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COPEX和HM2000与APEX型剖面浮标比测试验及资料质量评价

2016-10-25卢少磊孙朝辉刘增宏许建平

海洋技术学报 2016年1期
关键词:比测浮标盐度

卢少磊,孙朝辉,刘增宏,许建平

(1.卫星海洋环境动力学国家重点实验室,浙江 杭州 310012;2.国家海洋局第二海洋研究所,浙江 杭州 310012)

COPEX和HM2000与APEX型剖面浮标比测试验及资料质量评价

卢少磊1,2,孙朝辉1,2,刘增宏1,2,许建平1,2

(1.卫星海洋环境动力学国家重点实验室,浙江杭州310012;2.国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012)

利用船载CTD仪、国外剖面浮标(APEX)和实验室盐度计等标准仪器设备,在西北太平洋海域对2种型号国产剖面浮标(COPEX和HM2000)进行了现场比测试验,并对观测资料质量进行了定性和定量分析与评价。结果表明:(1)COPEX和HM2000型剖面浮标观测的盐度资料均能达到国际Argo计划提出的±0.01的精度要求;(2)HM2000的最小观测深度离海面1 m以内,最大观测深度基本稳定在2 000 m左右,并能保持在1 000 m深度附近漂移,而COPEX的最小观测深度在8~9 m之间,最大观测深度则在1 800~1 900 m之间波动,且漂移深度都在600~800 m之间;(3)COPEX和HM2000都获得了70条以上有效观测剖面。总体而言,两种国产剖面浮标观测的温、盐度资料都是可信、可靠的。但试验中暴露的一些问题和不足仍有待不断改进和完善。

COPEX;HM2000;APEX;剖面浮标;比测试验;质量评价

国际Argo计划自2000年启动实施以来,35个国家和地区在全球海洋中陆续投放了约11 000多个Argo剖面浮标,目前在海上正常工作的浮标总数约在3 800个左右,已经成为全球海洋观测系统的重要支柱,正源源不断地为国际社会提供全球海洋0~2 000 m深度范围内的海洋温度和盐度资料,迄今所获剖面资料总数已达130万条,并正以每年约12万条剖面的速度增加。Argo已经成为从海盆尺度到全球尺度物理海洋学研究的主要数据源,而且也已在海洋和大气科学领域的基础研究及其业务化预测预报中得到广泛应用[1-6]。在未来两年内将最终建成由4 000个剖面浮标组成的“全球Argo”实时海洋观测网,每年补充布放的浮标约需800~1 000个左右[7-8]。

截至2014年底,我国已累计在太平洋和印度洋海域布放了300多个Argo剖面浮标,目前仍有190多个在海上正常工作,成为国际Argo计划的重要成员国。然而,我国Argo计划布放的剖面浮标主要由美国Teledyne Webb公司研制的APEX型剖面浮标,以及由法国NKE公司研制的PROVOR型和ARVOR型剖面浮标。我国虽自“十五”计划开始,就已着手国产剖面浮标关键技术的开发工作,先后研制出了多种型号的自持式剖面漂流浮标,并采用北斗卫星导航系统定位和数据传输,进行了多次海上布放试验,但至今尚未得到国际Argo计划认可,用于全球Argo实时海洋观测网建设中[9-10]。目前,在全球Argo观测网中使用的剖面浮标除了上述3种型号外,还有美国斯克里普斯海洋研究所研制的SOLO型和SOLO-II型剖面浮标,以及日本海洋科技中心与TSK公司共同研制的Navis型剖面浮标等。在这些型号的剖面浮标中,APEX型浮标的开发时间最早,技术性能最稳定,特别受到各Argo成员国的青睐,目前约占全球Argo观测网中浮标总数的57%。

