中国Argo浮标实时资料.docx
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中国Argo浮标实时资料
中国Argo浮标实时资料
中国Argo计划自2002年初组织实施以来，已经在西北太平洋和印度洋海域布放了81个Argo剖面浮标（见下图）。
为了满足本项目相关研究课题和国内其他用户的迫切需求，我们借助国内便捷的宽带网技术，每天直接从位于法国图卢兹的Argos资料服务中心索取由我国布放的Argo剖面浮标的实时观测资料，并经实时质量控制后，在此发布并及时（24小时内）更新。
欢迎提出改进意见和建议。
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中国Argo计划简介
中国计划在2002-2005年期间投放100-150个Argo浮标，以便建成一个大洋局域观测网。
以后则每年投放20-30个浮标，以维持该局域观测网的正常运行。
中国Argo计划的总体目标是，通过引进国际上新一代、先进的沉浮式海洋观测浮标（即Argo剖面浮标），施放于邻近我国的西北太平洋海域（少量浮标将视情形布放到东印度洋和南大洋海域），建成我国新一代海洋实时观测系统（Argo）中的大洋观测网，使中国成为国际Argo计划中的重要成员国。
同时能共享全球海洋中3000个Argo浮标资料，丰富我国海洋和气象界承担的相关研究项目的资料源，并为该系统的近海观测网建设提供强有力的技术支撑，即通过大洋观测网建设，以此来了解和掌握该高新海洋观测技术的性能和特点，走技术引进、消化吸收和自行研制之路，使未来大洋观测网的维持由国产Argo浮标代替，而近海观测网则完全采用国产Argo浮标组成，最终建成我国自成系统的海洋实时观测网络，为我国的海洋研究、海洋开发、海洋管理和其它海上活动等提供实时观测资料和产品。
中国Argo计划组织管理结构
项目介绍
∙中国Argo计划简介
∙Argo大洋观测网试验
∙太平洋—印度洋暖池的Argo浮标观测研究
∙基于全球实时海洋观测计划（Argo）的上层海洋结构、变异及预测研究
∙西北太平洋Argo剖面浮标观测及其应用研究
Argo大洋观测网试验
项目名称
我国新一代海洋实时观测系统（Argo）-大洋观测网试验
项目委托部门
中国科学技术部基础研究司
项目依托部门
国家海洋局科学技术司
项目依托单位
国家海洋局第二海洋研究所
国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室
项目负责人
许建平（国家海洋局第二海洋研究所研究员、国际Argo科学组成员）
项目参加单位
国家海洋局第一海洋研究所
国家海洋信息中心
国家海洋局第三海洋研究所
国家海洋预报中心
中国气象科学研究院
国家海洋技术中心
中国科学院南海海洋研究所
项目参加人员
陈英仪张人禾华锋许东峰纪风颖吴日升
张建华殷永红陈显尧刘增宏廖康明马继瑞毛庆文余立中
项目执行时间
2002年1月至2003年12月
试验内容
∙在西北太平洋附近海域布放16个Argo剖面浮标；
∙了解和掌握Argo剖面浮标这一高新海洋观测技术的性能和特点；
∙探索Argo剖面浮标数据实时接收，以及数据处理的流程和方法；
∙开展Argo资料在海洋、天气业务化预报中的试应用研究；
∙进行Argo资料同化技术研究，建立Argo数据库；
∙创建中国Argo信息网页；
∙建立Argo浮标资料管理与服务网络系统。
预期目标
∙通过引进国际上新一代、先进的沉浮式海洋观测浮标（即Argo剖面浮标），在西北太平洋附近海域构建我国Argo大洋观测试验网，为日后建成"我国新一代海洋实时观测系统（Argo）中的大洋观测网"提供技术积累和运行、应用经验；
∙加入国际Argo计划，共享全球海洋中3000个剖面浮标资料;
