科(kē)普 | Argo計(jì)劃-繪制(zhì)海(h↔≠ǎi)洋的(de)心跳(tiào)
#02 Argo浮标曆史
圖2 Argo浮标布放(fàng)圖片
Argo計(jì)劃是(shì)聯合國(guó)政府間(jiān)海<♦(hǎi)洋學委員(yuán)會(huì)(IOC)基于利用(yòng)÷ 足夠的(de)剖面浮标而倡導的(de)、以深海(hǎi)為(wèi)對(du÷ ₩ì)象的(de)觀測計(jì)劃，是(shì)GOOS計(jβ±ì)劃中的(de)一(yī)個(gè)重要(®'yào)組成部分(fēn)。Argo是(shì)一(yī)個(gè)以剖ε"'↔面浮标為(wèi)手段的(de)海(hǎi)洋觀測業→®(yè)務系統，它所取得(de)的(de)數(shù)據供全&∑π世界各國(guó)使用(yòng)。Argo計(jì)劃構想用(yòng)3¥ $年(nián)至4年(nián)時(sh§δ®δí)間(jiān)（2000年(nián)-2003年(λ★nián)）在全球大(dà)洋中每隔300公裡(lǐ)布放(fàng § )一(yī)個(gè)衛星跟蹤浮标，總計(jì)為(wèi)3000λ★αφ個(gè)，組成一(yī)個(gè)龐大(dà)的(d&∞§e)Argo全球海(hǎi)洋觀測網。一(yī)種稱為(wèi)"↔δ自(zì)律式的(de)拉格朗日(rì)環流剖面觀測浮标将擔當此重任，它就(jiù)是(shì)Argo浮标。Arg>☆$∑o浮标的(de)設計(jì)壽命為(wèi)4年(nián)至₽$₽×5年(nián)，最大(dà)測量深度為(wèi)2000米，會(huì)±∑&'每隔10天至14天自(zì)動發送一(yī)組剖面實時(shí)觀≠÷↔測數(shù)據，每年(nián)可(kě)提供多(duō)達10萬個(gδ∑←εè)剖面的(de)海(hǎi)水(shuǐ)溫度和(hé)鹽度資料 ♠ε↕。
值得(de)注意的(de)是(shì)，IOC各會(huì)員(yuán $✘)國(guó)也(yě)認識到(dào)Argo計(jì)劃中的(de)剖面浮标σ™β因“随波逐流”可(kě)能(néng)進入他(tā)國(guó)的(≈♦de)EEZ（exclusive economic zone專屬> •經濟區(qū)），因而一(yī)緻同意通♦♦"(tōng)過了(le)一(yī)項決議(yì)(IOC決議(yì) ≈©XX-6)，以支持Argo計(jì)劃在全球₹ 的(de)實施。此決議(yì)要(yào)求各國(guó™←<)對(duì)其在Argo計(jì)劃下(xià)施放(fàng"→φ)的(de)剖面浮标要(yào)公告其施放(fàng)地(dì)點及其實時 γ ↑(shí)漂流位置，其所獲得(de)數(shù)據要('&λyào)共享；任何國(guó)家(jiā)€φ若要(yào)在其他(tā)國(guó)家(jiā)的(de)EEZ$>海(hǎi)域投放(fàng)Argo剖面浮标，需按照(zhà↕$∑o)海(hǎi)洋法公約征得(de)該國(guó)的(de)λ&同意。
#04 Argo浮标的(de)工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)
圖4 Argo浮标工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)
浮标的(de)漂浮和(hé)下(xià)潛
Argo浮标包括一(yī)個(gè)浮标主體(tǐ)和(hé)一(yφ♠Ωī)個(gè)浮标。浮标的(de)漂浮和(hé)下(xià)潛是(shì)通£₩(tōng)過控制(zhì)浮标球的(de)空(kōπεng)氣壓力來(lái)實現(xiàn)的(de)。§γ當浮标需要(yào)漂浮時(shí)，浮标球內(nèi)部的(€<de)空(kōng)氣壓力與周圍水(shuǐ)體(tǐ)的(de)壓力相(γ×xiàng)平衡，使得(de)浮标浮在水(shuǐ)面上(sh≈ σàng)。當浮标需要(yào)下(xià)潛 ≈時(shí)，浮标球內(nèi)部的(de)空€÷$(kōng)氣壓力被增加，使得(de)浮标重$★于水(shuǐ)體(tǐ)，并向下(xià)沉入海<↔₽(hǎi)洋中。
圖5 A★δ$rgo浮标下(xià)放(fàng)圖
數(shù)據采集
Argo通(tōng)過一(yī)系列傳感器(qì)來(σ∏lái)采集海(hǎi)洋和(hé)大(dà•¶∑)氣數(shù)據。這(zhè)些(xiē)傳感器(qì)通(tōπng)過電(diàn)纜連接到(dào)浮标β♥★÷主體(tǐ)上(shàng)的(de)數(♥©∏shù)據采集系統。數(shù)據采集系統負責将傳感器(qì)采集到(dào)的(de)÷•數(shù)據進行(xíng)處理(lǐ)和(hé)存儲。
圖6 Argo浮标工(gōng)作(zuò)示意圖
數(shù)據傳輸
數(shù)據傳輸是(shì)Argo系統的(✘¶de)關鍵部分(fēn)。浮标主體(tǐ)上(shàng)配備了(lπεe)一(yī)個(gè)無線通(tōng)信模塊，用(yònφ♠©εg)于将采集到(dào)的(de)數(shù)據傳輸回地(dì)面站(zhà↔δβn)點。數(shù)據傳輸可(kě)以通(tōng)過衛星通(tōng≠∑&₩)信、海(hǎi)底電(diàn)纜或近(jìn)岸無線網絡等方式進行(xín©↓g)。
圖7 大(dà)數(shù)據平台示意圖
#05 Argo浮标的(de)未來(láiλ♣)