为了帮助国产剖面浮标走出国门参与国际竞争,早日成为全球Argo大家庭中的重要一员,从而为中国Argo计划,乃至国际Argo计划的组织实施做出贡献,中国Argo实时资料中心于2014年10月发起并组织实施了一次国内外剖面浮标现场比测试验,得到了国内两家剖面浮标研制单位(国家海洋技术中心和中船重工第710研究所)的积极响应和高度重视,同时也获得了中国科学院海洋研究所承担的国家基金委开放航次的全方位支持。希望通过本次海上比测试验和观测资料质量评价,能为国产剖面浮标的定型和商业化生产,以及跻身全球Argo观测网建设行列提供科学依据。

1 试验海区及主要仪器设备

1.1试验区域与布放浮标位置

本次比测试验任务搭载了中国科学院海洋研究所承担的国家自然科学基金委西太平洋科学考察实验研究秋季航次,由“科学一号”调查船执行完成。故剖面浮标的比测试验区域就位于西北太平洋海区,比测点选择在该航次离岸最远、最东侧的位置上,尽可能远离黑潮主干区域(图1)。浮标投放工作始于2014年11月21日,结束于11月22日。

图1 试验海区与比测站位置

表1 2个比测站上的剖面浮标信息及投放概位

在2个比测站(CP1站和CP2站)上共布放了5个剖面浮标(表1),其中CP1站布放了3种型号的浮标,即APEX型(编号为2901578)、COPEX型(编号为143004)和HM2000型(编号为15322),CP2站上仅有APEX型(编号为2901579)和COPEX型(编号为143003)各1个。同时,在2个比测站上还进行了准同步船载CTD仪观测,以及利用携带的玫瑰型采水器采集特定层次上的海水样品,并使用AUTOSAL 8400B型实验室盐度计进行盐度测定。

1.2主要仪器设备

比测试验使用了3种型号的剖面浮标,分别为:(1)APEX型剖面浮标2个,由美国Teledyne Webb研究公司研制生产;(2)COPEX型剖面浮标2个,由国家海洋技术中心研制;(3)HM2000型剖面浮标1个,由中船重工第710研究所研制。主要技术指标见表2所示[11-12]。

表2 APEX、COPEX和HM2000型剖面浮标的主要技术指标

需要说明的是,本次试验中使用的5个剖面浮标均具有双向通讯功能,即在浮标观测期间能任意改变预先设计的测量参数(如观测周期、观测层次和剖面深度等)。其中2个APEX型剖面浮标采用铱卫星通讯,在0~2 000 m深度范围的测量间隔设置为2 m(约1 000层);两种类型的国产浮标均采用了北斗卫星系统,但它们的剖面观测间隔不尽相同,COPEX型在0~2 000 m水深范围内可测量52层,而HM2000型约为134层。为了能在较短的比测时间内获得更多的观测剖面,设置的循环周期为2~3 d,即在2 d或3 d间隔内就能获得一条0~2 000 m水深范围内温、盐度剖面资料。

除了剖面浮标之间的相互比较外,还采用了常规的标准仪器设备进行校验,主要有:(1)船载SBE-911型CTD仪,由美国海鸟公司生产,主要技术指标如表3所示;(2)AUTOSAL 8400B型实验室高精度盐度计,由加拿大Guildline公司生产,主要技术指标如表4所示。

表3 SBE-911型CTD仪主要技术指标

表4 AUTOSAL 8400B型实验室盐度计主要技术指标

1.3比测程序与比测数据

当调查船抵达比测站后,首先利用船载CTD仪进行定点剖面观测,并在上升过程中利用玫瑰型采水器采集特定层次上的海水样品;然后再分别布放剖面浮标。

船载CTD仪的剖面观测深度为0~4 000 m;采集水样从50 m到4 000 m共设16层。考虑到剖面浮标的最大观测深度为2 000 m,且上层海洋受到外界因素的影响较大,故比测范围主要选择在1 000~2 000 m的深水区内。为此,每个比测站上仅有1000m和1 500 m两个采水层符合上述条件。最终,用于比较分析的现场观测数据有:(1)船载CTD仪观测剖面2个;(2)特定层上的盐度值4个(通过实验室高精度盐度计对采集的水样进行盐度测定获得);(3)APEX、COPEX、HM2000型浮标观测剖面各1个(与船载CTD仪间隔约24 h的准同步观测结果);(4)APEX、COPEX、HM2000型浮标从2014年11月21日至2015年5月21日期间(历时6个月)的全部观测剖面(约70~100条),用于检验浮标长期观测的稳定性和可靠性。

