首个国际大科学计划。
      早在2007年10月,国际Argo计划就已在全球大洋无冰覆盖的公共水域建成由3000个浮标组成的“核心Argo”海洋观测网。2013年,随着剖面浮标和新颖传感器技术的不断创新发展,该计划又提出继续向有冰覆盖的两极海区、赤道、西边界流区和重要边缘海(包括日本海、地中海、黑海、墨西哥湾和南中国海等)拓展,建设至少由4000个剖面浮标组成的“全球Argo”海洋观测网,并派生出了如“生物地球化学Argo”和“深海Argo”等子计划。在“全球Argo”拓展计划实施六年后的2018年底,当海上正常工作的浮标数量维持在预期的4000个目标之际,国际Argo指导组又运筹帷幄地抛出了一份“Argo2020愿景”规划,拟在2025年之前建成一个由4700个自动剖面浮标组成的全球(包含有冰覆盖的南北极海域和重要边缘海区域)、全海深(0―6000米)、多学科(包括物理海洋和生物地球化学等10多个海洋环境要素)的实时海洋观测网,并承诺继续给予广大用户最好、最大化的利用Argo数据的无障碍环境(免费共享),以进一步促进Argo资料及其衍生数据产品在科研教育、海洋资源开发、蓝色经济发展和气候变化适应等科学和社会领域的广泛应用。
      截至2020年2月15日,在近40个沿海国家和团体的不懈努力下,国际Argo计划已经在全球海洋上累计布放了约16500个浮标(每个浮标的使用寿命平均约3年左右),而海上活跃浮标的数量则已达到并很快超过了4000个,每年至少能提供约15万条观测剖面。至今累计获得的高质量温、盐度剖面(部分还包括了叶绿素荧光、颗粒物后向散射、溶解氧、硝酸盐、pH和辐照度等生物地球化学环境要素)资料已经超过了215万条,比过去100年由各国利用海洋调查船从全球深海大洋中获得的温、盐度剖面资料都要多得多。
      过去20年里,中国Argo计划除了在邻近我国的深海大洋区域布放剖面浮标、构建区域Argo大洋观测网外,还研建完成了针对浮标观测资料的自动接收、解码和处理业务系统,能严格按照国际Argo资料管理组规定的程序进行剖面数据的实时和延时模式质量控制,成为继美国、法国、英国、澳大利亚、日本、加拿大、印度和日本之后,第九个有能力向全球Argo资料中心实时上传观测数据的国家;不遗余力组织实施的国内外剖面浮标海上比测试验,促使国产HM2000型剖面浮标(主要利用北斗导航系统定位和传输观测数据)率先获得了国际Argo组织的认证,实现了我国海洋观测仪器设备用于国际大型海上合作调查计划“零”的突破;由此创建的“北斗剖面浮标数据服务中心(中国杭州)”,也成了世界上第三个为全球Argo实时海洋观测网提供剖面浮标观测数据传输的国家平台;研制运行的Argo资料共享与服务系统(平台)及其海量Argo数据的分布式数据库(具备10TB级自动增量存储能力),可以满足今后50年,甚至更长一段时期内Argo数据及其衍生数据产品的存储需求;研制的“BOA_Argo”数据集,还是我国科学家在国际上公开发布的首款全球海洋Argo网格数据集,也使我国成为了继美、日、法、英和澳大利亚后第六个公开发布类似数据产品的国家。Argo资料及其衍生数据产品的无条件免费共享,以及在我国海洋和大气科学领域中的应用,不仅提高了海洋和天气/气候预测预报的业务能力,而且在基础研究中也是硕果累累。由我国科学家公开发表的涉及Argo的学术论文(据国际Argo计划办公室精选全球24种主要学术刊物的统计,世界上近50个国家的科学家从1998年至2019年累计发表了约3950篇)多达620篇,占总数的15.7%,仅次于美国(1150篇),排名世界第二。特别指出的是,通过加入国际Argo计划并构建区域Argo大洋观测网(成为全球Argo实时海洋观测网的重要组成部分),使得我国有权利共享Argo成员国布放在全球海洋上的所有浮标观测资料,以及研发的相关技术、方法和编制的相关程序、操作规程等,可以源源不断地补充和丰富我国的深海大洋环境数据库,尤其是帮助科学家不断加深对区域海洋变异引起的极端海洋和天气事件,乃至全球气候变化的认知。
