Наблюдения за океаном
считает следующие важные климатические переменные океана (ECV): Группа наблюдений за климатом за океаном (OOPC) [1] которые в настоящее время осуществимы с помощью существующих систем наблюдения.
Переменные климата океана
[ редактировать ]Поверхность атмосферы
[ редактировать ]- воздуха Температура
- Осадки (метеорология)
- Испарение
- Давление воздуха , давление на уровне моря (SLP)
- Поверхностные радиационные потоки
- Поверхностные термодинамические потоки
- Скорость и направление ветра
- Приземное ветровое напряжение
- Водяной пар
Поверхность океана
[ редактировать ]- Температура поверхности моря (SST)
- Соленость поверхности моря (SSS)
- Уровень моря
- Состояние моря
- Морской лед
- Океанское течение
- Цвет океана (по биологической активности)
- Парциальное давление углекислого газа ( pCO2 )
Под поверхностью океана
[ редактировать ]- обратное рассеяние
- углекислый газ
- хлорофилл
- Проводимость
- Плотность
- Железо
- Освещенность
- Питательные вещества
- Метан
- Океанское течение
- Одна точка
- Водяная колонна
- Океанские трассеры
- Кислород
- Фитопланктон
- Соленость
- Сигма-Т
- Скорость звука
- Температура
- Мутность
Источники наблюдения за океаном
[ редактировать ]Спутник
[ редактировать ]Существует комплексная сеть спутников, которые генерируют наблюдения. К ним относятся:
| Тип | Наблюдаемые переменные | Ответственные организации |
|---|---|---|
| Инфракрасный (ИК) | ТПО, морской лед | CEOS, IGOS, CGMS |
| Микроволновая печь класса AMSR | ТПО, скорость ветра, морской лед | CEOS, IGOS, CGMS |
| Приземный векторный ветер (желательны два рефлектометра с широкой полосой обзора) | поверхностный векторный ветер, морской лед | CEOS, IGOS, CGMS |
| Цвет океана | концентрация хлорофилла (биомасса фитопланктона) | ИОККГ |
| высокоточная альтиметрия | аномалия уровня моря от устойчивого состояния | CEOS, IGOS, CGMS |
| низкоточная альтиметрия | уровень моря | CEOS, IGOS, CGMS |
| Радар с синтезированной апертурой | морской лед, состояние моря | CEOS, IGOS, CGMS |
На месте
[ редактировать ]Существует комплексная сеть наблюдений на местах. К ним относятся:
| Тип | Наблюдаемые переменные | Ответственные организации |
|---|---|---|
| Глобальная группа дрейфующих буев с разрешением 5 градусов (всего 1250) | SST, SLP, ток (в зависимости от изменения положения) | Группа СКОММ по сотрудничеству в области буев данных (DBCP) |
| Глобальная сеть тропических заякоренных буев (около 120 причалов) | обычно SST и вектор приземного вектора ветра, но могут также включать переменные SLP, течения, потока воздух-море. | Группа по реализации тропических заякоренных буев СКОММ ГСБП (TIP) |
| Флот добровольческих наблюдательных судов (VOS) | все возможные наземные ECV | Группа СКОММ по судовым наблюдениям (ГНС) |
| VOSClim | все возможные надводные ECV плюс обширные метаданные корабля | Группа СКОММ по судовым наблюдениям (ГНС) |
| Глобальная сеть причалов (29 причалов) | все возможные наземные ECV | ОкеанСАЙТЫ |
| Основная сеть ГЛОСС на уровне моря, а также региональные/национальные сети | уровень моря | СКОММ ГЛОСС |
| Углеродный ВОС | pCO2 , SST, SSS | ИОККП |
| Морские ледяные буи | морской лед | СКОММ DBCP IABP и IPAB |
Подповерхностный
[ редактировать ]Существует комплексная сеть подземных наблюдений. К ним относятся:
| Тип | Наблюдаемые переменные | Ответственные организации |
|---|---|---|
| повторных линий XBT ( батитермографа одноразового использования Сеть ) (41 линия) | Температура | Группа СКОММ по судовым наблюдениям (ГНС) |
| Глобальная сеть тропических буев (около 120 причалов) | Температура, соленость, течение и другие возможные автономно наблюдаемые ВКЗ. | Группа по реализации тропических заякоренных буев СКОММ ГСБП (TIP) |