∙承办第五次国际Argo科学组会议，扩大我国在国际Argo计划中的影响，提升我国的国际地位；
∙为我国海洋和气象界承担的相关研究项目提供资料服务，丰富我国的海洋环境数据库。
太平洋—印度洋暖池的Argo浮标观测研究
2003年1月，国家科技部在“国际科技合作重点项目计划”中批准了另一个与中国Argo计划有关的重点研究项目，即“太平洋——印度洋暖池的Argo浮标观测研究”。
该项目由国家海洋局第一海洋研究所巢纪平院士负责、于卫东副研究员和国家海洋局第二海洋研究所许建平研究员协同实施。
本项目研究周期为5年，从2003年1月至2007年12月。
本项目研究内容包含如下4个方面：
1、通过布放Argo浮标，并结合潜标和断面观测，进一步了解太平洋—印度洋暖池的三维温、盐、流结构以及相应的海面大气场，尤其是这些物理要素的年际变化，建立对暖池的正确物理描述，奠定动力学研究的观测事实基础。
2、开展基于Argo资料的海洋动力过程分析。
研究赤道太平洋和印度洋温跃层的变化规律，揭示Kelvin波、Rossby波的激发、传播和反射，以及这些过程对于ElNino发生、发展所起的作用，并阐明太平洋和印度洋两者之间的相互作用方式；研究上层海洋变异与大气强迫的关系，阐明印度尼西亚贯穿流、大尺度海气相互作用在联系两大洋中的作用和相对重要性；研究二阶（或更高阶）海洋斜压模态在决定热带海洋低频变异（年际以上到年代际）中的作用。
3、研究和开发Argo资料同化技术。
结合全球大洋资料同化试验计划（GODAE），开展Argo资料与海洋模式相结合的研究，最大限度地提取海洋信息。
4、开展Argo浮标的国产化探索研究。
首先开发利用我国自有卫星接收Argo资料的探索，增强资料的保密程度。
通过本项目研究，将实现如下预期目标：
1、在太平洋-印度洋海域投放约15个Argo浮标，其中前两年投放8个，后三年投放7个。
并结合该海域的国外浮标，基本形成对暖池海域合理的空间覆盖。
2、在本课题投放的Argo浮标和已有课题支持投放的Argo浮标基础上（大约30个左右），建成Argo浮标的实时处理系统，具备实时资料的接受、校准、入库和分发能力，形成科研支撑能力。
3、与澳大利亚海洋研究所合作，开展暖池合作观测，包括对印度尼西亚贯穿流的锚碇潜标观测和暖池海域的断面走航观测；并建立起太平洋-印度洋暖池研究所需的较为完整的观测资料数据库。
4、在观测基础上，结合历史资料，完成对暖池动力、热力结构的气候平均态以及年际变异的物理描述。
5、完成面向以Argo资料为主的海洋、大气观测资料的海洋变异过程动力学分析，主要阐明太平洋-印度洋温跃层在ENSO循环期间的变异规律及其对激发ElNino的作用、印度尼西亚贯穿流在联系两大洋中的作用、海盆尺度海气相互作用对于两大洋变异的贡献、高阶海洋斜压过程对于海洋低频记忆的控制。
6、完成面向Argo资料的海洋模式同化技术研究，形成可用于业务化的海洋同化模式。
7、完成利用我国卫星接收Argo浮标资料的工作，并进一步探索其它模块的国产化。
基于全球实时海洋观测计划（Argo）的上层海洋结构、变异及预测研究
在我国海洋和大气科学领域著名专家巢纪平院士、苏纪兰院士、袁业立院士、胡敦欣院士、黄荣辉院士、李崇银院士、吴国雄院士和丁一汇院士等的热情关心与努力推动、国家海洋局科学技术司的热切关注与重点推荐，以及973计划第四届专家顾问组和国家科技部基础研究司的高度重视与全力支持下，由国家海洋局第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室主任陈大可教授牵头，国家海洋局、中国气象局、中国科学院和国家教育部等下属近10个单位的25名主要学术骨干积极响应，并共同申报的“基于全球实时海洋观测计划（Argo）的上层海洋结构、变异及预测研究”项目，得到了2007年度国家科技部《国家重点基础研究发展规划》（973计划）的资助。
