主题：【原创】我们行星的金羊毛—ARGO计划简说 -- 抱朴仙人
家园 收集了100年来两万条温盐度剖面的数据。是100年么？ 家园 据我所知，确实是100年的数据 各国都把历史数据贡献出来了呢。
家园 实验1号送来的。花并提问： “南极绕极流”（ACC）是指西风漂流么？
家园 【原创】三、ARGO是什么？ ARGO是英文“Array for Real-time Geostrophic Oceanography”的缩写，中文含义为“地转海洋学实时观测阵”。
1998年，美国和日本等国家的大气、海洋科学家，在以前工作的基础上，推出一个全球性的海洋观测计划，利用最新的海洋技术组合（如ARGO剖面浮标、卫星高度计和数据处理技术等），建立一个实时的、高分辨率的全球海洋中、上层监测系统，以便能快速、准确、大范围地收集全球海洋上层的海水温度和盐度剖面资料。它所取得的数据供全世界各参加国共享。
你看图上密密麻麻，都是浮标，大洋的脉搏，再也无法遁形了。
ARGO计划的目的有三个：
1、ARGO测的虽然是实时数据，眼光可是放得很远。它的主要使命是观测海洋中从年际到十年间的长期变化，对大尺度大洋环流，也包括海洋内部的质量、热量和淡水输送平均状况和变化过程进行全球性描述，比如海洋的结构、环流、质量和热、盐平衡等。
2、模拟和同化。天气和海洋预报需要建立一个模式，这个模式在预报具体的事件（比如台风）的时候，需要建立一个初始场，然后模拟演进推算。初始场所需要的数据可能是用五花八门的方法取得的，数量太少了不行，也不能够拿来就用，需要统一一下口径什么的，使得它们可以用在一起，这个过程就叫数据同化。ARGO可以获得海量的实时观测数据，为数据同化建立一个前所未有的庞大数据库，这就可以对预报模式进行初始化。经受过新一代全球海洋和耦合模式的连续性测试之后，我们梦想中的实时全球海洋业务预报就有可能变为现实。
数据同化是个大话题了，俺不是很内行。大家有兴趣的话，可以去看一个叫做“星月同化”的网站（http://csliu.anyp.cn）。
3、与卫星高度计协同，通过两种测量系统间的互补性和配合使用，更精确地评估海洋状态。
按照计划，参与观测的各个国家从2000年开始，到2005年底，在全球大洋中布放3000个卫星跟踪浮标，共同组成一个全球海洋观测网。大致上是每隔三个经纬度投放一个浮标，但是由于观测网的核心部分--卫星高度计技术上的要求，高纬度上布设的要密集一些。
每个测点都有一个ARGO浮标（自律式拉格朗日环流剖面观测浮标）。它的工作模式大致上是这样的：
被投放之后，浮标会自动潜入2000米的深度，在那里随着洋流漂浮。每隔10天左右，它会缓缓上浮，沿途测量温度盐度等各种剖面实时观测数据，浮出水面后，报告自己的ID号和位置，并自动发送这些数据。然后再沉回深海。把它每次浮上海面的位置和时间记录下来，就可以很方便地算出2000米深处洋流的走向和速度。
整个ARGO网，每年可提供多达10万个剖面（0～2000m水深内）的海水温度和盐度资料。也就是说，原来的“世界海洋环流试验”（WOCE）所收集的，海洋学家100年干的活，ARGO网两个月就可以干完。
这么海量的数据源源而来，海洋学家一下就成了暴发户了。
话说到这里，大家不觉得ARGO这个名字很熟悉吗？
对了，希腊神话里有个金羊毛的故事，寻找金羊毛的英雄们所乘坐的那条华丽的战船，名字就叫做ARGO。这条船后来荣升天界，南天上的南船星座就是它了。
乘坐阿尔戈号寻找金羊毛的英雄们，那可是一支梦之队。
根据神话记载，著名的英雄赫拉克勒斯只配掌管前舱，阿喀琉斯的父亲珀琉斯和埃阿斯的父亲忒拉蒙负责后舱；提费斯掌舵，眼力敏锐的林扣斯为领港员；宙斯的儿子卡斯托耳和波吕丢刻斯只是水手；杀死卡吕冬野猪的墨勒阿革洛斯，天才的歌手俄耳甫斯，后来当了雅典国王的忒修斯，海神波塞冬的儿子奥宇弗莫斯和小埃阿斯的父亲俄琉斯，在这条船上只不过是普通战士而已。
ARGO浮标，它的制造难度和工作环境之恶劣，要求之高，难以想象，却完全配得上金羊毛英雄的身份。这个浮标的身价也不低，尽管号称廉价，那是跟调查船和锚碇是浮标相对而言，每个浮标的价格，大约是20万人民币。