| Справочная причальная сеть (29 причалов) | все автономно наблюдаемые ECV | ОкеанСАЙТЫ |
| Устойчивая и повторяющаяся судовая гидрографическая сеть. | Все возможные ECV, включая те, которые зависят от получения проб воды. | IOCCP, CLIVAR, другие национальные усилия |
| Арго (океанография) Сеть | температура, соленость, течение | Арго |
| Критический ток и транспортный мониторинг | температура, тепло, пресная вода, перенос углерода, масса | КЛИВАР, IOCCP, OceanSITES |
| Региональные и глобальные программы синтеза | предполагаемые токи, транспортируют сетчатые поля всех ECV | ГОДАЕ, КЛИВАР, другие национальные усилия |
| с кабельным подключением Океанские обсерватории | аудио, обратное рассеяние, хлорофилл, CO2, проводимость, токи, плотность, Eh, гравитация, железо, излучение, метан, нитрат, кислород, давление, соленость, сейсмика, сигма-Т, скорость звука, температура, мутность, видео | Ocean Networks Canada , Монтерейская система ускоренных исследований, Инициатива океанских обсерваторий , ALOHA, ESONET (СЕТЬ обсерваторий европейских морей), Система плотной сети океанских глубин для землетрясений и цунами (DONET), Обсерватории открытого океана с фиксированной точкой ( FixO3 ). |
Точность измерений
[ редактировать ]Качество измерений на месте неоднородно в пространстве, времени и платформах. На разных платформах используется большое количество датчиков, которые работают в самых разных зачастую агрессивных средах и используют разные протоколы измерений. Иногда буи остаются без присмотра на продолжительные периоды времени, а суда могут подвергаться определенному антропогенному воздействию при сборе и передаче данных. [2] Поэтому контроль качества необходим, прежде чем данные in situ можно будет использовать в дальнейшем в научных исследованиях или других приложениях. Это пример контроля качества и мониторинга температуры морской поверхности, измеряемой кораблями и буями, система iQuam, разработанная NOAA/NESDIS/STAR. [3] где статистика показывает качество на месте измерений температуры поверхности моря .
Одной из проблем, стоящих перед океаническими обсерваториями реального времени, является способность обеспечить быструю и точную оценку качества данных. Ocean Networks Canada находится в процессе внедрения контроля качества входящих данных в режиме реального времени. Целью скалярных данных является соответствие рекомендациям группы обеспечения качества океанографических данных в реальном времени (QARTOD). QARTOD — это американская организация, которой поручено выявлять проблемы, связанные с поступающими в режиме реального времени данными из Интегрированной системы наблюдения за океаном США (IOOS). Большая часть их повестки дня — создание руководящих принципов определения качества данных в реальном времени и их представления научному сообществу. Тестирование качества данных в режиме реального времени в Ocean Networks Canada включает тесты, предназначенные для выявления сбоев приборов, а также серьезных всплесков или пропадания данных до того, как данные станут доступны пользователю. Тесты качества в реальном времени включают соответствие стандартам производителя приборов и общим диапазонам обсерватории/площадки, определенным на основе предыдущих данных. В связи с размещением некоторых инструментальных платформ в высокопроизводительных зонах мы также разработали тесты с двумя датчиками, например, для некоторых датчиков проводимости. Тестирование контроля качества разделено на 3 отдельные категории. Первая категория работает в режиме реального времени и проверяет данные перед их анализом в базе данных. Вторая категория — тестирование в режиме задержки, при котором архивные данные подлежат тестированию через определенный период времени. Третья категория — это ручной контроль качества экспертом по данным Ocean Networks Canada.