这标志着我国Argo计划已经从单纯的Argo大洋观测网建设开始迈入Argo资料应用研究的全面发展阶段。
该项目抓住了全球Argo实时海洋观测网即将建成这一重要契机，以科学创新和国家需求为出发点，把西北太平洋和印－太热带海洋这一影响我国海洋环境和气候系统的关键区域作为一个有机的整体来研究，并瞄准了国际上在该领域中的发展方向和当前的研究热点，围绕海洋上层结构的形成机制和变异特征，以及海洋上层结构的可预测性及天气气候效应等二个关键科学问题，设立五个研究课题展开前沿科学研究：
1、Argo数据同化及多源资料再分析；
2、太平洋副热带上层海洋结构的形成与变异；
3、太平洋西边界流与中国近海的热盐交换；
4、热带太平洋和印度洋上层海洋的季内到年际变化；
5、西北太平洋海洋环境及热带短期气候可预测性研究。
最终目标要在西北太平洋和热带上层海洋结构及其可预测性，以及海洋上层结构在台风和厄尔尼诺预测中的作用等问题的研究中取得一批原创性成果，从而为区域性海洋环境预报和短期气候预测提供科学依据，促进并提高我国对海洋与气候监测及预报水平；并以此作为我国物理海洋科学赶超世界先进水平的一个突破口，培养一支从事深海大洋科学研究的高水平科技人才队伍。
西北太平洋Argo剖面浮标观测及其应用研究
本项目将通过在西北太平洋海域投放适量Argo剖面浮标，补充和维持我国的Argo大洋观测网，确保我国在国际Argo计划中的地位，有权利继续共享全球海洋中Argo剖面浮标的观测资料，为国内用户提供高质量的Argo资料，以促进Argo资料在我国海洋和大气科学领域的广泛应用。
同时，项目拟采用Argo资料，并与遥感资料和其它海洋观测资料结合，运用业已成熟的数据融合技术，再结合数值模式，深入研究西太平洋（特别是暖池区）的多尺度海气相互作用过程，以提高我国台风、季风降水和ENSO（厄尔尼娜和南方涛动）等的预报水平。
本项目由国家海洋局第二海洋研究所负责，国家海洋环境预报中心和国家海洋局南海预报中心共同参与。
项目研究周期为两年（2007-2008年），其主要研究内容有：
1、从美国引进10个APEX型Argo剖面浮标，并布放于西北太平洋暖池海域；同时，进行现场CTD仪和ADCP的比较观测。
2、利用质量控制后的Argo剖面资料结合多源卫星遥感资料，研究数据融合算法，建立融合模型。
3、利用Argo资料对全球海洋连续、同步、高分辨率的三维监测能力，结合风场、海表温度、高度计等多种遥感资料，分析西太平洋海区（特别是暖池区域）上层结构的时空分布和演变规律等；在此基础上，结合数值模式，深入探讨西太平洋海区的多尺度海气相互作用过程，开展Argo资料在海洋业务化预报中的试应用研究，为我国海洋、天气气候的预测预报等业务化应用提供科学依据。
系统简介
国际Argo计划自2000年底正式实施以来，至2010年7月底，25个国际Argo计划成员国和参与国家已经在太平洋、印度
洋和大西洋等海域投放了6500多个Argo剖面浮标，其中有3000多个浮标仍在海上正常工作，达到了Argo计划最初提出的
在全球海洋中同时有3000个浮标正常工作的预定目标，这些浮标已累计获得了全球大洋中约60余万个0～2000m水深内的温、
盐度剖面；而且今后还将以每年10万个剖面的速率增加。
数据通过了各国Argo资料中心的实时质量控制，可供海洋和天
气业务等部门，以及相关领域的研究和管理人员使用。
为了方便广大用户直观地了解和使用Argo资料，我们开发了“Argo数据网络平台”。
该平台将以数据库管理的形式，
使用Web-GIS技术，向用户提供查询和获取全球Argo资料的界面。
