新傳感器將更好勾勒海洋圖景—新聞—科學網

2020-12-08 科學網
新傳感器將更好勾勒海洋圖景
科學家計劃在2030年建成一套新的全球海洋監測系統

Argo浮標 圖片來源： ARGO

本報訊 海洋科學家正在開發一種新的傳感器，他們計劃將其部署在一個全球監測系統中，以便更好地觀察全球海洋發生的變化。

德國亥姆霍茲市阿爾弗雷德·韋格納極地與海洋研究所的Karen Wiltshire表示：「在某些方面，我們對於海洋的了解還不如對火星的了解多，儘管前者支配著從區域氣候到經濟的一切事物。」

作為全球海洋觀測夥伴關係（POGO）主席，1月25日，Wiltshire在於日本東京舉行的一次新聞發布會上提出了一系列新的觀測方案。之後POGO將召開年會，屆時將有全球40家海洋機構參會。其目標是在2030年建成一套新的全球海洋監測系統。

自1999年成立以來，POGO已經協調了約2萬個自動探測器——被稱為Argo浮標——的全球部署，該浮標能夠收集溫度、鹽度和流速數據。其中的10%還攜帶了氧傳感器。

這些探測器隨著水層在2000米的深度範圍內起起落落，並且在處於水面時通過上行鏈路傳輸數據。公眾在24小時之內便能夠獲得相關數據。該探測器大約能夠使用兩年，目前有4000個探測器依然很活躍。

研究人員表示，儘管Argo已然改變了海洋觀測，但他們有迫切的需求獲得更多且更好的數據。

英國國家海洋中心執行董事Ed Hill表示：「全球海洋觀測系統已經變得停滯不前；在這種速度下是實現不了想要的進展的。」他強調，除了添加生物地球化學傳感容量之外，科學家還需要監測深度大於2000米的海洋中的碳儲存以及可能的溫度升高情況。

東京市日本海洋—地球科學與技術機構研究執行主任Yoshihisa Shirayama表示：「例如，測量葉綠素會向你提供有多少生物活性正在發生的信息，並最終了解海洋和大氣中二氧化碳濃度的更多信息。」

為了收集這些信息，研究人員正在開發傳感器以測量海水中的碳含量、酸度、營養物質濃度，例如硝酸鹽和磷，甚至收集基因組數據。

新一代的傳感器可以適用於多種平臺，包括沿海系泊設備、當前的浮標、海底網絡電纜、石油鑽機和船舶。光學傳感器可以安裝在船舶上，例如能夠確定海水顏色，從而反映處於食物鏈底部的微藻活性；而檢查彩色衛星的觀測結果，則能夠支持在一個特定海洋區域發生了什麼的推斷。

Wiltshire說：「你用一個小裝置測量的距離越遠，你需要校準衛星數據的信息就越多。」

其中一些傳感器已經在運行並正在逐步投入使用。其他一些傳感器，例如酸度傳感器如今還只是在實驗室中進行操作。「利用這些技術，科學家不必再採集一桶桶的海水。」Hill說。

「我們的目標不只是現實，它是必需的。」Wiltshire說，「這對於我們這顆行星是絕對必要的。」

Argo計劃又稱「Argo全球海洋觀測網」，是由美國等國家的大氣、海洋科學家於1998年推出的一個全球海洋觀測試驗項目，構想用3年至4年時間（2000年至2003年）在全球大洋中每隔300公裡布放一個衛星跟蹤浮標，總計為3000個，組成一個龐大的Argo全球海洋觀測網。旨在快速、準確、大範圍地收集全球海洋上層的海水溫度、鹽度剖面資料，以提高氣候預報的精度，有效防禦全球日益嚴重的氣候災害給人類造成的威脅，被譽為「海洋觀測手段的一場革命」。（趙熙熙）

《中國科學報》 (2016-01-27 第2版 國際)
 

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