Доступны исторические данные
[ редактировать ]ОкеанСАЙТЫ [4] управляет набором ссылок на различные источники доступных данных об океане, в том числе: Гавайские океанские временные серии (HOT), [5] Обсерватория расширения JAMSTEC Куросио (JKEO), [6] Линия W контролирует глубокое западное пограничное течение Северной Атлантики. [7] и другие.
Этот сайт содержит ссылки на плавучие данные ARGO, Библиотеку и архивы данных (DLA), Ежемесячные климатические отчеты Фалмута, Прибрежную обсерваторию Марты-Винъярд, Многолучевой архив, Среду визуализации данных морского дна и наблюдений (SeaDOVE): ГИС с веб-обслуживанием. База данных мультискалярных данных о морском дне, сбор данных о донных отложениях, архив данных о швартовке в верхнем океане, система данных США GLOBEC, система данных США JGOFS и система сбора данных о судах WHOI.
В библиотеке данных Колумбийского университета имеется множество наборов данных: [8]
Эта библиотека включает в себя:
- LEVITUS94 — это Атлас Мирового океана по состоянию на 1994 год, атлас объективно проанализированных полей основных параметров океана в годовом, сезонном и ежемесячном масштабах времени. Его заменяет WOA98.
- NOAA NODC WOA98 — это Атлас Мирового океана по состоянию на 1998 год, атлас объективно проанализированных полей основных параметров океана в месячном, сезонном и годовом масштабах. Заменен WOA01.
- NOAA NODC WOA01 — это Атлас Мирового океана 2001 года, атлас объективно проанализированных полей основных параметров океана в месячном, сезонном и годовом масштабах. Заменен WOA05.
- NOAA NODC WOA05 — это Атлас Мирового океана 2005 года, атлас объективно проанализированных полей основных параметров океана в месячном, сезонном и годовом масштабах времени.
Наблюдения на месте, охватывающие период с начала 1700-х годов по настоящее время, доступны в Международном комплексном наборе данных об атмосфере океана (ICOADS).
Этот набор данных включает наблюдения за рядом переменных поверхности океана и атмосферы с кораблей, заякоренных и дрейфующих буев и станций C-MAN.
В 2006 году компания Ocean Networks Canada начала сбор данных измерений высокого разрешения на месте морского дна в заливе Саанич , недалеко от Виктории, Британская Колумбия , Канада . [9] Позже места мониторинга были расширены до Грузинского пролива. [10] и 5 мест у западного побережья острова Ванкувер , Британская Колумбия , Канада . Все исторические измерения доступны бесплатно на портале данных Ocean Networks Canada Oceans 2.0. [11]
Будущие разработки
[ редактировать ]Области, требующие исследований и разработок [12]
- Спутниковые наблюдения с более высоким разрешением и точностью и большим количеством спектральных диапазонов с геостационарных спутников.
- улучшенные возможности наблюдения за цветом океана в прибрежных и мутных водах
- улучшенная интерпретация данных о морском льду со спутников
- спутниковое измерение солености
- Оценка и проектирование системы наблюдений, включая улучшение параметризации потоков воздух-море.
- Улучшения океанских платформ, включая расширение возможностей поплавков Арго.
- усовершенствованная планерная технология и технология швартовки.
- Новые разработки в области датчиков и систем океана, включая улучшенную защиту от биологического обрастания, автономные системы отбора проб воды, оптические и акустические системы, бортовые датчики с регулируемыми параметрами, а также двустороннюю, недорогую и маломощную телекоммуникацию.
- Новые и улучшенные возможности измерения биогеохимических переменных, питательных веществ, растворенного кислорода и углекислого газа, а также идентификации организмов.
- Усовершенствованные приборы, в том числе измерители приповерхностных течений, подводные радиометры, датчики переменных границ раздела воздух-море и турбулентных потоков, а также сенсорные системы СДН.