我国将在西太平洋布放一批新颖Argo浮标为了加强对西太平洋海域的现场观测，特别是西太暖池和台风频繁生成或经过海域的实时海洋观测，拟采用国际上最新研发的Argo剖面浮标对该海区进行连续观测，并采用装载铱卫星通讯系统的Argo浮标进行强化观测，以获取西太暖池附近海域，以及热带气旋生成海域及移动路径上的温、盐度和溶解氧等要素的剖面观测资料，从而为研究海洋对台风的响应或反馈机制，应对全球变化提供科学依据。
本航次拟用中国海洋大学《东方红2》号调查船进行，时间选择在5-6月期间，即台风频发前期。
布放的浮标数量在30个左右，其中利用铱卫星通讯的12个Argo浮标将全部布放在15°N-20°N区域内，其它约20个利用Argos卫星通讯的剖面浮标布放在20°N以北区域，并全程进行走航ADCP测量。
为了提高现有调查海域中Argo剖面浮标观测资料的精度，根据国际Argo科学组和资料管理小组的要求，还将在布放Argo剖面浮标的位置上进行船载CTD仪的比较观测，并采集水样，以便利用高精度实验室盐度计测量盐度，用于校正目前还在调查海域工作的、早期布放的浮标观测资料，以确保Argo剖面浮标观测资料的质量。
该批浮标主要由国家科技部批准的Argo973计划项目和卫星海洋环境动力学国家重点实验室出资引进。
（中国Argo实时资料中心）
Argo剖面浮标回收报告
中国Argo计划曾于2003年在西北太平洋海域布放了一批Argo剖面浮标。
由于浮标的漂移特性（抛弃式），其中的2个浮标随海流分别漂移到了菲律宾棉兰老岛的比斯利格湾（BisligBay）和达沃湾（DavaoBay）附近海域，被当地渔民发现后带入海湾。
我们将此情况及时向国际Argo科学组和国际Argo信息中心作了汇报，并希望能通过适当途径回收这两个浮标，以便浮标施放者和制造商能进一步了解浮标的性能，以及通过测试后能再次投放到海洋中，以节省有限的浮标资源和获取更多的观测资料。
我们的请求迅速得到了国际Argo计划组织和Argo科学组成员的反馈和帮助，特别是JohnGold教授和KensukeTakeuchi教授及时给我们提供了相关联系人。
最终我们与菲律宾大学海洋科学研究所的CesarVillanoy博士取得了联系，在他和他学生的共同努力下，在比斯利格湾附近的一个渔村中发现了其中的一个浮标，并运往位于马尼拉的菲律宾大学。
然后，在国家海洋局国际合作司以及中国驻菲律宾马尼拉领事馆的协助下，由菲律宾大学海洋科学研究所为浮标装箱后运往中国。
2004年7月12日，该浮标运抵中国杭州萧山机场。
从该浮标布放（2003年1月3日）到进入（2003年10月19日）比斯利格湾，最后回到中国，累计开机时间达289天。
现经开箱检测，浮标的各项性能完好，电池电压为14.3V，依然符合正常测量所要求的电压值。
传感器未见附着物（图1）、标签完好无损，但浮标体底部有受海水腐蚀的痕迹（图2）。
于是，我们更换了浮标底部的橡皮塞，准备重新设置Argos平台号和更换WMO编号后，将此浮标（图3）再次施放于北太平洋中。
图1浮标传感器
图3回收后的浮标
图2浮标底部皮囊
在此，我们对热心帮助和支持国际Argo计划和中国Argo计划，以及为该浮标顺利回收所提供帮助的广大国内外朋友表示衷心的感谢！
这一浮标的回收过程也使我们深刻体会到，国际Argo计划已经得到沿海各国政府、科研教育机构以及广大科学工作者和民众的大力支持。
我们也希望这一浮标的成功回收，能为将来可能有更多的浮标漂移到近海海域而被渔民发现，回收后重复使用，提供各国借鉴。
相信在各沿海国政府和科学家的共同努力下，Argo全球海洋观测网将会如期建成，并发挥其应有的作用。
“西北太平洋Argo剖面浮标观测及其应用研究”课题年度进展报告
2009年3月，由国家海洋局第二海洋研究所牵头、国家海洋环境预报中心和南海海洋预报中心共同承担的“2007年海洋公益性行业科研专项经费项目－西北太平洋Argo剖面浮标观测及其应用研究”，顺利通过了国家海洋局科技司组织的中期检查。
