Группа по наблюдениям за океаном за климатом (OOPC) [1] считает следующие важные переменные климата океана , которые в настоящее время возможны с существующими системами наблюдений.
Переменные климата океана
Поверхность атмосферы
Температура воздуха
Осадки (метеорология)
испарение
Воздух Давление , давление на уровне моря (SLP)
Потоки излучения на
поверхности Термодинамические потоки на поверхности
Скорость и направление
ветра Напряжение ветра у поверхности
Водяной пар
Поверхность океана
Температура поверхности моря (SST)
Соленость поверхности моря (SSS)
Уровень
моря Состояние
моря Морской лед
Океанское течение
Цвет океана (для биологической активности)
Парциальное давление углекислого газа ( pCO2 )
Под поверхностью океана
- Обратное рассеяние
- Углекислый газ
- Хлорофилл
- Проводимость
- Плотность
- Утюг
- Освещенность
- Питательные вещества
- Метан
- океаническое течение
- Единая точка
- Водяной столб
- Индикаторы океана
- Кислород
- Фитопланктон
- Соленость
- Сигма-Т
- Скорость звука
- Температура
- Мутность
Источники наблюдения за океаном
спутник
Существует сложная сеть спутников, которые производят наблюдения. Это включает:
Тип | Наблюдаемые переменные | Ответственные организации |
---|---|---|
Инфракрасный (ИК) | SST, морской лед | CEOS, IGOS, CGMS |
Микроволновая печь класса AMSR | SST, скорость ветра, морской лед | CEOS, IGOS, CGMS |
Приземный векторный ветер (требуются два рефлектометра с широкой полосой обзора) | поверхность вектор ветер, морской лед | CEOS, IGOS, CGMS |
Цвет океана | концентрация хлорофилла (биомасса фитопланктона) | IOCCG |
высокоточная альтиметрия | аномалия уровня моря из установившегося состояния | CEOS, IGOS, CGMS |
низкоточная альтиметрия | уровень моря | CEOS, IGOS, CGMS |
Радар с синтетической апертурой | морской лед, состояние моря | CEOS, IGOS, CGMS |
На месте
Имеется составная сеть наблюдений на местах. Это включает:
Тип | Наблюдаемые переменные | Ответственные организации |
---|---|---|
Система глобальных дрейфующих буев с разрешением 5 градусов (всего 1250) | SST, SLP, Current (в зависимости от изменения положения) | Группа экспертов СКОММ по сотрудничеству с буями данных (DBCP) |
Глобальная сеть тропических заякоренных буев (около 120 причалов) | обычно SST и приземный векторный ветер, но также могут включать переменные SLP, течения, потока воздух-море | Группа по реализации тропических заякоренных буев СКОММ DBCP (TIP) |
Флот добровольческих наблюдательных судов (ВОС) | все возможные поверхностные ЭКВ | Группа СКОММ по наблюдениям с судов (SOT) |
VOSClim | все возможные надводные ECV плюс обширные метаданные о кораблях | Группа СКОММ по наблюдениям с судов (SOT) |
Глобальная референц-сеть (29 причалов) | все возможные поверхностные ЭКВ | САЙТЫ |
Базовая сеть уровня моря ГЛОСС, а также региональные / национальные сети | уровень моря | ГЛОСС ОКОММ |
Углеродный VOS | pCO2 , SST, SSS | IOCCP |
Буи из морского льда | морской лед | СКОММ DBCP IABP и IPAB |
Подземный
Имеется составная сеть подземных наблюдений. Это включает:
Тип | Наблюдаемые переменные | Ответственные организации |
---|---|---|
Сеть линий Repeat XBT ( Expendable Bathythermograph ) (41 линия) | Температура | Группа СКОММ по наблюдениям с судов (SOT) |
Глобальная сеть тропических заякоренных буев (~ 120 причалов) | Температура, соленость, течение, другие возможные автономно наблюдаемые ECV | Группа по реализации тропических заякоренных буев СКОММ DBCP (TIP) |
Справочная швартовная сеть (29 причалов) | все автономно наблюдаемые ECV | САЙТЫ |
Постоянная и многократная судовая гидрографическая сеть | Все возможные ECV, включая те, которые зависят от взятия проб воды. | IOCCP, CLIVAR, другие национальные усилия |
Сеть Арго (океанография) | температура, соленость, течение | Арго |
Контроль критического тока и транспорта | температура, тепло, пресная вода, перенос углерода, масса | КЛИВАР, IOCCP, OceanSITES |
Региональные и глобальные программы синтеза | предполагаемые токи, переносит сеточные поля всех ECV | ГОДАЭ, КЛИВАР, другие национальные усилия |
Кабельные обсерватории океана | аудио, обратное рассеяние, хлорофилл, CO2, проводимость, токи, плотность, Eh, гравитация, железо, освещенность, метан, нитрат, кислород, давление, соленость, сейсмика, сигма-T, скорость звука, температура, мутность, видео | Ocean Networks Canada , Монтерейская система ускоренных исследований, Инициатива океанических обсерваторий , ALOHA, ESONET (Сеть обсерваторий европейских морей), плотная сетевая система океанического дна для землетрясений и цунами (DONET), Обсерватории открытого океана с фиксированной точкой ( FixO3 ). |
Точность измерений
Качество измерений на месте неоднородно в пространстве, времени и на разных платформах. На разных платформах используется большое количество датчиков, которые работают в широком диапазоне, часто агрессивных средах, и используют разные протоколы измерений. Иногда буи оставляют без присмотра на длительные периоды времени, в то время как суда могут иметь определенное количество антропогенных воздействий при сборе и передаче данных. [2] Следовательно, необходим контроль качества, прежде чем данные in situ могут быть использованы в научных исследованиях или других приложениях. Это пример контроля качества и мониторинг температуры поверхности моря , измеренная с помощью суден и буев, системы iQuam разработана в НУОА / НЕСДИС / Star, [3] , где статистические данные показывают качество in - situ измерений температуры поверхности моря.
