WikiDer > Наблюдения за океаном - Википедия

Ocean observations - Wikipedia

Следующие факторы считаются важными климатическими переменными океана Группа океанских наблюдений за климатом (OOPC)[1] которые в настоящее время осуществимы с существующими системами наблюдений.

Переменные климата океана

Поверхность атмосферы

Воздуха Температура
Осадки (метеорология)
испарение
Давление воздуха, давление на уровне моря (SLP)
Потоки излучения на поверхности
Поверхностные термодинамические потоки
Скорость и направление ветра
Напряжение приземного ветра
Водяной пар

Поверхность океана

Температура поверхности моря (SST)
Соленость морской поверхности (SSS)
Уровень моря
Состояние моря
Морской лед
океаническое течение
Цвет океана (для биологической активности)
Парциальное давление углекислого газа (pCO2)

Под поверхностью океана

Источники наблюдения за океаном

спутник

Существует сложная сеть спутников, которые производят наблюдения. К ним относятся:

ТипНаблюдаемые переменныеОтветственные организации
Инфракрасный (ИК)SST, морской ледCEOS, IGOS, CGMS
Микроволновая печь класса AMSRSST, скорость ветра, морской ледCEOS, IGOS, CGMS
Вектор приземного ветра (требуются два рефлектометра с широкой полосой обзора)поверхность вектор ветер, морской ледCEOS, IGOS, CGMS
Цвет океанаконцентрация хлорофилла (биомасса фитопланктона)IOCCG
высокоточная альтиметрияаномалия уровня моря из установившегося состоянияCEOS, IGOS, CGMS
высокоточная альтиметрияуровень моряCEOS, IGOS, CGMS
Радар с синтетической апертуройморской лед, состояние моряCEOS, IGOS, CGMS

На месте

Имеется составная сеть наблюдений на местах. К ним относятся:

ТипНаблюдаемые переменныеОтветственные организации
Система глобальных дрейфующих буев с разрешением 5 градусов (всего 1250)SST, SLP, Current (в зависимости от изменения положения)СКОММ Группа по сотрудничеству с буями данных (DBCP)
Глобальная сеть тропических заякоренных буев (около 120 причалов)обычно SST и приземный векторный ветер, но также может включать переменные SLP, течения, потока воздух-мореГруппа по внедрению тропических заякоренных буев СКОММ DBCP (TIP)
Флот добровольческих наблюдательных кораблей (ВОС)вся возможная поверхность ECVГруппа СКОММ по наблюдениям с судов (SOT)
VOSClimвся возможная поверхность ECV плюс обширные метаданные о корабляхГруппа СКОММ по наблюдениям с судов (SOT)
Глобальная референцная сеть причалов (29 причалов)вся возможная поверхность ECVСАЙТЫ
Основная сеть уровня моря ГЛОСС, а также региональные / национальные сетиуровень моряГЛОСС ОКОММ
Углеродный VOSpCO2, SST, SSSIOCCP
Буи из морского льдаморской ледСКОММ DBCP IABP и IPAB

Подземный

Существует комплексная сеть подземных наблюдений. К ним относятся:

ТипНаблюдаемые переменныеОтветственные организации
Повторить XBT (Сменный батитермограф) линейная сеть (41 линия)ТемператураГруппа СКОММ по наблюдениям с судов (SOT)
Глобальная сеть тропических заякоренных буев (~ 120 причалов)Температура, соленость, течение, другие возможные автономно наблюдаемые ECVГруппа по внедрению тропических заякоренных буев СКОММ DBCP (TIP)
Справочная сеть причалов (29 причалов)все автономно наблюдаемые ECVСАЙТЫ
Постоянная и многократная судовая гидрографическая сетьВсе возможные ECV, включая те, которые зависят от взятия проб воды.IOCCP, CLIVAR, другие национальные усилия
Арго (океанография) сетьтемпература, соленость, течениеАрго
Критический ток и мониторинг транспортатемпература, тепло, пресная вода, перенос углерода, массаКЛИВАР, IOCCP, OceanSITES
Региональные и глобальные программы синтезапредполагаемые токи, переносит сеточные поля всех ECVГОДАЭ, КЛИВАР, другие национальные усилия
Телеграфированный океанские обсерваторииаудио, обратное рассеяние, хлорофилл, CO2, проводимость, токи, плотность, Eh, гравитация, железо, освещенность, метан, нитрат, кислород, давление, соленость, сейсмические данные, сигма-T, скорость звука, температура, мутность, видеоOcean Networks Canada, Монтерейская система ускоренных исследований, Инициатива океанических обсерваторий, ALOHA, ESONET (Сеть обсерватории европейских морей), Система плотной сети океанического дна для землетрясений и цунами (DONET), Обсерватории открытого океана с фиксированной точкой (FixO3).

Точность измерений

Качество на месте измерения неоднородны в пространстве, времени и 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 человеческих воздействий при сборе и передаче данных.[2] Следовательно, необходим контроль качества, прежде чем данные на месте можно будет использовать в научных исследованиях или других приложениях. Это пример контроля качества и мониторинга температуры морской поверхности, измеряемой судами и буями, система iQuam, разработанная в NOAA / NESDIS / STAR,[3] где статистика показывает качество на месте измерения температуры поверхности моря.