该项目在国家海洋局科技司和项目主持、参加单位领导的重视和支持下，通过项目组全体成员近一年半的共同努力，已经在2007-2008年度里按《项目任务书》中所规定，基本实现了阶段性工作目标，并取得了一批可喜的应用研究成果。
一、本年度研究进展情况
本项目以“中国Argo实时资料中心”为依托，已经在2007－2008年度里基本实现《项目任务书》中所规定的阶段性工作目标。
其中完成的主要工作任务有：
（1）通过公开招标程序，已经从美国引进10台由Webb公司生产的APEX型Argo剖面浮标。
目前正在等待合适的海上航次，按计划这批浮标将布放在西太平洋暖池区域。
（2）Argo资料实时接收、处理和分发系统得到了进一步改进和完善，不但能及时接收全球海洋上的全部Argo剖面浮标（3000多个）的观测资料，还具备了实时批量处理的能力；而且由我国布放的浮标资料做到了24小时内即可在线发布在“中国Argo实时资料中心”网站上，供项目成员和国内用户及时下载应用；还利用历史观测资料和附近CTD仪或其他浮标观测资料，对存在传感器测量误差的浮标资料，进行质量评估及延时质量控制，从而确保了提供的Argo资料具有较高的质量保证。
（3）海洋预报业务中心已经建立了一套能同化Argo资料、卫星高度计等资料的海洋资料同化系统，采用了性能代价比高的三维变分方法，以及应用了新的推广到非线性平衡条件的理论，综合考虑了各种观测资料，并结合较为成熟的大洋数值模式，使得该系统具备了实时业务化运行的条件，并已在海洋业务化预报中得到应用。
（4）利用Argo资料对太平洋－印度洋暖池次表层水温变化、热带太平洋盐度变化、西太暖池表层温度特性和全球海洋上层热含量变化等科学问题进行了探索性研究，取得了一批可喜的应用研究成果，共完成相关论文11篇，公开发表3篇。
（5）有5名硕士研究生在参与本项目的资料分析和研究工作，他们的研究论文主要围绕Argo资料的应用研究。
二、成果及其应用情况
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（20-30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。
由于Argo大洋观测网是前所未有的，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。
可以看到，随着Argo数据量的不断增加，海洋预测预报的精度正在不断提高，人们对海洋和海气相互作用的认知水平也在不断提高。
（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SOTA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TC的影响，得到了“赤道西太平洋暖池SOTA与同步西太平洋TC个数不存在线性相关；赤道西太平洋暖池SOTA滞后5-7个月影响TC”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）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，已经或正在撰写的技术报告和研究论文约11篇，其中已公开发表3篇、投稿5篇。
三、存在的问题及建议
（1）本项目引进的10台Argo剖面浮标，由于受资助经费的限制，只能寻找其他项目的海上调查航次布放。
但近些年来，国内在西太平洋海域的调查航次非常少，这批浮标何时能顺利布放目前还是个未知数，而项目协作单位对西太平洋海域的资料需求却又十分迫切。
该海域在国际Argo计划实施初期又是由中国Argo计划承诺布放浮标的区域，所以其他国际Argo计划成员国在该海域布放浮标的数量相对较少，而中国Argo计划自2002年实施以来，在这一海域累计布放了51个Argo浮标（原计划投放100-150个），目前在海上正常运行的仅有22个。
