2022年热带太平洋观测系统(TPOS)中国履约航次完成

作者:周锋 曾定勇 发布日期:2022-08-17 阅读:176

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近日,由我所牵头实施的热带太平洋观测系统(TPOS)中国履约航次顺利在离我国大陆海岸线3700多公里的西太平洋副热带海域完成了两套浮标和潜标的维护与布放工作,参与国际计划取得阶段性进展。

TPOS是联合国教科文组织政府间海洋学委员会负责的全球海洋观测系统(GOOS)的重要组成部分,是继太平洋TAO/TRITON浮标观测网之后的新一代业务化观测体系。中国拟建设的西太平洋“丁”字型浮潜标阵列及剖面浮标被列入GOOS第234号报告。热带西太平洋的海洋观测加强了对海气热通量、海洋上混合层以及海洋生态要素的针对性观测,不仅对支撑台风、季风和ENSO等影响中国和周边国家的天气和气候系统变化的研究意义重大,也对深入了解海洋生态过程对天气或气候变化的响应很有价值。

自然资源部第二海洋研究所牵头并与热带西太平洋周边国家密切合作实施“丁”字型的观测阵列建设,有助于加强国际社会在该海域的持续观测能力。此前,自然资源部第二海洋研究所通过与密克罗尼西亚和巴布亚新几内亚合作实施了TPOS中国第一期任务,于2020年12月-2021年1月在西太布放了4套浮标、2套潜标和28套Argo剖面浮标,获取了一批珍贵的现场资料,并测试了实时观测技术,为提高深远海的业务化海洋观测能力奠定了良好的基础。本航次的维护工作是一期任务的延续并将继续开展新观测技术的试验。

根据航次首席卫星海洋环境动力学国家重点实验室(以下简称国重室)曾定勇工程师介绍,我国在热带西太平洋的海洋观测浮标是全球变化与海气相互作用专项针对TPOS国际计划标准配置来设计和运行的,不仅可以观测风速、风向、温度、湿度、波浪、雨量、辐射、气压等水文气象要素,还可以通过感应耦合传输技术将水下0至500米剖面上多个水层的温、盐、深、流等数据实时传送到水面浮体平台,再通过卫星传输回国内数据中心。浮标分别采用了两种型号的国产自主浮标,并对其水下剖面观测专用的安装和扭力释放装置进行不同技术的测试,以解决水下剖面采集过程易中断的长期存在的技术难题。任务负责人、国重室周锋研究员介绍,按照第一期任务的实验结果,水下剖面的实时观测可达6个月左右,本期浮标维护后将争取进一步延长实时观测的时长,争取尽早能实现业务化运行。

本任务由自然资源部第二海洋研究所组织,自然资源部第三海洋研究所、自然资源部北海局、国家海洋环境预报中心、国家海洋技术中心等多个单位的物理、生物、化学、气象、光学等多学科专业队伍参与,并联合了多个国内知名的浮标仪器公司强化了自主技术的研发工作。

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台风、季风异常或厄尔尼诺极端变化,给中国和周边国家造成了大量的生命和财产损失,是全球经济发展的重要威胁。热带西太平洋是影响我国的主要灾害性天气的重要源区,也是短期气候预测的敏感海域。海洋防灾减灾需要精准的海洋环境预报和预测,但是,海洋环境的预报和预测所依赖的业务化海洋观测资料目前主要来自卫星遥感的方式,而来自海上现场的业务化观测资料明显偏少,其中属于我国自主实施的深远海的海洋业务化观测更是少之又少。

深远海的业务化海洋观测成本巨大。一些成本效益适度的抛弃式(一次投放,自动连续工作,直至仪器失效)的海洋机动观测方式应运而生,如Argo剖面浮标、表层漂流浮标,以及卫星遥感等方式。然而,上述观测方式也有自身的不足,譬如被动漂移方式无法持续在关键海域长期观测,或者表层资料无法反应海洋内部结构的三维特征。因此,锚定浮标的剖面实时观测是海洋观测系统中非常重要的组成部分,相当于骨架中的脊柱(Backbone)。如太平洋的TAO/TRITON浮标持续了约40年,常年保持70余套同步运行,为全球海洋环境预报立下了汗马功劳。海洋的观测系统,因为海上极端环境以及供电等因素,都需要定期维护,成本居高不下,但相对于海洋灾害造成的巨额损失而言也算是一本万利了。

我国亟需开展深远海自主观测系统的建设。一方面,海洋灾害每年发生,防灾要求时不我待,减灾需求非常迫切。另一方面,也正因为海洋观测不菲的成本,观测系统建设的选址、选型,均需要基于科学的数据,集中力量聚焦到关键海域。要使关键海域的有限观测发挥最大价值,即关键海域的观测资料能对海洋防灾减灾或者海洋环境预报能力的提升提供重要作用。最重要的一点,不同部门必须大力协同,尤其是涉及观测技术、海上科考、数据集成、动力机制、预测预报等各方面都需要加强协同作战的能力,一根链条断了其中任何一个环节都会使整体失去功能。我们国家要努力发挥科研院所、高校、业务化以及管理等机构产学研用的一体化发展。


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