Одна из проблем, с которыми сталкиваются океанические обсерватории в реальном времени, - это способность быстро и точно оценить качество данных. Компания Ocean Networks Canada осуществляет контроль качества поступающих данных в режиме реального времени. Для скалярных данных цель состоит в том, чтобы соответствовать руководящим принципам группы обеспечения качества океанографических данных в реальном времени (QARTOD). QARTOD - это американская организация, которой поручено выявлять проблемы, связанные с поступающими в реальном времени данными из Интегрированной системы наблюдений за океаном США (IOOS). Значительная часть их повестки дня состоит в том, чтобы создать руководящие принципы, как определять качество данных в реальном времени и сообщать их научному сообществу. Тестирование качества данных в реальном времени в Ocean Networks Canada включает в себя тесты, предназначенные для выявления отказов приборов и серьезных всплесков или выпадений данных до того, как данные станут доступны пользователю. Тесты качества в реальном времени включают соответствие стандартам производителя инструментов и общие диапазоны обсерваторий / площадок, определенные на основе предыдущих данных. В связи с размещением некоторых инструментальных платформ в высокопроизводительных областях, 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 синтаксическим анализом в базе данных. Вторая категория - это тестирование в отложенном режиме, при котором архивные данные подлежат тестированию через определенный период времени. Третья категория - это ручной контроль качества, проводимый экспертом по данным Ocean Networks Canada.
Доступны исторические данные
OceanSITES [4] управляет набором ссылок на различные источники доступных данных об океане, в том числе: временные шкалы Гавайского океана (HOT), [5] JAMSTEC Kuroshio Extension Observatory (JKEO), [6] линия W, отслеживающая глубокую западную часть Северной Атлантики. граничный ток, [7] и другие.
Этот сайт содержит ссылки на плавающие данные ARGO, Библиотеку и архивы данных (DLA), Ежемесячные отчеты о климате Фалмута, Прибрежную обсерваторию Виноградник Марты, Многолучевой архив, Среду визуализации данных и наблюдений морского дна (SeaDOVE): веб-ГИС База данных многоскалярных данных о морском дне, сбор данных об осадках морского дна, Архив данных о швартовке в верхних слоях океана, Система данных GLOBEC США, Система данных JGOFS США и Система сбора данных с судов WHOI.
В библиотеке данных Колумбийского университета есть множество наборов данных: [8]
В эту библиотеку входят:
- LEVITUS94 - Атлас Мирового океана по состоянию на 1994 год, атлас объективно проанализированных полей основных параметров океана в годовом, сезонном и месячном масштабах времени. Его заменяет WOA98.
- NOAA NODC WOA98 - Атлас Мирового океана по состоянию на 1998 год, атлас объективно проанализированных полей основных параметров океана в месячном, сезонном и годовом временных масштабах. Заменено WOA01.
- NOAA NODC WOA01 - Атлас Мирового океана 2001 г., атлас объективно проанализированных полей основных параметров океана в месячном, сезонном и годовом временных масштабах. Заменено на WOA05.
- NOAA NODC WOA05 - Атлас Мирового океана 2005 г., атлас объективно проанализированных полей основных параметров океана в месячном, сезонном и годовом временных масштабах.
Наблюдения на местах с начала 1700-х годов по настоящее время доступны из Международного всеобъемлющего набора данных об атмосфере океана (ICOADS).
Этот набор данных включает наблюдения за рядом переменных на поверхности океана и атмосферы с судов, пришвартованных и дрейфующих буев и станций C-MAN.
