各国家的Argo计划及其实施情况.docx

1、各国家的Argo计划及其实施情况全球海洋观测计划(Argo)进入全面实施阶段许建平1、2） 朱伯康1） 编译（1、 国家海洋局第二海洋研究所，杭州 310012）（2、 国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室，杭州 310012）在2001年3月2022日召开的第三次国际Argo科学组会议上,澳大利亚和美国宣称已率先在东印度洋和东太平洋施放了21个Argo浮标，从而正式拉开了Argo全球海洋观测网建设的序幕。在本次会议上,有14个国家和团体表示愿意提供浮标，并参与Argo计划。到2001年未，全球即将布放或已经布放的Argo浮标有871个。 未来三年内有计划布放的Argo浮标为2009个

2、，累计浮标总数已达2880个(表1)，与Argo计划当时设想的在全球大洋中布放3000个浮标的目标已相距不远。此外，丹麦、挪威等国也表示将提供浮标参与Argo计划；而日本、韩国等国表示若能继续争取到资金支持，其提供的浮标数量还会有所增加。由些可见，Argo计划已经愈来愈受到沿海各国政府和团体的重视。表 各国Argo浮标统计 单位：个国家或团体1999年2000年20001年20022004年澳大利亚101090加 拿 大104290中 国1080欧 共 体80法 国70175德 国10100印 度675日 本2090300新 西 兰210韩 国2090英 国1330150美 国55203190

3、825总 计累 计5525656020092880现将各国或团体在本次会议上提交的参与国际Argo计划的具体方案和设想介绍如下，以便对国际Argo计划的实施和进展情况有一全面了解。1. 美国美国的Argo计划是由美国联邦机构间的国家海洋合作计划（NOPP）资助的。该计划目前是由美国的浮标联合协会组织实施，该协会由5个研究机构，即斯克里普斯海洋研究所（SIO）、伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）、华盛顿大学（UW）、美国国家海洋与大气局大西洋海洋学与气象学实验室（NOAA/AOML）和 美国国家海洋与大气局太平洋气象学环境实验室（NOAA/PMEL）等组成。浮标的生产制造、施放和资料系统运行等工作均

4、由这些研究机构协作完成。在美国Argo计划实施的头两年中（即1999和2000财政年度），NOPP已资助了187个浮标，同时还包括技术改进和资料系统研制的经费。2001年年底前计划大西洋施放76个浮标、太平洋96个和印度洋15个。在大西洋，浮标将集中施放在热带和西部副热带海域。印度洋和太平洋施放的区域集中在热带暖池区域。另外，在2000财政年度中，还有35个由NOAA联合协会资助的Argo浮标，用于“海洋在气候中的作用（CORC）研究”计划。这些浮标将施放在热带太平洋的中部和东部海域；还有36个浮标则由美国海军研究署资助。因此，这两年中，由美国施放的Argo浮标总数为258套。刚成立的美国Ar

5、go资料中心设在NOAA/AOML，现已开始工作。所有美国的Argo浮标实时资料都经GTS接收发送。盐度的校正系统已由NOAA/PMEL研制完成。有关延迟模式的质量控制系统正在研制过程中，并准备把实时质量控制和GTS发送的工作转交给一家合适的能24小时运转的机构来负责。在2001财政年度中，美国的Argo计划将进入全面实施的阶段。这个富有挑战性的计划已于2001年3月16日送交NOPP，所有工作将于7月1日全面开始。估计从NOPP可获得150个浮标的经费，另外还有20个由CORC提供，美国海军研究署提供20余个，这样在2001财政年度，美国的浮标总数可达190个。根据经费到位情况，从2003财