同时,中国Argo实时资料中心要求参与本次试验的浮标其观测剖面深度为0~2 000 m,漂移深度为1 000 m,且至少能提供70个有效观测剖面。如果按照国际Argo计划的要求[13-14](每隔10 d观测一条温、盐度剖面),相当于浮标的工作寿命不低于2 a。

2 试验结果分析

为了对国内外剖面浮标获得的温、盐度观测资料质量(或观测精度)有一全面了解和掌握,利用已经获取的准同步观测资料,计算并绘制了多种分析图表(如T-S点聚图、温盐度垂直分布图和代表性层次上的温、盐度差比对表等),以便对剖面浮标观测资料的质量做一番客观分析与评价。

需要说明的是,由于浮标的第一条观测剖面是在布放24 h后获得的,再加上浮标具有“随波逐流”漂移的特性,故即使是第一条观测剖面,其对应的经纬度与船载CTD仪观测时的位置也是不尽相同的。因此,在评价资料质量时,尽可能选择1 000 m以深的观测层次进行比较分析。此外,考虑到用于比测的采水层次(每站仅2个)十分有限,而实际上在本航次实施的8个船载CTD仪观测站上,均利用玫瑰型采水器采集了水样,共获得了54个盐度值。利用这些特定层上的盐度值首先检验了船载CTD仪观测剖面的可靠性和测量精度,发现船载CTD仪与实验室盐度计测定的特定层上的盐度(两者为准同步观测,即获得的CTD资料是探头下放时的观测结果,而非CTD探头上升时在特定层上采集水样时同步观测的盐度数据),除在一个测站的2 000 m层上两者盐度值相差(实验室盐度计测定的盐度值偏低)较大外,在其他比测站和层上均十分接近,甚至几乎重合。计算的各特定层上的盐度差均符合国家标准规定的精度要求[15]。也就是说,本航次使用的船载CTD仪观测剖面是可靠、也是可信的,完全可以用来验证剖面浮标观测结果的可靠性和观测精度。

2.1T-S点聚分布

利用T-S点聚图或T-S曲线对现场剖面观测资料进行质量控制是最常用、最直观的方法之一,也是国际Argo资料管理小组推荐的资料质量控制方法[16-17]。

图2给出了两个比测站位上船载CTD仪与不同型号浮标观测的第1条深水剖面的T-S点聚分布。可以看出,试验海区T-S点聚大体呈反“S”型分布,除在温度8~10℃和20~25℃区间内T-S点聚比较分散外,其他温度区间T-S点聚都比较集中,尤其在5℃以下,T-S点聚几乎处于一条直线上,表明无论是国产剖面浮标,还是从国外引进的剖面浮标的观测资料与船载CTD仪的观测结果基本上是吻合的,尤其在1 000 m以下,三者几乎重合。

图2 两个比测站的T-S点聚分布(CP1:a;CP2:b)

至于两个温度区间(大约处于1 000 m以浅水层)内T-S点聚比较离散,且愈往浅水层,离散似乎越明显的原因,除了上层海水容易受到风、太阳辐射等外界因素的作用和影响外,还与本海区500~800 m中层受到域外低温、低盐水团(称“北太平洋中层水”)的影响有关。而深层(1 000 m水深以下)海水在某一特定区域或时间内,其水体的温、盐度性质具有相对稳定的特性,这也是在开展深海大洋调查时,无论是采用船载CTD仪还是剖面浮标,要求其观测深度尽可能取得大些(一般要求在2 000 m,甚至更大的深度)的原因所在。一旦船载CTD仪或剖面浮标所携带的温、盐(电导率)、深(压力)传感器发生故障,导致观测数据出现异常或误差时,可以方便观测人员辨别真伪并校正误差,以确保观测资料的质量。