为此，希望上级主管部门能尽最大可能加大对中国Argo计划的投入力度，争取在上述海域多放浮标，以满足国内用户对Argo资料的需求。
（2）本项目按计划将在2009年7月结题，按正常程序新项目要待本项目结题后才能申请，也即2010年才有资格申请。
即使另一个Argo973项目在2008-2011年期间有计划购置和投放50个浮标，但仍然达不到中国Argo计划预期的浮标投放目标，更满足不了国内相关研究项目和海洋、气象预报业务部门对大洋，特别是西太平洋Argo资料的需求。
故建议主管部门能从本项目的实际情况出发，提早对本项目的执行情况和将会达到的预期目标进行验收、考核，并允许2009年度申报新项目，并继续给予资助，以确保中国Argo计划能持续开展，有能力在西太平洋海域长期布放浮标并共享其他成员国布放的所有浮标资料，为我国应对全球气候变化提供必要的第一手资料。
（3）截止2007年10月底，在国际Argo计划成员国和众多沿海国的共同努力下，全球由3000个剖面浮标组成的Argo实时海洋观测网正式宣告建成，并将至少维持10年以上。
而随着Argo浮标技术的发展（除常规的温、盐度观测外，还将增加如溶解氧、营养盐、微结构、环境噪音和海洋生物等要素的观测）和Argo观测网的拓展（伸入两极浮冰海域和边缘海等），Argo资料的种类更加丰富，且其覆盖的区域更加广阔，如何更好地促进海洋、气候界和公众对Argo计划的关注和了解，拓宽Argo资料应用领域已经成为我们需要考虑的一个重要课题，希望国家能加大对相关领域的投入。
太平洋-印度洋暖池的Argo浮标观测研究项目取得的主要成果
“太平洋-印度洋暖池的Argo浮标观测研究”是科技部国际合作司和基础研究司批准的大型科学观测项目。
该项目通过引进国际上先进的高新海洋观测技术（Argo剖面浮标），以及相关的数据接收和质量控制技术，不但加快了我国Argo大洋观测网的建设进程，而且能够熟练地应用这一高新技术，获取高质量的大洋观测资料，成为全球Argo实时海洋观测网建设中的重要组成部分；建成Argo资料数据库，并能及时与课题组成员和国内用户共享，并被广泛应用于对西太平洋暖池及其附近海域物理海洋现象的分析，以及相关领域的研究中，揭示或获得的一些新现象和新认识，是以往采用常规海洋观测仪器设备所无法得到的，受到了国际同行的关注。
本项目在执行至今的5年（2003-2007年）里，在项目组全体人员的共同努力下，撰写了一批调查研究论文和技术、分析报告，其中有近30篇已在相关学术刊物上发表，出版编著1本。
从而圆满完成了“课题计划任务书”中提出的年度计划和预期目标，以及由该所分工负责承担的全部调查研究工作。
其成果主要体现在如下4个方面：
1、Argo大洋观测网建设
执行完成3个大洋观测航次，在西北太平洋和东印度洋海域成功布放了14个Argo剖面浮标，使我国Argo大洋观测网中的浮标数量增加到了35个，为全球Argo实时海洋观测网（2007年10月底全球海洋中的浮标总数已经达到3006个）的顺利建成做出了积极贡献。
2、Argo资料质量控制
通过对引进的Argo资料质量控制模式的吸收、消化和改进，Argo资料质量有了明显提高。
不仅能熟练运用实时模式对Argo资料进行快速处理，并及时提供给海洋和气象业务部门使用，而且也能运用延时模式对Argo资料进行高质量处理，以满足科研人员的需求；同时，还能按国际Argo资料管理小组的要求，将我国布放的Argo浮标观测的资料经过实时和延时模式质量控制后，及时向国际Argo资料中心汇交，与各成员国共享。
3、Argo资料免费共享
在做好Argo资料接收、处理的同时，不断完善我国和全球Argo剖面浮标观测资料的数据库系统建设，研制开发成功
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