全球海洋探测网络面临升级

浮标可以监测海洋。

照片来源:雷·柯林斯/巴克罗夫特媒体/盖蒂

南大洋一直在保守着它的秘密。除了最强壮的水手之外，强风和巨浪经常会吓阻人们。然而，新一代机器人探险家正在帮助科学家记录该地区对全球气候的影响。这些设备正在引领一股技术浪潮，可能很快会让研究人员比以往任何时候都更接近世界海洋。

海洋学家现在正在使用国际阿尔戈阵列中3900多个浮标提供的数据。这些自动探测器可以定期下降到2000米的深度，在再次上升到地面之前测量温度和盐度数据，然后将它们的观测结果发送给人造卫星。价值2100万美元的南大洋碳和气候观测与建模项目(SOCCOM)走得更远，使用大约200个先进的探测器来监测南极洲周围海域的水化学和生物活动的若干指标。它的主要目标是追踪流入南大洋的大量二氧化碳气体。

美国图森市亚利桑那大学的海洋学家、海洋科学委员会建模小组主席乔埃伦·拉塞尔说:“南大洋非常重要，对它的了解非常有限，因为在那里工作非常痛苦。”

科学家推测，海洋吸收了全球变暖产生的约93%的额外热量和人类排放的约26%的二氧化碳，但尚不清楚这些热量和碳是从哪里进入海洋的。更好地理解这一过程可以提高对未来气候变化的预测。

SOCCOM于2014年由美国国家科学基金会资助成立，将在南大洋运营六年。项目科学家的最终目标是扩展到世界海洋。这将需要大约1000个浮标，每年耗资2500万美元。

全球对这种生物地球化学Argo阵列的兴趣正在增长。日本*将提议扩大SOCCOM探测器的使用，并将其列入今年5月在日本举行的七国集团(g-7)峰会的议程。该计划得到了高层的关注——索科姆团队向美国总统巴拉克·奥巴马的科学顾问约翰·霍尔德伦报告。

该项目的科学家们渴望制定一项计划来扩大下一代探测器的使用。肯·约翰逊(Ken Johnson)是加州莫斯兰的蒙特里湾水族馆研究所的海洋化学家，也是SOCCOM的副主任，他开玩笑说:“就像‘哦，他们能再等一年吗？”“他的团队正在起草一份提案，将在3月22日开始的会议上提交给国际阿尔戈指导委员会。

与此同时，其他研究人员希望使现有的阿尔戈阵列超过目前2000米的限制。美国国家海洋与大气管理局(NOAA)每年花费约100万美元用于深海Argo项目，该项目旨在监测水下6000米的海洋温度和盐度。该机构今年1月在新西兰南部水域安装了9个深海阿尔戈浮标，并计划在印度洋和北大西洋部署类似的试点阵列。

科罗拉多州博尔德国家大气研究中心的海洋模型研究员艾丽西娅·卡尔斯派克说，深海数据对于改进模型对海洋环流的模拟特别有用。“从科学的角度来看，这是显而易见的，”她说。卡斯佩克指出，与在没有额外海洋数据支持的情况下花钱开发模型相比，新浮标是一项低风险投资。

美国国家海洋与大气管理局目前使用两种不同的浮标模型，这两种模型的设计都是为了承受海底的挤压压力。日本和欧洲的阿尔戈团队已经开始使用可以下降到4000米的升级浮标。目标是建立一个由大约1250个深海浮标组成的新国际阵列——其中大部分需要下降到6000米。通过这种方式，大约99%的世界海洋基本数据可以被提供。

格雷戈里·约翰逊(Gregory Johnson)是美国国家海洋与大气管理局(NOAA)在华盛顿西雅图的海洋学家，他负责深海Argo，他说:“我们的设备仍然有缺陷，我们正在努力证明我们可以做得更好。”

约翰逊指出，即使科学家能够成功地在世界海洋中扩展下一代海洋探测器，后者提供的数据也不能取代目前通过船上调查进行的碳、水化学、盐度和温度测量。深海Argo只监测温度和盐度，而生物地球化学Argo使用的技术不够灵敏，无法测量深海的微小变化。

然而，平均每10年一次的船载调查无法追踪深海吸收的热量。相比之下，深阿尔戈使研究人员能够持续观察海洋中的热流。这将有助于更好地理解海洋对全球变暖的反应以及气候对海洋的反应。

诺阿的约翰逊说:“这里有各种各样的生态系统和气候分支。”(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2016-03-24，第二版国际)

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