西北太平洋Argo剖面浮标观测及其应用研究项目取得的主要成果
“西北太平洋Argo剖面浮标观测及其应用研究"是国家海洋局于2007年8月批准的第一批海洋公益性行业科研专项项目。通过该项目的组织实施,确 保了我国Argo大洋观测网在国际Argo计划中的地位和作用,并有权力继续共享全球海洋上由其它国际Argo计划成员国布放的3000多个浮标的观测资 料;利用业已建立的Argo资料接收、处理和分发系统,为项目协作单位和国内用户提供了一大批研究海区的高质量浮标资料,并已经应用到我国业务化海洋预报 系统,以及海气相互作用过程的研究中;每年获得的不少于10万条剖面的大洋温、盐度数据和浮标漂移轨迹数据,在我国海洋调查史上绝无仅有,它所提供的海量 观测资料也是前所未有的,而由这些资料获取的应用研究成果无疑是原创性的。且随着Argo数据量的不断增加,海洋预测预报的精度还将不断提高,人们对海洋 和海气相互作用的认知水平也在不断得到提高。故本项目成果有着不可估量的经济和社会效益。
众所周知,Argo剖面观测资料具有时空分布不规则的缺点,如何充分有效地利用这些时空分布不规则的Argo资料是目前海洋学家需要解决的技术难题。本项目利用Argo资料与时空覆盖率较高的卫星高度计、SST等资料进行数据融合的方法,较好地解决了上述关键技术问题。
本项目成果类型主要分硬件和软件两大类,其中硬件部分主要有:一批(35个)Argo剖面浮标组成的大洋观测系统,以及由一台服务器、一个工作站 和数台PC,以及互联网组成的Argo资料接收、处理和分发共享系统;软件部分主要有技术报告、应用研究论文和Argo资料产品,以及每年不少于10万条 剖面的温、盐度数据和浮标漂移轨迹数据等。其中取得的主要成果有:
(1)建立了一套能同化Argo资料、卫星高度计等资料的业务化海洋资料同化系统,其中“热带太平洋温度盐度同化业务化系统" 已经在国家海洋环境预报中心得到业务化应用,可以业务化运行发布月平均的热带太平洋同化再分析产品等;
(2)利用近海面的Argo浮标海温数据,与船舶报等数据进行加权平均的数据融合方法,获取了热带太平洋表层海温场,用于国家海洋环境预报中心的“海表温度旬实况分析"中;
(3)利用Argo剖面浮标等实测资料,分析研究了太平洋~印度洋暖池次表层水温异常对南海夏季风的影响,得到了“1月太~印暖池次表层温度异常 偏暖(冷),当年南海夏季风爆发时间偏早(晚)"的研究结论;还探索了西太平洋暖池和南海次表层水温异常对热带气旋的影响,得到了“赤道西太平洋暖池次表 层温度异常与同步西太平洋热带气旋个数不存在线性相关;赤道西太平洋暖池次表层温度异常滞后5-7个月影响热带气旋"的研究结论等;这些调查研究成果已经 在国家海洋局南海预报中心的“南海海洋灾害中长期预测业务"中得到应用;
(4)利用全球海洋上的Argo资料与CTD、XBT、船舶报等资料,并结合卫星高度计资料,计算了1992-2009年期间全球海洋0~750米水深范围内的热含量(异常)场,并发布在网上供用户下载使用。
(5)围绕Argo大洋观测网建设、Argo资料质量控制和Argo资料应用研究,已公开发表和正在待刊的技术报告和研究论文共11篇,其中已公开发表10篇、待刊1篇。
综上所述,本项目取得的主要成果有:
(1)西北太平洋Argo剖面浮标观测及其应用研究综合报告 1册
(2)西北太平洋Argo剖面浮标观测及其应用研究文集 1册
(3)西北太平洋Argo剖面浮标观测及其应用研究航次报告 1册
(4)Argo光盘数据库共享系统设计与实现技术报告 1册
(5)Argo网络数据库共享系统设计与构建技术报告 1册
(6)《全球海洋Argo资料集(1997-2009年)》(光盘) 1张
(7)《全球海洋热含量数据集(1992-2009)》(光盘) 1张
(8)西太平洋Argo剖面浮标观测及其应用研究论文集(许建平主编,海洋出版社,2010年,344页)1本
归纳起来,本课题的主要贡献有:
(1)构建了我国Argo大洋观测网的框架,并建立了相应的Argo资料实时接收、处理和分发系统,使我国成为世界上9个有能力向全球Argo资料中心上传资料的国家之一。
(2)及时共享我国和其他国际Argo计划成员国的Argo观测资料,成为我国海洋资料共享的实践者和先行者。
(3)制作了多个基于Argo资料的网格化产品,推动了Argo这一新型海洋观测手段的业务化应用。
(4)取得了明显的经济效益和社会效益。本项目布放的10个Argo剖面浮标,就算平均寿命为3年,累计也可获得1000多条温、盐度剖面。若利用 常规的船载CTD仪观测,至少需投入8000多万元,而本项目投入的经费仅仅为358万元。可见,投入与产出比十分悬殊,经济效益非常明显。这还没有计算 项目执行期间,我国还有权利共享到其他Argo成员国布放在全球海洋中的近3200个浮标的观测资料,大约可累计获得20多万条温、盐度剖面(利用常规的 船载CTD仪观测,至少需投入160多亿元人民币),这比起我国历史上在深海大洋中累计观测的剖面总数都要多得多,极大地丰富了我国的大洋环境数据库;况 且,该项目成果随着我国Argo大洋观测网建设的不断完善和国际Argo计划实施的不断深入,这些源源不断的、覆盖全球海洋的实时、高质量Argo资料, 不仅可直接用于业务化海洋预报,而且也可广泛应用于业务化天气/气候预报,并可望大幅度提高我国海洋和天气/气候预测预报的精度,以及人们对全球气候变化 的认知水平,因而有着不可估量的经济和社会效益。