全球海洋監測網數據監測為全球氣候把脈

法國研制的新型浮標“Deep Arvor”

Argo全球海洋監測網示意圖

　　近年來，全球圍繞氣候變化開展了大量研究工作，但科學家仍難以準確預測各種極端天氣，對氣候變暖的主要原因和升溫幅度也存有較大爭議。這一方面是囿于地球氣候異常復雜，難以預測;另一方面，氣候研究仍缺乏系統詳實的氣象數據資料。

　　研究全球氣候亟須海洋氣候監測數據

　　如果要預測未來幾年某一地區的氣候，我們首先要做的是回顧該地的氣象記錄，在大量數據資料中尋找氣候變化規律。以史為鏡，可以知興替，氣候研究亦然。要研究全球氣候問題，就需要對全球的陸地、大氣和海洋予以觀測和記錄。在觀測數據構成的龐大資料庫中，蘊藏著地球氣候的歷史、現狀，還有未來。

　　以往，我們利用氣象站觀測陸地氣候，利用探空氣球、氣象衛星觀測大氣云層，然而占地球面積七成的廣袤海洋對氣象學家而言一度是片空白。海洋面積廣闊、熱容量和能量巨大，過去50年地球吸收的熱量超過90%儲存在海洋里，海洋對大氣的長期變動，特別是年際變動具有決定性影響，是氣候系統中最重要的組成部分。

　　有學者認為，當前的各種極端天氣都與海洋氣候有關聯。例如2012年颶風“桑迪”席卷北美，而溫暖的海水是形成熱帶低壓氣旋的關鍵;歐洲 2013年初迎來最冷寒冬，被認為與北大西洋洋流濤動有關。因此，加強對全球海洋的氣候監測對研究海洋氣候乃至全球氣候都至關重要。

　　各國通力建設全球海洋監測網

　　Argo是地轉海洋學實時觀測陣列的英文縮寫，該計劃是于1998年推出的全球海洋觀測試驗項目，旨在快速、準確、大范圍地收集全球海洋上層的海水溫度、鹽度剖面資料，以提高氣候預報的精度，有效防御全球日益嚴重的氣候災害給人類造成的威脅。

　　十余年來，通過30多個沿海國家的通力合作，在全球各大洋布放近萬個Argo浮標，組成了全球Argo實時海洋觀測網，首次實現了真正意義上的對全球海洋上層溫度、鹽度和海流的實時觀測，是人類海洋研究史上前所未有的創舉。

　　Argo計劃是在全球海洋中布放超過3000個浮標組成的大洋觀測網，浮標的布放和使用都經過了嚴格的科學論證，每個浮標間隔大約為300 公里，隨洋流自由漂流，并能夠不斷地上浮和下潛，使用壽命3年到5年。浮標攜帶多個傳感器，通過衛星將從海表到海面以下2000米深的海洋溫度、鹽度、環流、海平面高度等信息發回地面，所有數據均通過互聯網實施共享。

　　目前Argo每年可獲取約12萬條剖面數據，其中的鹽度數據及其變化趨勢能夠反映全球降雨及干旱的模式變化;海水流速和流向數據可用于研究海洋環流、水團特性、中尺度渦旋、大尺度環流等季節變化、年際變化(如厄爾尼諾)乃至年代變化;海水溫度則是全球氣候的重要指標。這些信息為海洋學基礎研究和全球氣候研究提供了極為重要的數據依據。

　　將全球海洋監測網向更廣、更深處延伸

　　隨著Argo計劃的不斷發展，在維持現有觀測的基礎上，新的Argo浮標觀測范圍將不斷擴大，在深度上也跨越了2000米，向更深的海域延伸，并安裝攜帶生物、地理、化學等更為先進的傳感器，向海冰區、邊緣海以及化學生物等領域不斷拓展。

　　近期法國研制成功并開始應用的新型浮標“Deep Arvor”能夠承受360巴(bar)壓強，可下潛到3.5千米的深海，大大拓展了Argo觀測范圍，將為研究氣候變化問題提供更多數據支持。 “Deep Arvor”將主要投放在北大西洋，使用壽命4年，能夠在150個剖面監測海洋溫度、鹽度、含氧量等數據。

　　中國于2001年加入Argo計劃，自2002年初組織實施以來，已在太平洋、印度洋等海域投放了161個Argo剖面浮標，目前有超過 80個浮標正在使用。近日，中國“海洋六號”科考船在西太平洋投放兩套國產Argo浮標，通過海試以檢驗國產浮標的性能，及其裝載傳感器的精度、穩定性和可靠性。中國科研工作者研制并投放國產浮標，為參與共建全球Argo計劃做出了又一貢獻。

　　隨著更多新型浮標的應用，全球海洋監測網向更廣、更深處延伸，數據更為系統和詳實。通過共享數據，各國海洋和氣象科學研究者利用大數據技術著手處理海量數據，研究海洋氣候對極端天氣和全球氣候的影響，借此收獲了新的研究成果，并已有越來越多的學術論文采用Argo數據資料。Argo計劃的誕生改變了人類對海洋內部的監測手段和方式，填補了海洋氣象的空白，使得氣候學上的許多研究熱點問題得到了開拓性解決，并為其他全球性科研合作項目提供了很好的示范作用。可以確信，在各國協作努力下，未來Argo計劃將為人類了解海洋和研究地球氣候提供更多、更大的幫助。