近日，第二届国际深海Argo研讨会在澳大利亚霍巴特举行，会议从不同层面阐述了实施深海Argo计划的必要性和重要性。借助“核心Argo”计划，上层海洋(小于2000米)已经获得了时、空分辨率相对较高的观测，而深海(大于2000米)观测还仅限于稀疏的水文断面或空间覆盖率非常有限的锚系观测。然而，深海海水增暖、淡化等一系列观测结果表明了建设深海Argo观测网的必要性，对深海进行更密集的采样已得到科学界的广泛认可。
围绕深海Argo浮标技术现状、深海Argo计划的实施情况，以及未来的发展等问题，本报记者采访了自然资源部第二海洋研究所助理研究员吴晓芬。
自动剖面浮标是核心
随着深海Argo计划不断推进，深海浮标技术也取得快速发展。当前，构建深海观测网的剖面浮标主要有4种，即美国的SOLO型和APEX型、法国的Arvor型以及日本的NINJA型深海剖面浮标。
2012年，法国海洋开发研究院联合NKE公司研制出第一个Arvor型深海剖面浮标，可以观测0米~4000米水深范围内的海水温盐度等常规要素;最近投放于北大西洋副极地海域的一批Arvor型深海剖面浮标，均配备了避冰算法和触底探测功能，且垂向分辨率设置较高，对浮标的存储功能及电池性能的要求也进一步提高。
美国斯克里普斯海洋研究所研制的深海SOLO型剖面浮标是当前国际上最先进的深海自动剖面浮标，其设计观测水深为6000米，拥有长达6年的工作寿命;此外，深海SOLO型浮标不仅具备避冰算法和触底探测功能，还具备了浮标投放后的回收能力。
日本海洋地球科技厅与T.S.K.公司一起于2009年开始研制深水NINJA型剖面浮标，该浮标可以观测0米~4000米水深的海水物理要素，配备锂电池的浮标可以观测50个~70个全深度剖面，具备避冰和触底探测功能，可适用于从热带到高纬度的季节性冰覆盖区域。
吴晓芬表示，相比深海浮标观测平台，深海温盐深仪传感器的可靠性显得尤为重要。由于深海在短时间内变化很小，如温盐度的变化量级大约为0.001/年，因此需要研制出分辨率和观测精度更高的温盐深仪传感器，实现长期稳定、可靠运行，这样才能较为精确地捕获深海内部的变化信号。为此，美国海鸟公司开发了针对深海Argo浮标的SBE61型温盐深仪传感器，目前正在紧锣密鼓地进行海上比测。
蓬勃发展的深海Argo计划
起初，深海Argo计划的设计框架是在全球公共大洋上布放1228个深海Argo浮标。深海Argo计划一直备受美国国家海洋和大气管理局关注，成为其优先考虑资助的项目之一。截至目前，美国斯克里普斯海洋研究所共有52个深海Argo浮标在海上正常工作，库存的46个浮标正在寻找合适航次进行布放，这些浮标将主要投放在西南太平洋和大西洋巴西海盆，少量将投放在印度洋海域。此外，得益于保罗G.艾伦慈善基金的资助，美国将于2019年~2020年在巴西海盆投放28个深海剖面浮标。
自2012年起，法国投放了20个深海剖面浮标，目前仍有7个在海上正常工作。2019年~2020年，法国计划投放33个深海剖面浮标，另一个3年项目(2019年~2021年)有望每年资助15个深海剖面浮标。这些浮标将主要布放在大西洋海域，用以检测浮标和传感器的性能，测试海水密度、不同漂移深度带来的影响等。此外，意大利将于今年在西地中海海域投放2个深海浮标，未来有望每年布放一个深海浮标;西班牙计划投放2个深海浮标;2019年~2023年，挪威计划投放9个浮标。
日本已于今年启动了新的7年Argo计划(2019年~2025年)，该计划涵盖了核心Argo、深海Argo以及生物地球化学Argo观测网的建设。今年，日本将在西北太平洋、印度洋和南大洋投放16个深海Argo剖面浮标，其中有6个将沿着东经165°断面布放，在投放的同时，开展全水深船载温盐深仪(CTD)观测，以获取参考数据，用于检验浮标和传感器的工作性能。
我国于2017年~2018年在南大洋和西北太平洋布放了3个Arvor型深海浮标，开展了深海浮标及其温盐深仪传感器工作性能的相关分析。在浮标研制方面，2016年“问海计划”启动，4家科研单位参与研发了0米~4000米深海剖面浮标。2018年3月，第一个国产深海浮标问世，一年后，在西太平洋海域进行了样机的压力测试。
期待中国走向“国际舞台”中央
吴晓芬介绍说，近年来，国际Argo计划正由“核心Argo”向“全球Argo”(即向边缘海、高纬度海域、深海、生物地球化学领域及赤道强化观测等)扩展。可以预见的是，Argo将会进入一个崭新的全球、全水深、多学科海洋观测时代。随着国际Argo计划的不断拓展，各国在Argo观测网中也将要投入更多的人力和物力。
从2015年首届深海Argo研讨会开始，深海Argo观测网4年来取得了显著进展，尽管依然面临许多问题和困难，但仍是国际Argo计划发展的必然趋势。吴晓芬建议，我国应深度参与深海Argo计划，进一步重视科技支撑平台建设和技术人才培养。
深海Argo计划是美国国家海洋和大气管理局、法国海洋开发研究院及日本海洋地球科技厅等优先考虑资助的项目，有效助推了国际深海Argo观测网的建设，有望在2023年从区域性试验向全球推进。然而，目前国际上对于深海Argo浮标观测数据的质量控制方法、数据管理标准还处于探索阶段，各国和浮标生产商都在开发制订相关的方法，以便能够得到国际Argo计划的认可，并成为国际标准。
相对来说，我国科学家在该领域还缺少话语权，虽然在深海剖面浮标的研制方面已经投入了大量的人力物力，但由于起步比较晚，发展速度也偏缓。截至目前，仍处于试验样机的海试阶段，浮标的稳定性及观测数据的质量有待验证，尚未得到国际Argo计划——深海Argo小组的认可，数据质量控制方法的开发和深海型温盐深仪的研制更是尚未涉及(目前所有国产深海Argo浮标试验样机均使用国外进口的温盐深仪)。总体来讲，我国在该领域还处在“跟跑”阶段，这需要相关部门加大对该项国际重大科技基础性工作的支持，以提升和优化国产剖面浮标的性能，扩大其在全球Argo实时海洋观测网中的影响力，提升我国在国际合作中的显示度，促进海洋科学的发展。
对于海洋科学领域的基础研究和业务化预测预报来说，浮标布放入海只是第一步，随后的资料处理与管理其实更为重要，直接关系着基础研究和预测预报的准确度。一直以来，中国Argo实时资料中心负责着我国布放的绝大多数浮标的资料接收、处理和分发共享工作。但近年来，由于管理浮标数量的增加和人力资源限制等，日常Argo资料管理工作已处于满负荷，延时数据的提交甚至出现停滞。随着国际Argo计划向“Argo2020愿景”迈进，浮标类型越来越多样化，观测参数与技术参数也逐渐增加，这些都增加了Argo数据文件的复杂性，也为资料管理带来了巨大的挑战。
吴晓芬表示，希望能加大对基础性工作业务的支持力度，积极培养相关技术人才，以保证有足够的全职人员负责相关工作，从而更加及时高效地获取全球范围、高分辨率、高质量的Argo资料。
作者：记者 陈佳邑 来源：中国海洋报
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