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阿尔戈——覆盖全球海洋监测网

时间:2016-11-17 09:16:03    来源:中国海洋报    作者:许建平

  阿尔戈,这个来自西方20世纪末的海外来客,曾一度惊动世界。现在,不妨揭开它的神秘面纱来探个究竟。

  阿尔戈是英语“Argo”的音译,也是英文“Array for Real-time Geostrophic Oceanography”的缩写,它的中文含义为“地转海洋学实时观测阵”。如同陆地上许许多多的气象站组成的天气观测网一样,阿尔戈是在海洋上建立的覆盖全球的实时海洋观测网的代称。

  伴随全球阿尔戈实时海洋观测网建设诞生的国际阿尔戈计划,是在1998年由美国、日本等国家的海洋科学家提出的,并在1999年得到世界海洋观测大会的认可。该计划设想用5年~10年时间,在全球大洋中每隔300公里布放一个由卫星跟踪的剖面漂流浮标(即阿尔戈剖面浮标),总计3000个,组成一个庞大的全球阿尔戈实时海洋观测网,旨在快速、准确、大范围地收集全球海洋0米~2000米上层的海水温度、盐度和浮标的漂移轨迹等资料,以提高气候预报的精度,有效防御飓风、龙卷风、台风、冰暴、洪水和干旱等全球日益严重的气候灾害给人类造成的威胁。

  厄尔尼诺和拉尼娜是发生在赤道太平洋上的两种海洋异常现象。为了预测这两种现象,1994年一些国家在赤道太平洋上建立了一个“热带大气海洋观测网”。这个观测网提供的数据帮助美国科学家提前6个月预报了1997/1998年发生的厄尔尼诺现象,仅加利福尼亚州就避免了近10亿美元的经济损失。除了厄尔尼诺和拉尼娜,全球海洋还有很多反常现象,如南极绕极波、北大西洋振荡和太平洋十年振荡等,这些现象同样对年际的气候变化产生影响。要想准确、及时地预报全球气候变化,仅有一张局地的海洋观测网显然无法满足。虽然西方国家曾投资近10亿美元建立了一个卫星观测网,但这个系统仅能提供海洋表面的信息。只有建立空中和海上的立体观测网,才能同步获得大气和海洋变化的信息,更好地了解不断波动的气候系统,并提供可靠的全球气候预报。

  然而,要想在海洋建立定点观测站谈何容易。为观测厄尔尼诺现象而建立的那张海洋观测网,只在赤道太平洋海域布放了69个锚碇在海底的观测浮标。这是人类有史以来在海洋上建立的规模最大的一张定点观测网,但浮标数量不足百个,观测层次有限,而且维护费用高昂。对于全球海洋而言,该观测网仅覆盖了一个很小的区域。因此,应运而生的想法是在全球海洋每隔300公里投放一个通过卫星定位和通讯的漂流式自动剖面测量浮标,编织一张至少由3000个浮标组成的阿尔戈海洋观测网。

  目前,在全球深海大洋上建立的阿尔戈实时海洋观测网,正以每4分钟一条剖面的惊人速度,提供来自深海大洋(从海面到2000米水深)中的温度、盐度信息,相当于每天可提供360条剖面。自从19世纪末深海海洋学诞生以来,海洋调查船从全球深海大洋中也只得到了约50万条0米~1000米水深范围和20万条0米~2000米水深范围内的温盐度剖面。然而,阿尔戈观测网仅用了10年时间就收集了具有象征意义的100万条观测剖面。

  这些源源不断的阿尔戈次表层海洋观测资料与新一代杰森卫星高度计获取的全球海洋表面观测资料一起,为人们深入了解海洋过程,揭示海-气相互作用机理,提高对诸如厄尔尼诺和拉尼娜现象等的预报水平,以及在改进季节性气候预报和加深对台风活动的认识等方面起着关键性作用,必将使海-气耦合预报模式取得更大进展。

  (作者系国际阿尔戈指导组成员、中国阿尔戈计划首席科学家、国家海洋局第二海洋研究所研究员)

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