6、政年度起，美国努力争取每年的浮标数达到300个。同时技术开发工作也在持续进行。美国选择投放浮标的重点区域是由美国Argo咨询小组决定的，这个咨询小组由浮标提供者、政府机构代表、Argo资料的用户（NCEP、FNMOC、NODC、CLIVAR、GODAE等）等人员组成。美国投放浮标的准则是：(1) 与国际上其它参与者一起建立一个全球Argo海洋观测网；(2) 迅速建立起对广大用户有极大利益的区域观测网 (如在暖池区域和西部亚热带区域);(3) 加强对已有(先前和早期建立的Argo观测网)浮标观测网的建设。2. 英国英国的Argo计划是由环境、运输和行政区域部（DETR）、国防部（MOD）和国家自

7、然环境研究委员会（NERC）等部门共同资助的，并由梅塔（Met）办公室代为管理。南安普敦海洋中心（SOC）、英国海洋资料中心（BODC）和英国水文办公室（UKHO）等单位都参与了这项计划。21 英国Argo计划现状2000年，英国正式实施国家Argo计划。其目的有如下三个方面：（1）通过各种方式确保每年施放50个浮标，以保证在任何时候有约150200个浮标在水中工作；（2） 所有的实时浮标数据用于海洋业务预报；（3） 采用延迟模式处理英国的浮标数据，并提供给气候研究应用。Met办公室负责上述第1、第2项工作；SOC、BODC和UKHO负责第3项。预计到2003年该计划完成后，DETR和MOD会

8、作出一个继续资助Argo浮标的承诺。目前，此长期计划还未得到DETR和MOD的批准。通过该计划，英国已经在2000/2001财政年度中获得13个浮标的经费，在2001、2002和2003财政年度期间，每年将获得50个浮标的经费。在今后2年中，也许还有25个以上由NERC资助开发的新型浮标可供使用。但这些浮标可能与Argo的标准不尽一致，将尽量与Argo协调并服务于Argo计划。2.2 项目管理和协调英国的Argo资助管理委员会由DETR、MOD和NERC等资助机构组成，具体确定英国Argo计划的资金、目标和实施政策等。英国Argo计划小组负责监督管理，并向管理委员会报告项目的进展情况及相关事宜

9、。英国Argo专家小组对本国和全球的Argo计划提供科学、技术建议和咨询，必要时提出建议供管理委员会参考。该专家小组隶属于英国国内海洋科学技术委员会（IACMST）全球海洋观测系统（DOOS）工作小组，并向其汇报工作。2.3 2000年工作进展在2000年期间，已经获得13个浮标，其中5个为美国Webb公司生产的 Apex浮标，已于1月施放在Irminger海中。浮标是由冰岛的一艘自愿货船用“自由抛弃”方法施放。这是在Webb浮标空中施放方法基础上改进的，以以适应于在航行的船只上由水手施放，类似于海葬。5个MARTEC公司的 PROVOR型浮标将于近期施放在同一海区。MARTEC公司也为我们设

10、计了施放PROVOR浮标的木箱，且施放方法类似Webb公司的。这些浮标组成了英国的第一批Argo观测网。为此，我们将对上述两种浮标的性能（可施放性、资料质量、特别是盐度资料的质量）进行评估。另外，还有3个Webb Apex浮标在5月底到6月初由SOC施放在东北大西洋中。这些浮标的实时资料都会送到世界气象组织（WMO）的全球通讯系统（GTS）中。APEX浮标是由CLS方式（通过法国的Meteo卫星）发送；PROVOR浮标则由Coriolis方式（通过法国的Meteo卫星）发送。另外，在1996年施放的、目前还在使用的4个由SOC施放的PALACE浮标，其实时（温度）资料由Met办公室发往GTS。

11、2.4 将来计划英国目前已订购了20个浮标，准备在2001年施放。其中大部分浮标可能由从5月份开始在西印度洋作业的“ Charles Darwin”号调查船施放。另外有5个浮标将放在阿拉伯海的Oman海湾中。最近由Hadley气候预报研究中心所作的气候模拟表明，南印度洋中层水变淡是人类活动影响气候变化的一个信号。因此，在2002年初，我们决定用“ Charles Darwin”号调查船在南印度洋沿着32 oS断面施放2030个浮标。英国准备施放浮标的海域还有南大西洋（在2001/2002和2002/2003财政年度期间每年施放10个）、东地中海（2001/2002财政年度中施放5个）和南大洋（

