我国深海Argo区域观测网成功完成“深海玄武”浮标首次批量布放

2023年12月,由中国海洋大学牵头,崂山实验室、自然资源部第二海洋研究所、中国科学院海洋研究所共同参与的“深海Argo区域观测网建设”在西太平洋菲律宾海盆顺利完成首批6000 m级国产“深海玄武”浮标的布放。自12月9日起,经质量控制的深海温度和盐度剖面观测数据实时提交至全球Argo资料中心(GDAC),参与国际共享与交换。这是我国首次批量布放国产深海Argo浮标,标志着我国在深海Argo区域观测网建设上迈出了重要的一步。

基于梯度依赖OI的全球多参数Argo数据集的构建与验证

利用Argo资料,基于梯度依赖最优插值客观分析系统,重构2004—2020年空间分辨率为1°×1°的全球多参数Argo网格化数据集,并通过置信区间估计、实测数据检验、与其他数据集对比等方式,对该数据集进行一系列的验证。结果表明:重构的Argo数据集在95%的统计概率下,90%以上的温度、盐度重构结果可信,且与实测数据的温度、盐度最大偏差不超过±1.0℃、±0.02。该数据集所反映的大尺度信号与现有数据集一致,并且可以保留较多中小尺度信号,分析结果与实际观测更接近。

利用Argo资料研究2001—2004年期间西北太平洋海洋上层对热带气旋的响应

利用Argo剖面浮标观测资料,对2001—2004年11月期间西北太平洋热带气旋经过后海洋上层的响应作了分析研究。结果显示,热带气旋经过后,55.6%的观测剖面其混合层深度会加深,范围在0—60m,并且在气旋过后5d内更为明显;由于混合加剧,大约有77.8%的观测剖面其混合层温度会下降,最多达5℃;61.1%的混合层盐度会下降,平均降盐约0.12;表层流速增大的占54%,平均增大30cm·s-1,表层流速的变化与风速的大小呈正相关,相关系数仅为0.06;混合层内温度变化与热带气旋风速呈负相关,相关系数为-0.15;混合层温度下降有明显的右偏现象,在气旋路径右侧50—150km处,温度下降尤为明显,而混合层盐度在气旋路径两侧的变化基本呈对称状分布;混合层深度在气旋路径右侧加深更为明显,在右侧100—150km范围内达到最大;混合层深度的变化与气旋经过前混合层的初始深度呈明显的负相关,相关系数达-0.42。

吕宋海峡附近海域水团分布及季节变化特征

利用2003年2月至2009年4月期间在吕宋海峡附近海域由Argo剖面浮标观测的温、盐度资料,对该海域的水团分布及季节变化特征进行了探讨。结果表明,在120.5°—122.75°E、19°—23°N范围内,水团特征介于南海水和北太平洋水之间,而19°N以南区域的水交换并不显著。北太平洋热带水(NPTW)和北太平洋中层水(NPIW)通过吕宋海峡入侵南海的趋势在夏季较弱。秋季,NPTW入侵南海的趋势增强,而到了冬季,受东北季风控制,北太平洋水的入侵程度最强,然而并无NPIW进入南海的迹象。值得指出的是,整年没有发现明显的NPIW进入南海,而南海中层水可以通过海峡流入太平洋,其强度在秋、冬季节达到最大。

参考数据集对Argo剖面浮标盐度观测资料校正的影响

国际Argo计划采用新颖的Argo剖面浮标来监测全球大洋中上层的变化,对浮标盐度观测资料进行质量控制是非常重要的。本文采用历史水文观测资料集得到的温-盐度(-S)关系,并利用Wong等人开发的WJO延时模式盐度校正方法,对电导率传感器出现漂移、偏移等故障的Argo剖面浮标盐度资料进行校正。对影响校正结果的历史水文资料集(或参考数据集)的选取进行了初步研究,并在不同的海区进行试验。结果表明,选取合适的参考数据集可以提高盐度校正的精度。

