Argo2020愿景:走向深海 探知大海脈搏

作者:記者陳佳邑  來源:中國海洋報   發布時間:2019-03-27 10:26:35   [打印本頁] [關閉窗口]

  3月13日~15日,第20次國際Argo指導組年會在杭州召開。會上,國際Argo計劃正式提出Argo2020愿景,對國際Argo未來10年的發展計劃和方向進行了詳細規劃。

  Argo2020是維持全球海洋觀測網未來10年~20年可持續發展的重要舉措。該計劃目標是自2020年起至2025年,建成一個由2500個核心Argo浮標、1200個深海Argo浮標和1000個生物地球化學Argo浮標組成的綜合性全球海洋立體實時觀測網,在對0米~2000米海水溫度和鹽度進行觀測的同時,向深海和生物地球化學領域拓展。

  有望實現全球深海實時觀測

  Argo2020將大大提高現有的全球Argo觀測網浮標的限制深度,即從當前的2000米最大觀測深度提升至6000米,從而極大提高我們對深海特征、環流及其長期變化的認知水平。Argo2020也將改變我們追蹤海洋健康的能力。在全球生物地球化學浮標觀測網的建設過程中,其搭載的傳感器除了可以觀測到核心Argo的溫度、鹽度和壓力,還能夠追蹤葉綠素熒光、顆粒物粒子后向散射、溶解氧、硝酸鹽、pH值和輻照度等數據。此外,Argo2020還將核心Argo的觀測空間范圍擴展至全球,將邊緣海和快速變化的季節性冰區,以及熱帶與西邊界流區納入觀測范圍。在Argo2020愿景付諸實施的階段中,有望真正實現全球深海實時觀測。

  “Argo2020觀測網將通過海洋基礎研究、新維度的氣候評估、參與教育以及商業利用等途徑,大大提升終端用戶價值。”自然資源部第二海洋研究所高級工程師劉增宏表示。

  Argo2020將極大促進人們對于引發海洋、氣候和生態系統變異背后過程的認知,進一步優化模型,改進相關預報和預測結果,更好地服務社會。此外,Argo2020將為海洋熱量、淡水含量的估算和生物地球化學要素的實時同化提供重要數據源,將提升對農業、能源、水產養殖、漁業、保險和資源開發,以及搜救、國防等在內的氣候敏感產業的短期預測能力。最后,Argo2020對于海洋熱量和淡水含量的全深度觀測將與衛星觀測互為補充,閉合全球和區域海平面上升及能量收支,這對于追蹤全球變化“足跡”至關重要。

  實施Argo2020面臨眾多挑戰

  “Argo2020有助于人類更有效地應對全球氣候變化對農業、能源、漁業等相關產業帶來的影響。然而,Argo2020的實施也面臨眾多挑戰。”國際Argo指導組聯合主席、美國伍茲霍爾海洋研究所蘇珊教授說。

  首先是來自人力、物力等方面的資源挑戰。據估計,Argo2020的投資將是現有Argo觀測網的3倍,甚至更多,需要更多的人力和物力投入。

  蘇珊教授表示,新的Argo計劃需要世界各國和國際組織的支持,以及參與國更加緊密的合作。1998年Argo計劃的提出受到美國、日本等國家高層機構的擁護并最終落地,Argo2020的順利推廣實施也需要尋求新的支持者。

  目前已有團隊有意向要加入Argo2020建設中。在第20次國際Argo指導組年會召開前夕,美國蒙特利灣水族館研究所、華盛頓大學、斯克利普斯海洋研究所、伍茲霍爾海洋研究所等多個科研機構已經聯合向美國國家科學基金會提交了一份項目建議書,提議在全球建立一個由500個生物地球化學Argo浮標組成的觀測網,從而維持Argo2020愿景中該類浮標的一半數量,總投入預計超過5000萬美元。

  其次是來自浮標技術方面的挑戰。蘇珊提出,我們需要降低浮標的損耗率,進一步提高浮標的工作壽命,改善傳感器的性能,并扭轉當前Argo浮標傳感器來源單一的局面。更重要的是,要在當前比較成熟的核心Argo數據流系統的基礎上,建立融合生物地球化學Argo和深海Argo的數據系統,為科學研究和業務化預測預報提供高質量的觀測數據。

  蘇珊介紹說,Argo2020愿景觀測范圍擴展過程中,一些相對模糊的概念和設計方面的問題亟待明確和解決。例如,在深海Argo觀測方面,觀測是否應該包含溶解氧測量,1000米深的漂移深度是否實用,生物地球化學方面,每個浮標是否需要6個參數,如果深海Argo觀測包含溶解氧測量,那將如何影響深海Argo浮標的設計等。

  三方面推進Argo2020實施

  國際Argo指導組提出,將從3方面助推Argo2020的實施。

  首先,促進多方位跨領域合作。由于Argo2020愿景的預估投資是目前核心Argo投資的3倍,未來將通過核心Argo和深海Argo浮標供應商、生物地球化學及新試驗參數等領域重要學者與商業領袖之間的合作,協助開展全球海洋觀測。

  其次,盡快提高核心Argo觀測網的采樣密度。對深海Argo浮標和生物地球化學Argo浮標進行區域性試驗布放,在2年~3年內將布放范圍平穩過渡至全球。在確保傳感器的精確度、穩定性和使用壽命的基礎上,提高其產量,物理、技術和后勤等方面基礎設施也會逐步建立起來。

  此外,還要建立完整的綜合性Argo數據管理系統,從而為用戶提供可以免費獲取的、接近實時的高質量延時模式數據,包括所有Argo浮標測量到的全部參數。