12、在2002/2003财政年度施放）。在2001/2002财政年度中，还预留部分浮标准备施放在挪威海和东北大西洋，具体施放区域要根据对实时资料的业务需求而定。不过这些浮标一定会施放在缺少实时资料的海域。南大洋对于全球海洋的环流起着极其重要的影响，这也是NERC重点资助的研究区域。英国已经建议在BODC建立南大洋区域Argo资料中心。2.5 问题对英国来说，通过GTS获得实时Argo资料是一个关键问题。我们需要实时资料来改进日常运行的业务化海洋大气预报模式（FOAM）的海洋分析和预测能力。我们已投入约500个浮标，但仅能收到44%浮标的实时资料。约54%（一半左右）的资料在2天有效期内收到，但有2

13、7%的资料在10天后才能同化到FOAM中。如果现有的浮标资料都能从GTS得到，而且时间能缩短，则将会更有价值。3. 西班牙尽管西班牙有3个研究单位参与了欧共体的Argo计划（即“Gyroscope”计划），但西班牙目前还未正式形成国家Argo计划。目前，来自各海洋机构、大学和其它需要Argo资料的非海洋和非研究机构的一群人员联合起来，正在向西班牙基金会申请经费，准备在大西洋施放24个浮标。国家科技部的官员已经接受他们的意见，正在着手研究资助Argo计划的问题。一份专题报告已提交科技部。在今后3个月内还将提交一份具体的Argo实施计划，大约6个月后会有结果。设想由上述提到的各单位成立一个国家Ar

14、go委员会，其主要目的是以期获得西班牙政府对全球Argo网的长期支持。同时，也将探讨今后在西班牙制造或装配浮标的可能性。4 俄罗斯国际Argo计划对俄罗斯海洋界有巨大吸引力。特别是对浮标资料在气象和海洋业务预报中的应用潜力非常感兴趣。俄罗斯作为世界气象组织（WMO）的成员，对此计划表示支持。 俄罗斯水文气象局负责此项计划。该局远东地区水文气象研究所（FERHRI）已具备利用此类浮标的经验。在前2年中，FERHRI已经在日本海施放了4个PALACE浮标。FERHRI准备在2002年施放2个以上PALACE浮标。俄罗斯水文气象局提议，在今后2年中，他们的两艘调查船可为投放Argo浮标提供服务。一艘

15、船在2001年9月从海参威赴南极，另一艘将于2002年2月从圣比得堡去南极。5 新西兰新西兰Argo计划是由国家水与大气研究所（NIWA）实施，并提供资助。新西兰目前已筹到在2001年购买2个浮标的经费。今后3年内还将购买10个。这些浮标将会施放在新西兰海域，即新西兰西北的Tasman Front水域（28-33 oS，164-178 oE）。在同一航次中，将同时施放美国的8个浮标。今后新西兰施放的浮标也主要集中在此海域，以及新西兰亚南极区域，即44-55 oS，170 oE-170 oW水域内。新西兰对Argo计划能做的贡献主要是后勤方面的支持。NIWA拥有一艘72m长的“Tangaroa”

16、号调查船，可作为施放浮标的工作平台。常年可在新可西兰水域工作，偶尔也去南极的罗斯海。另外，新西兰还可以为其它国家在南太平洋施放浮标提供后勤支持，如提供和训练人员、浮标运输和开展宣传活动等。6韩国韩国科技部所属的国家气象局（KMA）和韩国海洋渔业部（MOMAF）联合组成了韩国Argo分委员会（KAS），由韩国海洋委员会领导。韩国Argo计划于2000年10月正式开始实施。KAS成员来自KMA、MOMAF、韩国海洋研究和开发研究所、韩国渔业研究和开发研究所、国家海洋研究所以及有关大学的Argo专家。KAS已筹到经费准备在2001年购买20个浮标，施放于韩国周围海域和西太平洋海域。KMA和MOMAF