2.2温、盐度垂直分布

上述分布特征在温、盐度垂直分布图(图3)中也是显而易见的。以水深1 000 m为界,浮标与船载CTD仪观测的温、盐度分布曲线在上层的吻合程度明显要比深层差,而且由特定层上实验室盐度计测定的盐度值(图中“▲”表示)与两者的观测结果同样是吻合的。

图3 两个比测站的温、盐度垂直分布(CP1:a~b;CP2:c~d)

图4是两个比测站上1 000 m以深的温、盐度垂直分布。可以清楚地看到,在大比例尺图中由多种仪器设备(船载CTD仪、剖面浮标和实验室盐度计等)获得的温、盐度剖面资料间,虽变化趋势大体一致,但对应层上的温、盐度值还是有些差异的。这与上面提到的这些仪器设备提供的数据并非同步观测有关,即使是特定层上的船载CTD盐度与实验室盐度计测定的,也只是准同步的观测结果。不过,采用不同仪器设备观测的盐度值相比温度还是要更接近些,充分表明了在深层海洋中,温度变化还是比较可观的。这也是国际Argo计划启动深海(>3 000 m)Argo观测,以及发起研制深海Argo剖面浮标的重要因素,因为深层海水的变化与输送,对全球气候变化的作用和影响,甚至贡献会更大。

图4 两个比测站的温、盐度深层垂直分布(CP1:a~b;CP2:c~d)

需要指出的是,在CP1站上COPEX型浮标似乎在1 500 m深度以下存在盐度异常,即浮标盐度值要略低(或略高)于船载CTD仪观测的结果,显然不符合海洋深层的自然变化规律。事实上,在观测了26条剖面后,这种盐度异常现象的确已经完全消失,将会在分析盐度时间系列分布一节中叙述。

2.3温、盐度时间系列分布

为了检验剖面浮标长期观测的可靠性和稳定性,选择了试验前6个月(2014年11月21日至2015年5月21日)内的观测剖面进行比较分析。从绘制的每个浮标的漂移轨迹(图5)中可以看到,其中3个浮标布放后呈曲线状向西漂移,1个浮标则向东后又折向西漂移,而另一个浮标几乎在原地打转。

图5 浮标漂移轨迹

图6给出了两个站位上3种型号浮标在6个月内全部观测剖面的T-S点聚分布。从图中可以看出,试验期间该海域内T-S点聚不仅呈反“S”型分布,而且在12~18℃和4℃以下两个温度区间内,除143004号浮标的盐度值在深层出现少许离散外,T-S点聚几乎均聚集在一条直线上。这也充分表明了,无论是国外还是国产浮标,在长达6个月的试验观测期间,所提供的温、盐度资料都是稳定、可靠的。

图6 比测浮标T-S点聚和温、盐度垂直分布(a:CP1;b:CP2)

在对143004号(COPEX型)浮标的温、盐度时间系列(图7)分析时发现,该浮标的前26条剖面在约1 500 m层以下都存在盐度“尖峰”现象,之后这种异常现象几乎完全消失。是电导率传感器在高压状态下发生故障导致的观测误差,还是传感器在生产或安装过程中的某个环节存在的问题所致,建议由浮标研制单位会同传感器生产商能尽可能找出故障原因,以免在日后的浮标生产中隐藏类似问题。不过,在中国Argo实时资料中心引进布放的300多个浮标中,还没有发现此类现象。