Argos漂流浮标的若干观测结果

表层漂流浮标是一种利用Argos卫星系统定位与传送数据的海洋观测设备,它可以利用Lagrangian法则连续观测表层海流及表层水温。文章利用近年在南海和西太平洋投放的部分卫星跟踪表层漂流浮标所取得的观测资料,分析观测海域的表层海流特征及其漂移路径上的温度变化,得出以下结果。(1)由浮标的漂移轨迹看出,黑潮表层流路年际变异相当大。(2)2003年1月,黑潮表层水有入侵南海的趋势,似无西北太平洋表层水深入南海的迹象;夏季南海表层水由南海流出经吕宋海峡汇入黑潮主干。(3)秋季台湾东北海区存在一个强反气旋涡,空间尺度约270km。(4)黑潮主干在秋末冬初经过东海时明显呈弯曲流动,并形成许多小尺度的气旋式涡。(5)在九州西南海域,黑潮表层流并无分支北上进入对马暖流区。(6)2003年春季,黑潮在日本以南的弯曲不明显,并伴随有冷、暖涡产生,暖涡的强度和空间尺度都要比冷涡大得多。(7)由漂流浮标观测得到的的表层海水的温度分布明显呈日变化和季节变化的特征。在浮标漂移路径呈反气旋或气旋式转动的区域,表层水温对应出现高或低温区;但出现在台湾以东的低温区则与此时期的台风过境有关。

一个Argo剖面浮标的观测过程及其资料应用探讨

提取了一个在海上长达5年的Argo剖面浮标观测资料,对观测资料进行评估和质量控制,通过对浮标观测资料进行综合分析,帮助人们了解Argo浮标的观测过程及其资料的应用。

Argo浮标电导率漂移误差检测及其校正方法探讨

文章引入位势电导比(potential conductivity ratio)的概念,对一个在西北太平洋上观测时间长达4a的Argo剖面浮标进行了诊断分析,并利用现场CTD资料和简单的误差消除法,对该浮标由电导率传感器漂移所产生的盐度误差进行了校正处理,且与目前同际上公认的WJO方法进行了比较,发现利用现场CTD资料校正Argo浮标长期观测所产生的盐度误差更直观、更简便,其校正结果也是可信的。

Argo剖面浮标的检测及其施放探讨

Argo剖面浮标是一种新颖的海洋观测设备 ,它的抛弃式测量特性决定了对其检测和正确施放的重要性。为了确保 Argo剖面浮标在海上长期 (4～ 5 a)工作 ,并能获得可靠的观测资料 ,本文对 Argo浮标的检测和海上(调查船 )施放步骤作了详尽介绍 ,以供借鉴。

1998年夏季南海水团分析

根据 1 998年夏季“南海季风试验 ( SCSMEX)”期间所获的 CTD资料 ,使用系统聚类、Fuzzy模式聚类、Bayes判别分析和 Fuzzy分析等水团分析方法 ,对南海水体的结构和水团配置状况等进行了分析 ,划出了南海存在的 9个主要水团 ,并对各水团的温、盐度特征进行了初析。在调查期间 ,南海本地水 (南海水 )几乎控制了整个调查海区 ,而黑潮水仅出现在台湾岛的西南海域 ;海水强烈混合发生在吕宋海峡附近 ;在中南半岛以东和吕宋岛以西海域 ,表层水明显下沉 ;在南海东南部可能有来自苏禄海的海水 ,其温。

一种延长APEX型Argo剖面浮标观测寿命的方法

为了延长Argo剖面浮标在海上的观测寿命,将常用的碱性电池更换为锂电池不失为一种既经济又简便的方法。但这项看似简单的工作涉及电池组装、精确配重和密封、抽真空等关键技术,必须谨慎操作。除了对几项关键技术操作过程进行了详细介绍外,还对浮标在更换电池前后的质量误差进行了分析。

Argos表面漂流浮标在黑潮区的若干观测结果

利用近几年国家海洋局第二海洋研究所及国家海洋技术中心在南海和西北太平洋海域布放的部分卫星跟踪表面漂流浮标所取得的观测资料,分析了浮标流经海域的表层海流特征及浮标漂移路径上水温的变化。结果表明:2003年1月,黑潮表层水有入侵南海的趋势,夏季南海表层水经吕宋海峡流出,汇入黑潮主干;夏末冬初,黑潮主干经过东海时明显呈弯曲流动;2003年春季,日本以南海域黑潮弯曲不明显;台湾东北部海域存在一个强反气旋涡;表层海水的温度日变化和季节变化明显,在浮标漂移路径呈反气旋或气旋式转动的区域,对应出现了表层水温的高、低温区。

沥青混凝土空隙率与击实次数的关系

密度和空隙率是沥青混凝土的重要技术指标。通过室内马歇尔试件击实试验,对沥青混凝土密度和空隙率与马歇尔击实次数的相关关系进行试验研究,得出统计规律。依据统计规律对宝泉上水库防渗面板施工过程中整平层和防渗层沥青混凝土密度和空隙率检测试验结果进行统计计算,分析总结出宝泉上水库沥青混凝土防渗面板工程现场施工试验结果与室内击实次数的的对应关系,研究得出的沥青混凝土密度和空隙率与马歇尔击实次数统计关系可供未来工程参考。