В 2006 году компания Ocean Networks Canada начала сбор измерений с высоким разрешением на морском дне в заливе Саанич , недалеко от Виктории, Британская Колумбия , Канада . [9] Позже участки мониторинга были расширены на пролив Джорджии [10] и 5 пунктов у западного побережья острова Ванкувер , Британская Колумбия , Канада . Все исторические измерения находятся в свободном доступе на портале данных Ocean Networks Canada, Oceans 2.0. [11]
Будущие разработки
Области, требующие исследований и разработок [12]
- Спутниковые наблюдения с более высоким разрешением и точностью и большим количеством спектральных диапазонов с геостационарных спутников
- улучшенная возможность 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 усовершенствование параметризации потоков воздух-море.
- Улучшения океанских платформ, в том числе расширенные возможности буев Арго
- усовершенствованная планерная и швартовная техника.
- Новые разработки в датчиках и системах океана, включая улучшенную защиту от биообрастания, автономные системы отбора проб воды, оптические и акустические системы, воздушные датчики переменных величин и двустороннюю недорогую маломощную связь.
- Новые и улучшенные возможности для измерения биогеохимических переменных, питательных веществ, растворенного кислорода и углекислого газа, а также для идентификации организмов.
- Усовершенствованные инструменты, включая измерители приповерхностных течений, радиометры в воде, датчики переменных на границе раздела воздух-море и турбулентных потоков, а также системы датчиков VOS.
Будущее систем наблюдения за океаном:
- Управляемые беспилотные подводные аппараты [13]
Организации
- ГСНО ( Глобальная система наблюдений за океаном ) [14]
- ГСНК ( Глобальная система наблюдения за климатом ) [15]
- ИООС ( Интегрированная система наблюдения за океаном ) [16]
- Арго [17] [18]
- GODAE ( Глобальный эксперимент с данными об океане ) [19]
- Ocean Networks Canada [20]
- OOPC ( Группа океанских наблюдений за климатом ) [21]
- OOI ( Инициатива океанических обсерваторий ) [22]
- FixO3 (Обсерватории открытого океана с фиксированной точкой) [23]
Рекомендации
- ^ "OOPC" . Ioc-goos-oopc.org . Проверено 14 января 2015 года .
- ^ Кент, Элизабет С .; Челленор, Питер Дж .; Тейлор, Питер К. (1999). «Статистическое определение случайных ошибок наблюдений, присутствующих в метеорологических отчетах судов, добровольно проводящих наблюдения». Журнал атмосферных и океанических технологий . 16 (7): 905–914. Bibcode : 1999JAtOT..16..905K . DOI : 10,1175 / 1520-0426 (1999) 016 <0905: ASDOTR> 2.0.CO; 2 .
- ^ «iQuam - мониторинг качества ТПО на месте» . Star.nesdis.noaa.gov . Проверено 14 января 2015 года .
- ^ [1] [ мертвая ссылка ]
- ^ «Компонент физической океанографии временных рядов Гавайских океанов (HOT / PO)» . Soest.hawaii.edu . Проверено 14 января 2015 года .
- ^ "Веб-сайт данных JKEO" . Jamstec.go.jp . Проверено 14 января 2015 года .
- ^ «Линия W - мониторинг глубоких западных пограничных течений в северной части Атлантического океана» . Whoi.edu . Проверено 14 января 2015 года .
- ^ «набор данных: ИСТОЧНИКИ» . Iridl.ldeo.columbia.edu . Проверено 14 января 2015 года .
- ^ «VENUS отмечает 6 лет потоковой передачи данных» . Oceannetworks.ca . Дата обращения 3 ноября 2015 .
- ^ «Центральный пролив Грузии» . Oceannetworks.ca . Ocean Networks Canada. Архивировано из оригинала на 2015-11-01 . Проверено 3 ноября 2015 .
- ^ Дженкинс, Рейна (20 сентября 2010 г.). «НЕПТУН Канада: целостность данных от морского дна до вашей (виртуальной) двери». Океаны 2010 . С. 1–7. DOI : 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 года .
- ^ «Дом» . Ioc-goos.org . Проверено 14 января 2015 года .
- ^ «Всемирная метеорологическая организация» . Wmo.int . Проверено 14 января 2015 года .
- ^ https://web.archive.org/web/20080818155637/http://www.ocean.us/ . Архивировано из оригинального 18 августа 2008 года . Проверено 4 сентября 2008 года . Отсутствует или пусто
|title=
( справка ) - ^ «Арго: официальный сайт» . Argo.net . Проверено 14 января 2015 года .
- ^ «Арго - часть комплексной стратегии глобального наблюдения» . Argo.ucsd.edu . Проверено 14 января 2015 года .
- ^ «Наблюдение за океаном» . Godae.org. Архивировано из оригинала на 2012-02-16 . Проверено 14 января 2015 года .
- ^ "Ocean Networks Canada" . oceannetworks.ca . Дата обращения 2 ноября 2015 .
- ↑ [3] Архивировано 29 июня 2008 г., в Wayback Machine.
- ^ «Консорциум лидерства в океане» . Архивировано из оригинала на 2009-04-26 . Проверено 14 января 2015 года .
- ^ FixO3 , официальная веб-страница