图7 143004号浮标的盐度垂直分布

需要指出的是,15322号(HM2000型)浮标在完成40个0~2 000 m深水剖面后,根据研制单位的报告,因浮标驱动模块发生故障,无法继续进行深水观测,故于2015年2月13日将最大剖面观测深度调整为1 200 m,并在5月25日后完全停止工作,累计获得了77条有效观测剖面。由于比测试验时,研制单位仅有一个库存HM2000型剖面浮标,而在此之前(2014年10月25日),另有4个同类型浮标布放在南海区域,除一个(15331号)浮标因漂移进入浅水区域而较早停止工作外,其他3个(15323,15327,15329号)到2015年5月22日都一直在正常工作,获得的有效观测剖面数均已在80条以上。图8显示了其中的15329号浮标在2014年10月25日至2015年5月22日期间的漂移轨迹及其与历史APEX浮标观测结果的比较。可以看到,无论是T-S点聚还是温、盐度垂直分布,两者的分布趋势均十分相似,特别是在温度5℃或1 000 m深度以下,T-S点聚或温、盐度垂直分布几乎趋于一条直线,表明两者的观测结果基本吻合。由此可见,比测试验期间HM2000型浮标能取得70个以上有效观测剖面并非偶然。

图8 南海HM2000型浮标观测结果比较

综上所述,从定性分析来看,本次试验中2种型号国产剖面浮标的观测资料,无论与国外同类型浮标,还是船载CTD仪观测结果比较,T-S点聚和温、盐度垂直分布趋势都是比较一致的,也就是说,这些浮标观测的温、盐度资料基本上是可信、可靠的。

2.4压力(深度)分布

在比测试验之前,中国Argo实时资料中心要求浮标观测的剖面深度为0~2 000 m,且漂移深度停留在1 000 m附近。图9给出了各型浮标提供的最小、最大观测深度和漂移深度的变化情况。

图9 各型浮标最小观测深度(a)、漂移深度(b)及最大观测深度(c)分布曲线

由图可见,除个别剖面外,HM2000和APEX型浮标的最小观测深度都在距海面1 m以内,而COPEX型浮标的最小观测深度几乎都在8~9 m之间。最大观测深度从总体上看,APEX型浮标要优于国产浮标,基本上控制在1 900~2 000 m之间;2个COPEX型浮标中,其中一个(143004号)也能控制在1 900~2 000 m之间,但另一个则在1 800 m上下波动;HM2000型浮标经过前期数个剖面的调整后,基本上能保持2 000 m深度,但大约30个剖面后,由于浮标驱动模块出现故障,最大观测深度调整为1 200 m,可见其提供的剖面能始终保持在新调整的深度上。从各型浮标的漂移深度来看,APEX始终能保持在1 000 m深度附近漂移;而HM2000在经过前期几条剖面的调整后,同样能保持在1 000 m深度附近漂移,但在2015年4月20日后则下沉到1 100 m深度附近漂移;2个COPEX型浮标的漂移深度经过前期几条剖面的调整后,基本上都在600~800 m深度间漂移,相比之下,143004号浮标的变化幅度要大于143003号,前者最大压力差可达100 m。

3 观测资料质量评价

为了对浮标观测资料质量或观测精度有定量了解和掌握,分别计算了船载CTD仪、实验室盐度计与不同型号浮标提供的第1条深水剖面在几个特定层上的盐、温度差,详见表5所示。首先由船载CTD仪与实验室盐度计之间的盐度差可以看出,其差值在0~0.007之间,符合《海洋调查规范(GB/T 12763.2-2007)-海洋水文要素调查》对盐度准确度一级标准(±0.02)的规定,以及国际Argo计划提出的±0.01的盐度精度要求。显而易见,本航次使用的船载CTD仪的观测精度是高的,也是值得信赖的,可以用来作为评判浮标观测资料质量的标准设备。

同样由表5可见,APEX与CTD在各比测层上的盐度差均小于±0.01,个别层上甚至优于±0.001;HM2000在各比测层上的盐度差也均要小于±0.01;COPEX除个别层次上稍大于±0.01外,在大多数比测层上也都能达到国际Argo计划提出的观测精度要求。

表5 两个比测站特定层上的盐度比对结果

然而,从2个比测站(表6)上由CTD仪和浮标观测的温度值比较发现,无论是国外还是国产浮标,与CTD的温度差都比较大,除了在2 000 m层温度差均处于-0.008 3~0.011 7℃范围内,以及1 800 m层上个别温差在-0.019 5~0.014 4℃间外,在大部分比测层上均要大于±0.02℃,不但没有达到《海洋调查规范(GB/T 12763.2-2007)-海洋水文要素调查》对温度准确度一级标准(±0.02℃)的规定,且离国际Argo计划提出的温度观测误差小于±0.005℃要求,更是相差甚远。这应该是显而易见的结果。除了缺乏可供比测的同步温度数据外,这样的温度差也足以证明,即使在深层海洋中,海水温度的变化也要远大于盐度。

