NOAA的Argo计划已经观察了二十年

经过:詹妮弗·沃克·朱尼|
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是Argo计划的一部分的Nemo Float,在从德国破冰船波拉斯特河部署后,位于北极海域的水面上。Argo程序

海洋是大量的。它覆盖了70%以上地球的表面。仅太平洋就覆盖了地球上6000万平方英里(1.55亿平方公里)。这种水调节我们气候和天气通过将赤道的热量汇合到杆子,产生世界一半以上的氧气,并吸收二氧化碳的50倍,是我们的大气的模式。

海洋所拥有的秘密可以告诉我们很多关于地球状态的信息。但是,了解该信息可能是人类和科学仪器的挑战,尤其是在有岩石海洋,暴风雨,厚厚的冰和深层压力冲压的水域的危险地区。

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那是一支机器人,自我满足的浮标的地方。它们是国际计划的一部分Argo,这些迷你天文台为研究人员提供了有关海洋物理状态的全面,近实时的数据。该数据包括温度和盐度模式帮助研究人员更准确地衡量全球变暖和海平面上升,改善天气预报和气候预测,并更好地评估飓风的强度。

Argo如何工作?

Argo是一项国际合作,涉及部署近4,000个圆柱形的,自由磨损的浮子,分布在整个海洋中。浮子每186英里(300公里)每3度降至3度。标准浮子测量了海洋上6,561英尺(2,000米)的温度和盐度。格雷戈里·约翰逊(Gregory C. Johnson)博士,国家海洋与大气管理局(NOAA)的海洋学家太平洋海洋环境实验室在华盛顿西雅图。

约翰逊说:“我们的报道实际上是革命性的。”自该计划于2000年启动以来,他就参与了Argo,并且自己使用了Argo数据发表研究。“现在有将近4,000个核心Argo漂浮在那里,这给了我们比过去几十年的数据更多的数据。”

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Argo是全球海洋观测系统(鹅)和全球气候观察系统(GCO),分别为海洋和大气服务提供数据,分别为气候研究提供高质量的数据。

迄今为止,有26个国家已经部署了Argo浮标,并继续从中处理数据。其他几个国家贡献后勤支持和运输。每个国家都有自己的资金来购买浮子,每个浮子每人响起约20,000美元。

关于ARGO的另一个非凡的事情是,它的数据是免费的,可供世界上希望使用它的任何人使用。它存储在两个全球数据服务器上,一个在法国,另一个在美国。要访问信息,您可以访问“Argo数据源“ 页。

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在从移动船上发射Argo Float之前,它将其插入部署盒中,以保护其免受释放时的影响。盒子的每个部分都是可生物降解的。
Argo程序

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Argo Floats做什么?

有不同类型的Argo Floats,可以编程为运行不同的任务。标准Argo Float的任务在10天的周期中运行:

  • 第一天:在预定点,通常从船上将浮子部署到海洋中。它花费了最初的六个小时,垂直下降了约0.62英里(1,000米)。
  • 第1-9天:一旦浮子深入1,000米,它将随着电流持续9天而漂移。
  • 第10天:在周期的最后一天,浮子将另外1,000米降至海洋,至地面以下约1.2英里(2,000米)。然后,浮子返回到达,这一过程大约需要六到12个小时,在此过程中,它收集了温度和盐度剖面。

一旦浮子破裂,它将花费接下来的15分钟到一个小时,将数据从位于浮子顶部的天线传输到卫星,然后再次下降并重复10天的周期。

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自2000年以来,Argo几乎收集了200万个深海概况,提供一张完整的,几乎实时的海洋图片。

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大多数Argo浮子都遵循这个10天的周期,在第十天从水面报告了新数据。
Argo程序

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Argo Float中有什么?

标准的Argo浮子包含以下材料:

  • 电导率,温度,深度(CTD)传感器,该传感器决定了海水的物理特性
  • 控制浮子的浮力的外部膀胱
  • 内部储层,当油不充气时将其储存
  • 在内部储层和外部膀胱之间移动油的液压泵
  • 顶部的天线使浮子能够将数据传输到卫星
  • 锂电池

有几种不同类型的Argo浮子。标准的Argo浮子的设计深度高达1.2英里(2,000米)。自ARGO计划开始以来的二十年中,技术进步导致创建了更专业的浮标。

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  • Deep Argo Mission Floats的设计专门设计为进入海底 - 深达3.72英里(6,000米)。为了达到这些深度,浮子必须承受Argo团队所说的“与两个小型货车的重量相当的压力,这些小型货车的重量集中在一个邮票上”。这些浮子使研究人员能够更好地了解海洋变化,例如增加深海的热量含量。
  • 生物地球化学ARGO(BGC-ARGO)试验浮子配备了生物地球化学传感器,可测量六个附加参数,包括pH,氧气,硝酸盐,硝酸盐,叶绿素,悬浮颗粒和下降辐照度。这有助于研究人员更好地理解和管理海洋资源。

在冰区域部署漂浮物一直是一个挑战,因为海冰可防止浮子将其天线推向可以传输数据的表面。为了解决这个问题,科学家和工程师设计了改进的任务算法,用于部署在受季节性冰(例如货物和南极冰)影响的地方的浮子。这种新算法使他们能够避免与冰发生冲突并存储数据,直到浮子在海洋表面检测到开放水为止。

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Foncia团队的成员准备在北极海洋上发射Argo Float。
Argo程序

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ARGO数据如何使用?

Argo Floats收集的配置文件数据具有多种应用。它们可用于教育从幼儿园到大学级别的学生有关海洋温度或如何读取图形并分析海洋数据和气候变化问题的学生。

从运营的角度来看,世界各地的天气和气候中心都使用数据来改善厄尔尼诺事件和气候特征(如飓风,海啸和全球变暖。

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在研究层面上,ARGO为海洋学家和气候科学家提供了最全面的地下海洋数据。每年发表的200多篇研究论文都使用ARGO数据涵盖了广泛的数据,包括水量特性,空气相互作用,海洋循环,海洋动力学和季节性到十年的变异性。

对于约翰逊来说,Argo数据是“非常扎实的指标,表明地球的能源预算不平衡”。他最近分析了特殊的深水Argo Floats从2014 - 2018年收集的数据,以研究西南太平洋的近乎底水。该分析表明,不仅深海变暖中的水,而且变暖的速度正在加速。

他说:“对于了解将来气候会变暖,对于温室气体浓度的变化,海洋的变暖程度非常重要。”“因此,测量海洋变暖对于验证气候模型并评估它们很重要。这是地球气候系统中的一个关键数字。”

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2018年的地图显示了整个星球上分布多少个Argo浮子。
Argo程序

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Argo的环境影响是什么?

约翰逊解释说,Argo Floats非常安静和节能。他说:“近4,000个浮子的整个阵列的运行量不到100瓦,或者与吊扇一样多。”

根据其任务,浮子继续工作大约四到五年。具有更艰巨任务的浮标往往会早日死亡,而某些标准浮子持续了10年或更长时间。及时,通常,当电池磨损时,所有漂浮物都会死亡。当他们这样做时,它们的设计目的是对环境产生尽可能小的影响。

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当浮子死亡时,它会在深海中漂移,直到开始腐蚀,这使水在浮子内部泄漏,从而导致其掉落到海底。随着时间的流逝,铝制船体逐渐降解成无害的氧化物,这些氧化物散布在海洋水流中。其余的塑料和金属是最小的,并且随着时间的流逝而缓慢分解。

特色

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