大致上说，ARGO浮标靠一个可以充油让它变大变小的皮囊来沉沉浮浮。依靠它自己的计算机，配备上各种传感器以后，它就能够智能化地完成控制下潜深度、水下停留时间、上浮、剖面参数测量、水面停留和数据传输，以及再次下潜这些个工作，实现浮标的自动沉浮、测量和数据传输。所以，这其实是个专用的水下机器人。它的设计寿命为三到五年，每10天左右沉浮一次，工作深度达到2000米。也就是说，在这三到五年的孤独漂泊中，它必须能够耐受2000米水深的压力；自己的电源必须够用；所有机件工作可靠；测量仪器不需要重新标定；这个要求够吓人的了吧。
目前，我们用的ARGO浮标还都是进口的，天津的海洋技术中心在研制这个东西，国产化工作大概做得差不多，也许不久我们就有自己产的浮标了。
ARGO浮标的投放很容易，事先标定好之后，只要扔到预定海域就行。可以空投，可以由专业考察船布设，也可以请过路商船捎带过去扔在那里。
ARGO浮标的数据发送给谁呢？当然是金羊毛英雄的领导者啦。接收并转发数据的卫星，是美国国家航天局（NASA）和法国国家空间中心（CNES）联合发射的新一代卫星高度计，它的名字叫做杰森卫星高度计（Jason）。用希腊读法，这不是别人，正是伊阿宋。那个领导金羊毛行动，赢得美人却又因为花心被老婆害死的倒霉英雄。
伊阿宋率领着众英雄夺取金羊毛，卫星高度计率领着众多高科技浮标探求海洋深处的秘密。
也许，我们行星的金羊毛，就静静地躺在海洋深处，等待着我们派出的使者去探寻。
家园 俺也向仙人老师提个问题 2000米处的洋流方向和强度随季节和年份变化吗？
如果变的话，那不是夏天投了冬天还要投，今年投了明年又要投？
家园 深海洋流肯定是有变化，也有规律的。是不是有时间周期，我不清楚。 你可以看一下（五）中那个浮标的轨迹图，它是在一定范围内转圈圈的。寻找这种转圈的规律，其实就是ARGO浮标的探测使命之一。
因为浮标到处飘浮，会丢会坏，所以确实需要不断补充投放。
家园 仙人真是好文章 感觉就跟Times上的那些科普性质的文章一样，图文并茂，深入浅出... 果然是行家...
家园 del 家园 【原创】四、实施情况。五、科学有国界--我国的参与（完） 四、实施情况
到2005年年底，全球已经有22个国家或团体投放了3075个ARGO浮标，其中2041个工作正常，还有1000个浮标因为电池失效、标定不准等原因未能正常工作。预计到今年年底或2007年，就会达到3000个浮标同时正常工作的目标。
这2000个有效浮标中，美国投下了1049个，占了51%，日本300个，排在第二位。印度75个，排第七。韩国51个，排第九。
我国计划到2005年投放100至150个浮标，实际投放了29个浮标，其中10个正常工作，仅相当于韩国的五分之一，日本的三十分之一，排在第十一位。不工作的那些浮标中，有三个被菲律宾渔民捞跑了，有一个回收了。2005年一年中，因为缺乏经费，我国没有再投放新的浮标。
（图为我国Slide #1—5900019号浮标的漂移轨迹,温度和盐度剖面序列图）
这些浮标所提供的测量数据，由法国地面站接收后提供给参与计划的各个国家共享，我国由国家海洋局第二海洋研究所的ARGO实时资料中心负责整理并进行质量控制，向国内外用户免费分发。这项工作的首席科学家是许建平研究员。
五、 科学有国界--我国的参与和相关的问题
科学无国界，可是科学家却有国籍，他们的行为不可避免地要打上本国的烙印。科学经费来自国家，用途和使用重点也就不可避免地要盖上国家利益的图章。
举个例子，除了美国，大部分参加ARGO的国家都只对自己家门口感兴趣，浮标多数投放在北半球，南半球只有美国和澳大利亚投放。然而南大洋是连续大洋，面积广大，海洋学意义特别重大，于是ARGO专家组不得不呼吁大家自觉一点，拿出一点奉献精神，也往南大洋扔几个，可惜应者寥寥。这就是国家利益在作怪了。
中国原来是不准备参加ARGO计划的。主要的理由，一个是觉得没必要，另一个是怕在数据分享过程中被外国人占了便宜，主要是怕在南海被占便宜。但是在苏纪兰院士的大力呼吁和许建平研究员的奔走下，基本打消了顾虑，参与了这一计划。但是执行的过程中，也还是有些三心二意。
究其根本，我国不是一个真正的海洋国家，整个国家还没有认识到大洋资料对我们的重要性。甚至海洋研究人员，也多数是研究沿海问题，很少有人研究大洋。
另一个方面，我们害怕海洋权益受侵犯。比方说，国家权益所及的海域中，科研活动需要事先通报，科研数据必须交给主权国家审查。万一别人的浮标飘到我们专属经济区甚至领海里来了呢？那它取得的数据不就都向全世界公开了吗？