17、将向国家申请财政资助，争取每年施放的浮标数量增加到30个。7日本日本Argo计划由 “国家新世纪计划“资助。这是一个为期5年的计划，从2000财政年度开始。日本Argo计划的主要目的是促进长期大气预报。参与此计划的机构有日本气象局、日本海上自卫队水文局、日本海洋科技中心（JAMSTEC）和探索全球变化观测研究系统（FORSGC）。JAMSTEC负责实时资料管理，海上自卫队主要通过其它的调查观察手段获取的相关资料与Argo资料进行内部比较。JAMSTEC和FORSGC负责浮标的施放和延迟模式资料的管理。7.1 科学目的（1）与十年间变化有关的上层海洋变化；（2）下降水循环及其对十年间变化的作用；

18、（3）北太平洋中层水的形成及循环过程；（4）副热带模式水的形成过程及其年际变化；（5）副热带环流区与热带区的相互作用及其对ENSO的影响。7.2 准备阶段20002001财政年度是实施Argo计划的准备阶段，已开展的工作有：（1） 研究浮标的分布及后勤工作；（2） 建立传感器校正系统；（3） 研究从志愿船（VOS）上施放浮标的方法；（4） 研究生态浮标的终端；（5） 开发数据处理系统；（6） 开发数据质量控制方法；（7） 开发数据同化技术；（8） 在日本附近海域进行浮标施放试验。7.3 施放浮标在2000财政年度期间，日本已在西北太平洋水域施放了17个浮标，2001财政年度准备在此海域再投放8

19、4个；另外有10个浮标将施放在热带印度洋的东部海域。7.4 资料分发日本所有的Argo浮标资料都放在GTS上，同时这些资料也可以从日本的Argo网站（http:/goos.kishou.go.jp/argo/）上获取。7.5 Argo浮标施放及业务运行论坛为更好地了解国际Argo计划及日本Argo计划的重要意义，于2001年3月5-9日在日本横须贺举办了一次Argo浮标施放及业务运行论坛，邀请了西太平洋沿海15个国家的代表和印度洋地区的代表参加。8 印度8.1 印度Argo计划的组织（1）印度政府已批准实放国家Argo计划。印度海洋发展局（DoD）负责此计划实施。（2）该实施计划中涉及研究所的

20、工作任务已交由印度国家海洋信息中心（INCOIS）全权负责，具体任务为：a. 除了与参与Argo工作的研究所协调外，INCOIS专门负责数据资料系统的工作，包括数据接收/发送等，以及与其它国家或国际组织间的资料或产品交换；b. 国家海洋技术研究所（NIOT）负责浮标方面的工作，包括浮标的配备、技术掌握和施放等；c. 印度科学研究院的海洋与大气科学中心（CAOS）负责协调数据同化和综合利用工作，包括与国家海洋研究所（NIO）和其它6所科研机构之间进行科学协调。8.2 印度Argo计划的目标(1)2001-2005年间在印度洋（10oS以北）海域施放150个剖面浮标；(2)掌握制造浮标的技术，并拥

21、有在国内生产的能力；(3)成立印度Argo数据中心，并接收Argo数据；(4)分发Argo数据和有价值的产品；(5)在印度的有关研究计划（如BOBMOX、ARMON、天气预报、海况预报等）中开展数据同化工作。9 德国德国Argo计划是在交通部（提供天气和水文服务的业务机构）对Argo计划表示出浓厚的兴趣、并在利用这些资料以后，科技部才表示愿意资助Argo初始阶段的工作，并通知负责该项目的协调人提交有关该计划的建议书（实际上在一年前就已呈报科技部）。目前，该建议很有可能被列入资助。科技部下属的海洋研究机构今后几年的研究经费面临着紧缩的压力，因为新建造的一艘调查船的经费要从海洋研究机构今后3-4年