Одна из проблем, с которыми сталкиваются океанические обсерватории в режиме реального 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 наблюдения за океаном США (IOOS). Значительная часть их повестки дня заключается в создании руководящих принципов определения качества данных в реальном времени и представления их в научное сообщество. Тестирование качества данных в реальном времени в Ocean Networks Canada включает в себя тесты, предназначенные для выявления отказов приборов и значительных всплесков или выпадений данных до того, как данные будут доступны пользователю. Тесты качества в реальном времени включают соответствие стандартам производителя приборов и общие диапазоны обсерваторий / площадок, определенные на основе предыдущих данных. Из-за того, что некоторые инструментальные платформы расположены 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 до того, как данные будут проанализированы в базе данных. Вторая категория - это тестирование в отложенном режиме, когда архивные данные подлежат тестированию через определенный период времени. Третья категория - это ручной контроль качества, проводимый экспертом по данным Ocean Networks Canada.

Доступны исторические данные

САЙТЫ [4] управляет набором ссылок на различные источники доступных данных об океане, включая: Временные ряды Гавайского океана (HOT),[5] расширенная обсерватория JAMSTEC Kuroshio (JKEO),[6] Линия W, отслеживающая глубокое западное пограничное течение Северной Атлантики,[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 мультискалярных данных о морском дне, сбора данных об осадках морского дна, архива данных о швартовке в верхних слоях океана, системы данных GLOBEC США, системы данных JGOFS США и системы 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 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 in situ 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 г. Ocean Networks Canada начал сбор измерений на месте с высоким разрешением с морского дна в Залив Саанич, возле Виктория, Британская Колумбия, Канада.[9] Позже участки мониторинга были расширены до Грузинского пролива.[10] и 5 локаций у западного побережья Остров 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 спектральным диапазоном 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, а также двустороннюю недорогую связь с низким энергопотреблением.
  • 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

Рекомендации

  1. ^ «ООПК». Ioc-goos-oopc.org. Получено 14 января 2015.
  2. ^ 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. Дои:10.1175 / 1520-0426 (1999) 016 <0905: ASDOTR> 2.0.CO; 2.
  3. ^ «iQuam - мониторинг качества ТПО на месте». Star.nesdis.noaa.gov. Получено 14 января 2015.
  4. ^ [1][мертвая ссылка]
  5. ^ "Компонент физической океанографии временных рядов Гавайских океанов (HOT / PO)". Soest.hawaii.edu. Получено 14 января 2015.
  6. ^ "Веб-сайт данных JKEO". Jamstec.go.jp. Получено 14 января 2015.
  7. ^ «Линия W - мониторинг глубоких западных пограничных течений в северной части Атлантического океана». Whoi.edu. Получено 14 января 2015.
  8. ^ "набор данных: ИСТОЧНИКИ". Iridl.ldeo.columbia.edu. Получено 14 января 2015.
  9. ^ «VENUS отмечает 6 лет потоковой передачи данных». Oceannetworks.ca. Получено 3 ноября 2015.
  10. ^ «Центральный пролив Грузии». Oceannetworks.ca. Ocean Networks Canada. Архивировано из оригинал на 2015-11-01. Получено 2015-11-03.
  11. ^ Дженкинс, Рейна (20 сентября 2010 г.). «НЕПТУН Канада: целостность данных от морского дна до вашей (виртуальной) двери». Океаны 2010. С. 1–7. Дои:10.1109 / OCEANS.2010.5664290. ISBN 978-1-4244-4332-1. S2CID 27181386.
  12. ^ [2] В архиве 20 июля 2009 г. Wayback Machine
  13. ^ «Полет через Атлантику - Алый рыцарь». Rucool.marine.rutgers.edu. Получено 14 января 2015.
  14. ^ "Дома". Ioc-goos.org. Получено 14 января 2015.
  15. ^ «Всемирная метеорологическая организация». Wmo.int. Получено 14 января 2015.
  16. ^ https://web.archive.org/web/20080818155637/http://www.ocean.us/. Архивировано из оригинал 18 августа 2008 г.. Получено 4 сентября, 2008. Отсутствует или пусто | название = (помощь)
  17. ^ «Арго: официальный сайт». Argo.net. Получено 14 января 2015.
  18. ^ «Арго - часть комплексной стратегии глобального наблюдения». Argo.ucsd.edu. Получено 14 января 2015.
  19. ^ «Наблюдение за океаном». Godae.org. Архивировано из оригинал на 2012-02-16. Получено 14 января 2015.
  20. ^ "Ocean Networks Canada". oceannetworks.ca. Получено 2 ноября 2015.
  21. ^ [3] В архиве 29 июня 2008 г. Wayback Machine
  22. ^ «Консорциум лидерства в океане». Архивировано из оригинал на 2009-04-26. Получено 14 января 2015.
  23. ^ FixO3, официальная веб-страница