不过,通常来说,由船载CTD仪或剖面浮标所携带的温度和电导率(可换算成盐度)传感器,前者(温度传感器)的性能和可靠性要远优于后者,且温度测量的精确度也要明显高于盐度。所以,人们在利用上述仪器设备对深海大洋进行温、盐度测量时,往往只关注和重视电导率传感器的观测误差。值得指出的是,目前国内广泛利用的船载CTD仪,虽有一部分携带了玫瑰型采水器,可以通过采集水样进行实验室盐度测定,但似乎没有同时携带颠倒温度表进行温度同步测量的。所以,即使人们想要对温度进行现场同步比较观测与资料质量评价,目前仍缺少有效的比测手段。

利用在试验海域收集到的历史CTD和Argo剖面观测资料,根据客观估计方法计算得到了浮标剖面处的气候态温、盐度值,进一步比较分析了不同浮标在代表性层(1 800 m)上与气候态资料的差异。图10给出了CP1站1 800 m等压面上浮标与气候态温、盐度时间序列分布。由图可见,CP1站附近深水海域的气候态温、盐度分布较为平稳,其变化范围分别在2.289~2.311℃和34.607~34.618之间,而浮标观测结果的变化幅度则要大些,且温度比盐度的变化更大,其中HM2000(15322号)观测的温、盐度值变化范围分别为2.233~2.398℃和34.601~34.611;COPEX(143004号)分别为2.205~2.435℃和 34.552~34.676;APEX(2901579号) 分别为2.197~2.394℃和 34.607~34.618。比较而言,HM2000和APEX型浮标的温、盐度范围与气候态比较接近,平均温差在0.047~0.051℃之间,平均盐差均为0.004。COPEX与气候态平均温差为0.049℃,位于HM2000和APEX的平均温差之间,但平均盐差却达到了0.021。显然,这与该浮标前期观测的26个剖面,在1 500 m深度以下存在比较明显的盐度“尖峰”有关。

表6 两个比测站特定层上的温度比对结果

图10 CP1站1 800 m等压面上浮标与气候态温、盐度时间序列分布

同样,绘制了CP2站1 800 m等压面上浮标与气候态温、盐度时间序列分布(图略),并计算了平均温、盐度差,结果表明,气候态温、盐度分布与CP1站一样较为平稳,其变化范围分别在2.224~2.386℃和34.604~34.618之间。浮标观测的温度变化虽波动较大,范围在2.195~2.454℃之间,但变化趋势还是比较一致的,亦与气候态变化趋势接近;浮标观测的盐度范围(34.597~34.618)似乎更接近于气候态(34.604~34.618),且变化趋势也十分相近。无论是国产浮标(143003号),还是进口浮标(2901578号),其与气候态的平均温差分别为0.043℃和0.049℃,两者十分接近,而且平均盐度差更要相近些,分别为0.006和0.004。

4 结论

在本次比测试验中,首先利用与船载CTD仪同步获取的几个特定层上的盐度值(通过采集海水样品再使用高精度实验室盐度计测定),检验了船载CTD仪观测结果的可靠性,两者盐度差(最大为0.007)远高于±0.01的精度要求。为此,利用船载CTD仪观测的盐度作为比测标准值,来验证剖面浮标观测资料的质量及其观测精度。同时,还利用试验海区历史Argo数据(经全球Argo资料中心的严格质量控制)检验了国产剖面浮标长期观测资料的稳定性和可靠性。得到如下结论:

(1)2种型号(COPEX和HM2000)国产剖面浮标观测的盐度资料是可信、可靠的,不仅能符合国家标准规定的盐度准确度一级标准(±0.02),而且能满足国际Argo计划提出的±0.01的高要求。

