美国国家海洋和大气管理局的阿尔戈计划已经观测海洋20年了

由:詹妮弗Walker-Journey|
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作为Argo计划的一部分,一艘NEMO浮标从德国破冰船北极星号部署后,停在北冰洋的水面上。Argo计划

海洋是巨大的.它覆盖了70%以上的地球的表面。仅太平洋就覆盖了地球上6000万平方英里(1.55亿平方公里)的面积。这水调节我们的气候及天气从赤道向两极输送热量的模式,产生了世界上一半以上的氧气,吸收的二氧化碳是大气的50倍。

海洋所蕴含的秘密可以告诉我们很多关于地球状况的信息。但是,获取这些信息对人类和科学仪器来说都是一个挑战,尤其是在有岩石海洋、狂暴风暴、厚冰和深海高压水域的危险地区。

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这就需要一队自动潜水的机器人漂浮物。他们是一个国际项目的一部分阿尔戈这些微型天文台为研究人员提供了关于海洋物理状态的全面、近乎实时的数据。这些数据包括温度和盐度模式帮助研究人员更准确地测量全球变暖海平面上升,改善天气预报和气候预测,并更好地衡量飓风的强度。

18新利最新登入《逃离德黑兰》是如何运作的?

Argo是一项国际合作,包括在海洋中部署近4000个自由漂流的圆柱形漂浮物。这些浮标每隔186英里(300公里)放置一次——每3度纬度,每3度经度。标准浮标测量的是海面上6561英尺(2000米)处的温度和盐度格雷戈里·c·约翰逊博士他是美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的海洋学家太平洋海洋环境实验室在华盛顿州的西雅图。

“我们的报道实际上是革命性的,”约翰逊说。自2000年“逃离德黑兰”项目启动以来,他就一直参与其中,并在自己的项目中使用了“逃离德黑兰”的数据发表的研究.“现在有近4000个阿尔戈核心浮标,给我们提供了比过去几十年多得多的数据。”

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《逃离德黑兰》是全球海洋观测系统(美好的)和全球气候观测系统(GCOS),分别为海洋和大气服务提供数据,为气候研究提供高质量数据。

迄今为止,已有26个国家部署了Argo浮标,并继续处理来自这些浮标的数据。其他几个国家也提供后勤支持和船舶使用权。每个国家都有自己的资金来购买花车,每个花车的价格约为2万美元。

Argo的另一个显著特点是它的数据是免费的,世界上任何人都可以使用。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。如欲查阅有关资料,请浏览“18luck手机登录Argo数据来源”页面。

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“阿尔戈”浮标在从移动的船上发射之前,会被插入一个部署箱,以保护它在释放时免受水的冲击。盒子的每个部分都是可生物降解的。
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阿尔戈花车做什么?

阿尔戈号有不同类型的漂浮物,每一种漂浮物都可以被编程来执行不同的任务。标准的阿尔戈花车的任务周期为10天:

  • 第一天漂浮物通常从一艘船上,在预先确定的地点投入海洋。前6个小时,它会垂直下降约0.62英里(1000米)到海里。
  • 天1 - 9漂浮物一旦达到1000米深,就会随水流漂流9天。
  • 第十天:在循环的最后一天,浮子再下降1000米进入海洋,大约在水面以下1.2英里(2000米)。然后漂浮物会回到水面,这个过程大约需要6到12个小时,在此期间它会收集温度和盐度的数据。

一旦浮子脱离水面,它会在接下来的15分钟到1小时内,将浮子顶部天线的数据传输给卫星,然后再次下降,重复一个10天的周期。

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自2000年以来,《逃离德黑兰》收集了近200万份深海剖面,提供了完整的、近乎实时的海洋图片。

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大多数Argo浮标遵循这个10天周期,在第10天从水面报告新数据。
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阿尔戈花车里有什么?

标准Argo浮标包含以下材料:

  • 电导率、温度、深度(CTD)传感器,它决定了海水的物理性质
  • 控制浮子浮力的外部气囊
  • 内部储油器,在不充气时储存油
  • 在内部储油器和外部皮囊之间移动油的液压泵
  • 顶部的天线使浮标能够向卫星传输数据
  • 锂电池

阿尔戈花车有几种不同的类型。标准的Argo浮标设计深度为1.2英里(2000米)。自“阿尔戈”计划开始以来的20年里,技术的进步导致了更专业的漂浮物的诞生。

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  • “阿尔戈号”浮标是专门为下潜至3.72英里(6000米)深的海底而设计的。为了达到这样的深度,浮标必须承受阿尔戈团队所描述的“相当于两辆小型货车的重量集中在一张邮票上的压力”。这些浮标使研究人员能够更好地了解海洋的变化,例如深海中热量含量的增加。
  • 生物地球化学Argo (BGC-Argo)先导浮标配备了生物地球化学传感器,可测量6个额外参数,包括pH值、氧气、硝酸盐、叶绿素、悬浮颗粒和下沉辐照度。这有助于研究人员更好地了解和管理海洋资源。

在冰区部署浮子一直是一个挑战,因为海冰阻止浮子将天线推到可以传输数据的表面。为了解决这个问题,科学家和工程师们设计了改进的任务算法,用于部署在受季节性冰影响的地方,如北极和南极。这种新算法使它们能够避免与冰碰撞,并存储数据,直到漂浮物在海洋表面探测到开放水域。

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Foncia团队的成员准备在北冰洋发射“阿尔戈号”花车。
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18新利最新登入如何使用Argo数据?

Argo浮标收集的剖面数据有一个应用的多样性.它们可以用来教育从幼儿园到大学的学生,让他们了解海洋的温度,或者如何阅读图表、分析海洋数据和气候变化问题。18新利最新登入

从操作的角度来看,这些数据被世界各地的天气和气候中心用来改善对El Niño事件和气候特征的预测,比如飓风、海啸还有全球变暖。

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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多篇研究论文使用Argo数据,涵盖广泛的数据,包括水质量特性、空气-海洋相互作用、海洋环流、海洋动力学和季节-年代际变化。

对于约翰逊来说,Argo的数据是一个“非常可靠的指标,表明地球的能源预算失衡。”他最近分析了2014-2018年由特殊深水阿尔戈浮标收集的数据,以研究西南太平洋的近底水域。分析结果显示,不仅深海中的水在变暖,变暖的速度也在加快。

他18新利最新登入说:“海洋变暖的程度对于理解未来气候变暖的程度非常重要,因为温室气体浓度的变化是给定的。”“因此,测量海洋变暖对验证和评估气候模型很重要。实际上,在地球气候系统中,这是一个关键数字。”

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2018年的一张地图显示18新利最新登入了阿尔戈花车分布在地球上的数量。
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阿尔戈的环境影响是什么?

约翰逊解释说,阿尔戈花车非常安静,节能。他说:“整个阵列的近4000个浮标运行的功率不到100瓦,相当于一个吊扇的功率。”

根据任务的不同,浮标会继续工作大约4到5年。具有更艰苦任务的花车往往死得更快,而一些标准的花车可以持续10年或更长时间。随着时间的推移,通常当它们的电池耗尽时,所有的浮子都死了。当他们这样做时,他们被设计成对环境造成尽可能小的影响。

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当浮子死亡时,它会在深海中四处漂流,直到它开始腐蚀,这使得水在浮子内部泄漏,导致它掉到海底。随着时间的推移,铝制船体慢慢降解为无害的氧化物,在洋流中扩散。剩下的塑料和金属很少,随着时间慢慢分解。

特色

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