第三个方面，我们历史上不习惯于和别人分享数据，特别是觉得我们跟大洋关系不大，这些数据自己用不起来，美国人整天在大洋上晃悠，这些数据他们倒是有用，我们何必买了鞭炮给别人放呢？
可惜国际惯例并不如此，国际性的研究，多数遵循共同参与，资料共享的原则。不劳动者不得食。以监测厄尔尼诺现象为主要任务的热带大气海洋观测网（TAO），就是因为中国没有参与施放浮标，其数据资料长达十年不向中国开放，形成了事实上的学术封锁。
按照国际惯例，别国在公海投放测量浮标，如果未来会飘流进某国专属经济区，投放者并不需要通知主权国。在主权国家的主权海域投放浮标是需要取得同意的，但是美国投放抛弃式测量浮标的时候从来也不会通知别人，有些国家甚至根本不知道他干了些什么。
这次中国几经考虑，还是参加了ARGO计划，总算踏进了分享数据的队伍。进去了，不但可以分享数据成果，还可以在标准和规则方面施加影响，比起我们的投入来说，收获大得简直不成比例。
当然了，海洋利益是美国利益的大头，它也是这个计划的主要获利者，所以它拼命推动。人家聪明，我们也不傻，在参加这个国际合作计划的时候也耍了一些小心眼。
比方说，为了让各国的合作更有效率，防止重复劳动，ARGO计划要求各国一般不要在别国已经布设ARGO浮标的区域布设浮标。这样一来，中国就赶紧跑到日本和菲律宾家门口去布了一大堆，弄得他们只好往外布。
（我国浮标位置图）
话又说回来，从图上看得出，中国布设浮标的两个区域，正好是我国军舰前出至太平洋和印度洋的咽喉区域，把这一带的水文资料弄清楚，意义之重大，不问可知。
新的世纪是全球合作的世纪，可是合作之中又有竞争。海洋数据的获取，将会是国际竞争的重要内容。
从图上也可以看出，我国一直没有在南中国海投放浮标，在台湾以东也是寥寥无几。（美国在南中国海海域一直在投放类似ARGO的浮标，以获取海洋基本参数，但是那不属于ARGO计划，我们看不到资料。）到了2005年，因为经费短缺，我国干脆停止了投放浮标的工作。可是就在2005年第一季度，美国海军使用C-130飞机，在台湾以东至日本以南海域投放了7个ARGO浮标。
这是美国海军在这一区域投放的第四批浮标，累计已达21个。这些浮标可以自动获取海水密度、声速、海流等水文环境要素资料，为潜艇和水面舰艇提供本海区水体温盐度及声速场结构和锋面、涡旋、跃层等等的分布和变化规律。这一海区是我国海军前出至太平洋的门户地区，中上层海洋数据对潜艇的活动尤其有着重要意义，而我们对这一至关重要的海区还是懵然无知。
有一个好的信号，近期，总参气象水文中心主任李自强跑到中国ARGO实时资料中心参观考察了一大圈，这也许意味着一些新的变化。
回到最初的主题，尽管大家各怀心事，但是共同的压力和前景还是会把各国团结起来。
共同的灾难已经成为人类守望互助的驱动力，科学会成为未来人类大同的钥匙吗？
我们拭目以待。
家园 05年缺经费,这些年呢? 家园 对ARGO计划感兴趣的同学可以参考以下链接 ARGO国际数据中心
http://w3.jcommops.org/cgi-bin/WebObjects/Argo
ARGO办公室
http://www.argo.ucsd.edu/
日本ARGO中心
http://www.jamstec.go.jp/J-ARGO/index_e.html
日本投放分布图（点击后可看到详细数据）
http://argo.kishou.go.jp/index.html
日本投入仪器状况一览表
http://argo.kishou.go.jp/status/statusE.html
以为前面那卫星高度计的测量精度值有误，一查，真的。捎带科普一下啦。
http://www.cctv.com/lm/131/61/63490.html
关键词(Tags): #ARGO，家园 啊哈。谢谢啦 以后谁再说考拉懒，我就跟他急
家园 顶。又一个大航海时代来了。 不过是在海里面。
这浮标很贵吧。为什么我们的海军不参与呢？
家园 我前边说过了，大概15-20万一个。 也说不上有多贵。
全球3000个浮标，价值也就五六个亿（人民币）。修个十公里高速公路也要这个钱。
我国的海军使用这种浮标获取海洋参数是早晚的事，但是它要与卫星高度计、GPS卫星等协同工作，咱们这方面还不成体系，一下子用不起来。