(2)HM2000的最小观测深度离海面1 m以内,COPEX在8~9 m之间;最大观测深度HM2000基本上能保持2 000 m,COPEX则在1 800~1 900 m之间波动,极少数剖面能达到2 000 m深度;HM2000基本上能保持在1 000 m深度附近漂移,而COPEX漂移深度都在600~800 m之间。

(3)COPEX和HM2000都获得了70条以上有效观测剖面,但后者大约40条剖面的最大观测深度仅为1 200 m;前者至今仍在海上正常工作,但后者已经停止工作。

温度观测虽然不是本次比测试验的重点,但我们依然根据船载CTD仪、国外剖面浮标(APEX)和历史Argo观测等提供的高质量温度剖面资料,经过定性比较和分析,表明国产剖面浮标观测的温度数据质量也是可信、可靠的。

试验期间,COPEX的一个电导率传感器遇到偶发性故障,导致前期观测的26条剖面在深层(1 500 m以下)出现异常的盐度“尖峰”;HM2000在观测30条剖面后驱动模块发生故障,导致后续的最大观测深度仅有1 200 m。此外,与APEX相比,无论是最小、最大观测深度,还是漂移深度和工作寿命等,国产剖面浮标仍有许多改进和完善的空间;同时,还面临着国际Argo计划规定的许多苛刻要求,如需实时提供浮标能量变化(电池的电压电流大小)、漂移时的定时温、盐度和压力值,以及内部真空度和柱塞泵位置等一系列参数,方可被国际Argo计划接纳并冠以“Argo剖面浮标”的称号,正式用于全球Argo实时海洋观测网建设与维护。

致谢:本次比测试验任务得到了国家海洋技术中心、中船重工710研究所、中国科学院海洋研究所和国家海洋局第二海洋研究所等单位的高度重视和大力支持;海上浮标布放工作还得到了航次首席科学家周慧副研究员和全体调查队员,以及中国科学院海洋研究所船舶中心 “科学一”号调查船全体船员的鼎力支持和帮助,在此一并表示谢忱!

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Comparative Testing and Data Quality Evaluation for COPEX,HM2000 and APEX Profiling Buoys

LU Shao-lei1,2,SUN Chao-hui1,2,LIU Zeng-hong1,2,XU jian-ping1,2
1.State Key Laboratory of Satellite Ocean Environment Dynamics,Hangzhou 310012,Zhejiang Province,China;
2.Second Institute of Oceanography,State Oceanic Administration,Hangzhou 310012,Zhejiang Province,China

Using shipborne CTD,imported profiling buoy(APEX)and laboratory salinometer and other standard instruments,the on-site comparative testing is carried out in the northwestern Pacific Ocean on two models of domestic profiling buoys(COPEX and HM2000),and the quality of observation data is analyzed and evaluated in a qualitative and quantitative manner.The results indicate that(1)the salinity data observed by the COPEX and HM2000 buoys can meet the accuracy requirement put forward by the International Argo Plan(±0.01);(2)for HM2000,the minimum observing depth is between 0 and 1 dbar,and the maximum observing depth stays at 2000 dbar,with the drifting depth of about 1000 dbar;for COPEX,in contrast,the minimum observing depth is between 8 and 9 dbar,the maximum observing depth fluctuates between 1800 and 1900 dbar,with the drifting depth between 600 and 800 dbar;(3)both COPEX and HM2000 can get more than 70 effective observing profiles.In general,the temperature and salinity data of the two kinds of domestic profiling buoys are both believable and reliable.However,the problems exposed in the testing remain to be tackled through continued improvement.

COPEX;HM2000;APEX;profiling buoy;comparative testing;quality evaluation

P715.2;X834

A

1003-2029(2016)01-0084-09

10.3969/j.issn.1003-2029.2016.01.014

2015-08-01

国家科技基础性工作专项资助项目(2012FY112300)

卢少磊(1988-),男,硕士,研究实习员,主要研究方向为物理海洋学。E-mail:lsl324004@163.com

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