Будущее систем наблюдения за океаном:
- Управляемые необитаемые подводные аппараты [13]
Организации
[ редактировать ]- ГСНО ( Глобальная система наблюдения за океаном ) [14]
- ГСНК ( Глобальная система наблюдения за климатом ) [15]
- IOOS ( Интегрированная система наблюдения за океаном ) [16]
- Арго [17] [18]
- GODAE ( Глобальный эксперимент по данным океана ) [19]
- Океанские сети Канады [20]
- OOPC ( Группа океанических наблюдений за климатом ) [21]
- OOI ( Инициатива океанских обсерваторий ) [22]
- FixO3 (Обсерватории открытого океана с фиксированной точкой) [23]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «ООПК» . Ioc-goos-oopc.org . Проверено 14 января 2015 г.
- ^ Кент, Элизабет К.; Челленор, Питер Г.; Тейлор, Питер К. (1999). «Статистическое определение случайных ошибок наблюдений, присутствующих в метеорологических сводках судов добровольных наблюдений». Журнал атмосферных и океанических технологий . 16 (7): 905–914. Бибкод : 1999JAtOT..16..905K . doi : 10.1175/1520-0426(1999)016<0905:ASDOTR>2.0.CO;2 .
- ^ «iQuam – мониторинг качества SST на месте» . Star.nesdis.noaa.gov . Проверено 14 января 2015 г.
- ^ [1] [ мертвая ссылка ]
- ^ «Физическая океанографическая составляющая временных рядов океана на Гавайях (HOT/PO)» . Soest.hawaii.edu . Проверено 14 января 2015 г.
- ^ «Веб-сайт данных JKEO» . Jamstec.go.jp . Проверено 14 января 2015 г.
- ^ «Линия W - Мониторинг глубоких западных пограничных течений Северной Атлантического океана» . Whoi.edu . Проверено 14 января 2015 г.
- ^ «набор данных: ИСТОЧНИКИ» . Iridl.ldeo.columbia.edu . Проверено 14 января 2015 г.
- ^ «VENUS празднует 6 лет потоковой передачи данных» . Oceannetworks.ca . Проверено 3 ноября 2015 г.
- ^ «Центральный пролив Грузии» . Oceannetworks.ca . Ocean Networks Канада. Архивировано из оригинала 1 ноября 2015 г. Проверено 3 ноября 2015 г.
- ^ Дженкинс, Рейна (20 сентября 2010 г.). «НЕПТУН Канада: целостность данных от морского дна до вашей (виртуальной) двери». Океаны 2010 . стр. 1–7. дои : 10.1109/OCEANS.2010.5664290 . ISBN 978-1-4244-4332-1 . S2CID 27181386 .
- ^ [2] Архивировано 20 июля 2009 г. в Wayback Machine.
- ^ «Полет через Атлантику — Алый рыцарь» . Rucool.marine.rutgers.edu . Проверено 14 января 2015 г.
- ^ "Дом" . Ioc-goos.org . Проверено 14 января 2015 г.
- ^ «Всемирная Метеорологическая Организация» . Wmo.int . Проверено 14 января 2015 г.
- ^ «Главная | Ocean.US — Национальное управление комплексных и устойчивых наблюдений за океаном» . Архивировано из оригинала 18 августа 2008 года . Проверено 4 сентября 2008 г.
- ^ «Арго: официальный сайт» . Арго.нет . Проверено 14 января 2015 г.
- ^ «Арго — часть комплексной глобальной стратегии наблюдения» . Argo.ucsd.edu . Проверено 14 января 2015 г.
- ^ «Наблюдение за океаном» . Годэ.орг. Архивировано из оригинала 16 февраля 2012 г. Проверено 14 января 2015 г.
- ^ «Океанские сети Канады» . Oceannetworks.ca . Проверено 2 ноября 2015 г.
- ^ [3] Архивировано 29 июня 2008 г., в Wayback Machine.
- ^ «Консорциум океанического лидерства» . Архивировано из оригинала 26 апреля 2009 г. Проверено 14 января 2015 г.
- ^ FixO3 , официальная веб-страница