适应水利工程施工特点的SBS改性沥青研制

贮存稳定性是改性沥青的关键技术性能之一。目前SBS改性沥青的贮存稳定性较差,限制了其在水利工程中的应用。本文以改进掺配工艺为主要途径,采用母体法解决了SBS改性沥青贮存稳定性较差的问题。通过自行研制搅拌设备,选择适宜的添加剂,开发出了满足水利工程应用要求的高浓度改性沥青母体。改性沥青母体采用普通冷包装运至工地,在工地现场通过掺配不同比例的普通沥青,可以将改性沥青母体稀释成设计要求浓度的改性沥青。为了减小母体运输成本,母体中的SBS浓度可达到30%。母体法成功地解决了由于贮存稳定性差造成的在地处偏远的水利工地不易使用改性沥青的问题。

宝泉抽水蓄能电站沥青混凝土面板斜坡稳定性研究

斜坡热稳定性是沥青混凝土面防渗层设计和施工的突出问题之一。结合宝泉工程通过对沥青混凝土进行各种斜坡流淌试验,证明钻取直径10cm的芯样进行斜坡流淌试验是不合适的。Asbeck试验及大芯样试验结果相对真实可靠。中国标准采用马歇尔试件测试并评价沥青混凝土热稳定性简便实用。如果马歇尔试件斜坡流淌值不大于0.8mm,并且空隙率控制在3%以内,则沥青混凝土面板斜坡稳定性通常是有保证的。

利用温度剖面资料结合海面高度估算全球海洋上层热含量异常

利用全球海洋约200万条温度剖面结合海面高度资料,估算了1993—2009年全球海洋0—750m层的热含量异常。分析表明,仅使用剖面温度资料估算的全球海洋上层热含量可以反映出大部分海区热含量的十年变化信号,除了资料稀疏的海区(如南大洋)。全球0—750m海洋上层在1993—2009年的平均增暖速率约1.17W·m 2,增暖最显著的海区出现在40oS附近。全球海洋热储年际变化中大的信号基本上与厄尔尼诺南方涛动(ENSO)相关。热带海洋的热含量变化相对比较稳定。中、高纬海区,特别是南大洋中、高纬海区的热含量增加速度在2001年后超过了热带海区。随着全球Argo实时海洋观测网的建成,其资料量将大大超过过去几十年的总量,结合Jason/TOPEX卫星高度计资料数据,可以用来精确估算全球海洋上层热含量的变化,为全球气候变化系统研究提供重要科学依据。

判断沥青混凝土面板低温抗裂性能的简易方法

在试验研究的基础上，提出判断沥青混凝上面板低温抗裂性能的两种简易方法，诺模图法和脆点法。

西北太平洋暖池区台风对海表盐度的影响

分析了西北太平洋暖池区2002和2003年夏季ARGO浮标得到的次表层温度和盐度剖面,结果表明大多数台风经过暖池区时,会引起海面盐度下降,这与Kwon和Riser等在大西洋观测到的飓风过后海面盐度上升的结论不同,表明西北太平洋暖池区特有的上层结构以及台风在此海域的降雨与大西洋不同,结果对研究西北太平洋暖池区的混合层混合和热交换过程有重要意义.

ARGO剖面浮标数据质量控制过程剖析

ARGO计划的观测目标是能取得精度分别为 0 .5℃和 0 .0 1PSU的海水温度和盐度资料。然而 ,由于目前海水盐度是采用海水电导率间接导出的 ,而测量海水电导率的传感器很容易产生偏差。因此 ,必须对获得的 ARGO数据进行质量控制。文章详细介绍了 ARGO剖面浮标资料实时质量控制模式和延时质量控制模式及其采用的质量控制方法等。

棉兰老岛以东反气旋涡的Argo观测研究

报道了2003年1月至10月期间,由布放于西北太平洋中的Argo剖面浮标捕获的位于棉兰老岛以东海域的反气旋涡。该涡中心位于8.7°N、127.6°E附近,距大陆坡不远,沿等深线走向呈椭圆形分布。其长轴(NW-SE)约200km,短轴(NE-SW)长约120km。Argo浮标的漂移轨迹及其在表层及1 500db层的漂移速度场表明,该反气旋涡位于温跃层以下,中层海洋特征。在1 500db层上,涡的外围平均切向速度为11.9—14.0cm.s-1,旋转周期约为40d。温、盐度断面分布表明,该反气旋涡内的温盐结构非常复杂,可能与源自南、北半球的中层水团在涡旋内交汇并发生变性有关。