增加覆蓋區(qū)域：目前，Argo網絡主要(yào)覆蓋全球的(dΩ✘e)溫帶和(hé)熱(rè)帶海(hǎi)洋，≥₹©但(dàn)對(duì)于極地(dì)地(dì)區(qū)，尤其§×ββ是(shì)南(nán)極和(hé)北(běi)極地₽♥(dì)區(qū)的(de)數(shù)據♥♥¶ 相(xiàng)對(duì)匮乏。未來(lái)，Argo計(jì)劃将$₽§₽逐步擴展到(dào)這(zhè)些(xiē)±♠→區(qū)域，以獲得(de)更加全面的(dγ$♣ e)海(hǎi)洋觀測數(shù)據。
深海(hǎi)觀測：目前Argo浮标的(de)觀測深度大(dà)約為(wèi &¥σ)2000米，未來(lái)會(huì)有(yǒu)更多(du<≤ ō)的(de)“深淵Argo浮标”部署，這(zhα↕è)些(xiē)浮标能(néng)夠深入到(dào)更 ♣♣深的(de)海(hǎi)域，進行(xíng)更深≈<λ®層次的(de)溫度、鹽度和(hé)其他(tā)物↔↓®(wù)理(lǐ)性質的(de)監測。
實時(shí)數(shù)據傳輸：随著(zhe)通(tōng)信技(jì)術(shù)的(de)進步，$→π♣未來(lái)的(de)浮标可(kě)能(néng)會(huì)✔©™具備更強的(de)實時(shí)數(shù)據∑₹&₩傳輸能(néng)力，縮短(duǎn)從(cóng)數(shù)據采≠♥λ集到(dào)數(shù)據共享的(de)時(shí)間 (jiān)。這(zhè)對(duì)于氣候預警、天氣預報(bΩ£ào)等應用(yòng)至關重要(yào)。更多(duō↔&)的(de)跨國(guó)合作(zuò)和(hé)數(ε¥₹shù)據共享平台将會(huì)被建立，使得(de)全£φ"球海(hǎi)洋數(shù)據更容易獲得(de)和(hé)整≥♠£合，從(cóng)而提升對(duì)氣候變化(huà)π☆、海(hǎi)洋生(shēng)态和(hé)海(hǎi)洋資源的(de)理(∏α<lǐ)解。
#06 Argo浮标數(shù)據對(dβ∏"$uì)科(kē)學研究的(de)重要(yào)意義
圖8 Argo數(shù)據下(xià)載官網
（https://argo.ucsd.edu/data/）
數(shù)據信息：
空(kōng)間(jiān)分(fēn)辨率：3° x 3° (每3°範圍內(nèi)約有(yǒu)一(yī)個(gè)浮标)>¥
時(shí)間(jiān)分(fēn)辨率：約每10天測一(yī)次
變量：溫度、鹽度、壓力、溶解氧、氯熒光(guāng)素、硝酸. &n∑±<bsp; ×'÷; 鹽、p∑$H值
數(shù)據應用(yòng)實例：
利用(yòng)Argo的(de)海(hǎi)表以下(xià)0-200 ♦ 0m數(shù)據，與衛星高(gāo)度計(jì)的(de)中尺度渦觀測結果結合，通(tōng♥★₽)過合成分(fēn)析，得(de)到(dào)中尺度渦平均意義下(xià)的βΩ(de)的(de)三維結構，例如(rú)下(xià)圖：
圖9 渦旋三維結構圖
（Chaigneau et al. ,2011)
參考文(wén)獻：
[1] Chaigneau, A., M. Le Texier, ±ΩG. Eldin, C. Grados, anε✘↑d O. Pizarro (2011), Vert£₩ical structure of mes≠oscale eddies in theeastern Sout×™σ↕h Pacific Ocean: A compos← εite analysis from altimetry andλΩ Argo profiling floats, J. Geop✘∞£¶hys. Res., 116, C11025,doi:10.1029 </2011JC007134.
[2] Souza,J. M. A. C., C. de Boye¥×♥ r Montégut, C. Cabanes, and P.±≤ Klein(2011), Estimation of the Agul∞δ→has ring impacts on meridional heatflu™♦€xes and transport using ARGO flo±π÷ats and satellite data, ®©★Geophys.Res. Lett., 38, L21602, d©<oi:10.1029/2011GL049&§ 359.
[3] Yang, H., L. Wu,£€β£ H. Liu, and Y. Yu (2013),δ §§ Eddy energy sources and•¶≠∞ sinks in the South China Sea, J. Geoph←₽♣≤ys. Res.Oceans, 118, 4716–4726, doi:1≠≤β0.1002/jgrc.20343.
[4] Zhang Zhiwei, Zhong Yisen, Tian Ji✔±wei, Yang Qingxuan, Zhao Wei. 20©©14. Estimation of eddyσ¥Ωε heat transport in the global ₽Ωocean from Argo data. Acta Oceanologi׶÷♣ca Sinica, 33(1): 42–47, doi: 10φ≠.1007/s13131-014-0421-φ©≠x.
本文(wén)轉載自(zì)——海(hǎi)洋調查₹≥<₩儀器(qì)操作(zuò)。