      我国Argo计划所取得的这些成就,既是对国际Argo计划做出的积极贡献,更是展现了一个海洋大国参与国际大科学计划的能力和潜力所在。这与我国在该计划启动实施之初就给予了高度重视和大力支持是分不开的,不但成立了高层次的国家Argo计划协调小组,以及相应的审批工作组、业务发展工作组和资料工作组等,还编制完成了中国Argo规划纲要和中国Argo计划实施规划等,并筹建了中国Argo资料中心(后又细分为中国Argo资料管理中心和中国Argo实时资料中心);同时,在原国家海洋局的组织领导和国家科技部国际合作和基础研究经费的支持下,2002年伊始就在东北印度洋和西北太平洋海域布放了第一批从国外引进的剖面浮标,着手构建区域Argo大洋观测网,并成为正在建设的全球Argo实时海洋观测网的重要组成部分。由此,我国也成了国际上第九个正式加入Argo计划的成员国。然而,纵览当前全球Argo实时海洋观测网中我国投放浮标的总量(约460个)或者活跃(正常工作)浮标的数量(约98个),似乎并不尽人意,不但排名(第九名或第十名)在几个主要成员国中倒数一、二,且始终徘徊不前,而且国产剖面浮标数量(约50个)的占比(0.3%)也是不升反降,特别是利用北斗卫星导航系统定位和传输数据的国产浮标则几乎难觅踪影,中国Argo大洋观测网明显呈现萎缩状态。显然,这与我国近些年实施的“21世纪海上丝绸之路”倡议,以及号召鼓励的积极参与全球海洋治理和国际大科学计划或者国际大科学工程的社会管理理念不相符,更与一个海洋大国和第二大经济体的地位格格不入。
      那么,究竟是经费投入不足还是受其他因素的影响,导致我国海洋界对正处于蓬勃发展期的国际Argo计划及其即将迎来的全球、全海深、多学科海洋观测时代失去信心,甚至迷失方向?首先,可以肯定的是,我国对实施Argo计划及其建设区域Argo大洋观测网,其资金投入应该是自始至今从未间断过,而且随着时间推移,其运维经费也在不断增加。其次,从政府采购网(平台)上公开的自动剖面浮标或者称“Argo浮标”和“C-Argo浮标”等的招投标信息中注意到,近十年里国内数十家单位累计采购了约800个各种型号的剖面浮标,既有从国外引进的,也有国内自主研制的;有一些单位还通过其他方式采购了约200个国内外浮标。这也足见我国对采购剖面浮标的资金投入还是相当可观的,采购的浮标数量也远不止国际Argo信息中心统计的结果(460个),而是要多得多(约1,000个)。显而易见,大约有540个浮标被“隐姓埋名”了,并没有出现在全球Argo实时海洋观测网中。
      倘若这些浮标均能纳入Argo计划的管理,那么我国投放浮标的总量(约1,000个)及其在全球Argo实时海洋观测网中的占比(6.3%)和排名(第四),以及国产剖面浮标数量(约250个)的占比(1.6%)等统计结果,可能会光彩得多。当然,与美国(约6880个,占43.0%)相比较,我国可能依然逊色不少,但与日本(约1550个,占9.7%)和法国(约1220个,占7.6%)的差距已十分接近,而且还会超越澳大利亚(约850个)、德国(约850个)、英国(约610个)、加拿大(约530个)和印度(约500个)等其他5个主要成员国。
      显而易见,我国一些任务(项目)承担单位及其负责人(首席科学家),虽以“Argo”或者“C-Argo”的名义申请了项目、采购了浮标,但却没有按照联合国政府间海洋学委员会(IOC)做出的Argo决议及其实施原则规定,公开发布浮标投放通告,并与其他Argo成员国共享浮标观测资料。诚然,这与我国不仅是IOC成员国、还是国际Argo计划成员国的双重身份极不相符,没有尽到一个成员国的责任和义务。再者,由于自动剖面浮标独有的自由漂移特性,很容易从公共海域漂移进入他国专属经济区,甚至领海水域内,从而会引起外交纠纷。何况,我国一些项目承担单位或者项目负责人采购、投放的自动剖面浮标,还是从国外引进的,其观测信息的定位和传输都需要通过外国的导航和通讯卫星提供中转服务,所以也就没有什么“保密”可言,纯粹是自欺欺人,反而会损害国家形象。
      为此,有必要敦促这些任务(项目)承担单位及其负责人(首席科学家),应尽早给这些所谓的“保密”浮标申请补办国际“通行证”,即由国际Argo信息中心统一核发的世界气象组织(WMO)编号。这样既可避免不必要的外交纠纷,还可彰显一个海洋大国的责任和担当,赢得更多的话语权,提升我国在IOC和Argo成员国中的地位和作用,为国际Argo计划做出更大贡献。