22、的拨款中分摊，而国家对建造船只和实施Argo计划不会再另拨资助。此外，国家已为实施CLIVAR计划拨出经费，因此Argo计划有可能从这笔经费中得到资助，或者由CLIVAR、调查船和Argo计划等3个项目共用这笔经费。总之，德国Argo计划已经在某种程度上被国家有关部委认可，资助的可能性是存在的，但尚不知要等到何时才能获得多大额度的资助。在德国，除了Argo计划以外，还有很多研究计划在使用剖面浮标，它们有各自的资助渠道，并将继续他们的工作。例如：（1） 在大西洋沿着46oN线，BSH已施放了18个浮标在中大西洋海脊附近区域，每个浮标都配有T/S传感器。2001年还会增加5个。这些浮标数据都发往G

23、TS；（2） AWI现有15个浮标（仅测量温度）布放在威德尔海中，其中10个是在2000年10月下水的，其他几个是在2000年春季施放的（放置的深度为750m，每周循环一次）。由于受冰况的影响，预计有几个浮标很快会丢失。这些浮标的资料是无法实时获得的。在2002-2003年期间还将在西南大西洋（德雷克海峡及附近区域）布放10个新型的TS 浮标，可以实时获取0-2000m层剖面上的资料。（3） 在大西洋的亚北极海区，IfM于1997年布放了15个温度浮标，其工作深度为1500m，但资料不对外公开。在2001年夏季还将投放7个T/S浮标，深度为1500m，每10天循环一次，这些浮标的资料是对外公开

24、的。（4） IfM已提交一份计划，拟在西南印度洋投放20个T/S浮标，滞留深度为200m，剖面水深可达1500m，每10天循环一次。如果此计划批准实施，这些资料同样对外公开。10 法国在法国，与Argo有关的活动均由CORIOLIS国家计划协调。该计划的总目标是加强收集、验证和分发实时的全球现场海洋观测资料的能力。有数家研究机构（CNRS、IFREMER、IFRTP、IRD、Mto France、SHOM）参与了CORIOLIS国家计划。该计划的工作涉及的不仅限于Argo浮标，还有如XBT测线、PIRATA观测网、海面浮标、热-盐度计等）。且与MERCATOR计划（海洋模式中的全球实时资料同化

25、）之间也有紧密的联系。IFREMER负责法国的Argo计划，CNRS和SHOM等单位参与。在2000-2005年期间，估计不太可能投入很多资金，而是作为示范和可行性试验阶段。与Argo计划有关的活动还包括：建立数据信息中心、剖面浮标技术研制、科学研究（如采样步骤、参数分辨率、观测网布设和绘图等），以及现场作业等。法国的Argo计划与欧共体的“GyroScope”计划有紧密的联系。10.1 浮标施放2000-2002年期间所需的250个浮标的经费已经落实（包括40个由欧共体GyroScope计划资助的浮标，亦由法国负责施放），这些浮标计划在2001-2003年期间施放。在大西洋Argo计划实施会

26、议期间（2000年7月在法国巴黎召开），法国已表明将大西洋作为其工作的重点，并与MERCATOR模式开发保持同步。根据在会议上的承诺，法国在2001-2003年期间由北至南布放浮标（约200个，其中有一半浮标施放在20 oN以南海域），大部分浮标将由调查船在维护PIRATA观测网时布放。还有一些浮标计划投放在印度洋（2003年），很多研究所都对此感兴趣，“Marine Dufresne”号调查船将协助施放这些浮标。10.2 资料中心CORIOLIS资料中心目前利用一套初级、原始的版本处理资料，改进的版本将于2001年中期开始运行。该资料中心还将处理所有的PROVOR型浮标的数据，如果需要，还将

27、处理其它浮标的数据集（如Webb APEX浮标）。关于浮标的技术信息，将通过通信录发给各有关项目负责人。资料的发送通过GTS，或网站或FTP站点。其它实测的垂直剖面资料（如XBT、漂流浮标资料等），以及其它的一些产品（如北大西洋一些海域的客观分析资料）均可从网站上获取。作为全球Argo资料中心之一的CORIOLIS资料中心，将与全球海洋数据库连接，并承担协调质量控制程序、文档协议和数据处理比较等活动。10.3 技术开发PROVOR浮标正在研制之中。单温度型的浮标已经研制成功，现已经在POMME实验中应用。配备有FSI公司和CT公司传感器的PROTO型浮标已分别在2000年4月和9月施放，目前正

28、待评估鉴定。配备有Seabird公司或FSI公司传感器（电导率和温度）的改进型浮标将在2001年上半年进行试验，验收合格后再进行投放。10.4 其它IFREMER承办了大西洋Argo计划实施会议（2000年7月巴黎）和国际Argo资料管理会议（2000年10月在Brest举行）。法国每年提供9150欧元给设在法国图卢兹的IOC Argo信息中心。11 欧共体欧共体资助的GyroScope计划已纳入“全球变化、气候和生物多样性”重点计划中。受资助年限为3年，从2001年1月开始。该计划由来自法国、德国、西班牙、英国等国家的9个研究机构参加，总资助额为490万欧元，其中欧共体出资290万，将为全球

29、Argo计划提供80个浮标。11.1 目标GyroScope计划的总目标已经在第二届国际Argo科学小组（IAST2）会议（2000年3月在英国南安普敦召开）上作了介绍。简言之，GyroScope的目标是在北大西洋布设欧洲的全球海洋变化现场观测系统，作为全球Argo计划的一部分。获取的资料将被用来评价海洋环流的实时变化、温盐场、北大西洋的热量平衡等。一些评估工作将实时完成，而另一些工作则要有补充数据集（如卫星高度计资料）后，才能取得精确的评估结果和获得浮标资料的信息内容（分辨率、精度）。同时，也将为未来现场海洋观测系统的实施提出建议。11.2 施放计划2001年2月1-2日在Brest召开的第

30、一次计划会议期间，浮标的施放步骤曾是主要议题。会议决定施放不同制造商生产的、带有FSI公司或Sea Bird公司传感器的、不同类型的浮标（如APEX和PROVOR等），以便进行比较。由于浮标供货的推迟，使得第一批浮标的施放工作在2001年6月才开始，而且数量较少（10-15套）。估计要到2002年中期才能完成GyreScope计划中全部浮标的投放。海上工作由LPO、CMO、IFM和IEO等研究单位负责。主要由调查船完成浮标的布放工作，航次计划任务已经在会议上决定。初步达成的一致意见是，该项计划要与各个国家的计划相协调。11.3 其它该计划中的其他目标要在全部浮标施放后才能开展，因为许多分析工作

31、均涉及到GyroScope计划资助的浮标和全球Argo浮标资料。整个工作计划将分几个阶段进行。第一阶段涉及在海上布放浮标，还包括用高分辨率海洋环流模式对浮标采样进行模拟，从而设计观测网、制订实验计划、购买仪器、准备、检测、校正、程序编制和海上作业等；第二阶段涉随后的技术监测和仪器性能的评价；第三阶段与担负资料管理的CORIOLIS资料中心有关；第四、第五阶段涉及探讨各种途径和方法，来评估观测网所测量的海洋状况和所获取信息的可靠性。其中第四阶段主要探讨低分辨率浮标资料与卫星高度计资料的结合，以便适用于高分辨率的海洋模式数据同化系统。利用有限差分逆模式将高度计数据和剖面浮标数据与海面通量数据结合，并对各种数据进行评估。第五阶段涉及实时资料产品的研究、资料的综合以及直接在网站上显示。技术上做到结合环流模式和高度计资料对混合层进行模拟和逆模拟计算。第六阶段将对实验期间的海洋过程（如北大西洋热量和淡水量收支、两年期间的海气交换、输送和储量、混合层和水团的特征以及水团的形成和消失等）进行科学分析；第七阶段则要根据前面工作进展以及今后的技术发展和经费情况，对进一步实施海洋观测系统提出建议。12 中国中国负责海洋事务的决策和管理者们以及许多大气和海洋科学家，当国际Argo计划一问世就给予了极大的关注，从多种场合表示中国将积极考虑加入该计划，并