2007.08.30

计量观测气候变化

 

Argo国际合作项目在全球设置3,000个自由漂浮的浮标。(NOAA)

美国国务院国际信息局(IIP)《美国参考》 Cheryl Pellerin 从华盛顿报道，目前有越来越多的人认识到，人类活动正在逐步改变全球环境，人类的生存状态面临巨大挑战，近来世界有关国家领导人、科学家、环保组织和工业界领袖对一系列有关气候变化的会议寄予厚望。例如9月在华盛顿举行全球暖化问题会议，12月在巴厘岛(Bali)召开联合国有关会议。

海水升高、冰川溶化、空气趋暖。科学家所获得的这些测量结果来自一系列观测网络，它们纵横交叉地密布全球，对空气与水取样并向全球科学家发送数据。

联合国政府间气候变化委员会(U.N. Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)约每5年发表气候评估报告，对测量结果加以综合和分析，介绍当前对气候科学的全面看法。

IPCC主席拉金德拉·帕绍里(Rajendra Pachauri)在介绍第4份最新的《2007年气候
变化》(Climate Change 2007)评估报告第一部份"物理学基础"时讲述了气候科学取得的进展。

他在今年2月的一次简报会议上说："无论是知识的广度，还是业已开展并协助我们准备这份报告的科学研究都要比第3次评估报告时期跨出了几大步。"

美国国家海洋和大气层管理局(NOAA)北卡罗来纳州国家气候资料中心（NCDC）的气象学家托马斯·彼得森(Thomas Peterson)说，对于海洋的温度，科学家主要依赖直接观测──至少从19世纪起通过志愿船只以及通过锚定和漂流的浮标──建立长期的记录。

IPCC报告中《气候变化的历史回顾》(Historical Overview of Climate Change Science)一章的主要撰稿人彼得森说："以往的做法是，从船上向船外抛出一个水桶，把灌满水的水桶提到船上，然后插入温度计测温。后来[主要在20世纪40年代]，船只开始在发动机入口收集温度。现在我们通过海洋浮标，以及一大批在全世界航行的志愿船只在航道上收集数据。"

他还说，一项特殊的工作──"志愿观察船气候计划"(Voluntary Observing Ship
Climate Project)──正在进行高质量的船只观测活动。"特殊的传感器置放在船体的各部从而取得更多精确的读数，便于作出不同的、更准确的评估。"

其他的海洋观测来自锚定的浮标，NOAA的国家数据浮标中心(National Data Buoy Center) 网站把它们称之为"海洋中的天气哨兵"(the weather sentinels of the
sea)。这些浮标部署在从大西洋西部至夏威夷周围的太平洋洋面，及从白令海至南太平洋沿海和沿岸的水域中。

 

浮标可测量海洋水深2,000米以上的温度与含盐量。(NOAA)

这些浮标所测量与传递的数据为：气压；风向、风速与强风；空气与海洋温度；波的能量。它们被用于实际的预报、警报、大气模型、科研计划等。

由NOAA和法国国家太空研究中心（Centre National d'Etudes Spatiales）管理的
热带大气海洋浮标网系统(TAO/TRITON)是一组设置在热带太平洋的70个锚定浮标，通过ARGOS卫星系统实时把海洋和天气数据传至岸上。日本海陆科技局（Agency for Marine-Earth Science and Technology）与法国发展研究院(Institut de Recherche pour le Developpement)也参与这项工作。

自2002年以来，新的测量方法来自一个称为Argo的国际合作项目，由遍布在全球3,000个自由漂浮的浮标组成，测量海洋水深2,000米以上的温度与含盐量。

每隔10天，这些浮标把气流充入外部的气囊，然后在六小时内慢慢地从2,000米深处升至水面，并同时进行测量。卫星在它们浮出水面时测出它们的位置并接收它们发出的数据。然后气囊开始放气，浮标下沉直至下一个循环。

美国全国大气研究中心气候分析部(Climate Analysis Section at the National
Center for Atmospheric Research)主任凯文·特伦伯思(Kevin Trenberth)向《美国参考》表示，"Argo正在海洋学中引发一场革命，对确定海洋内究竟在发生什么事情具有重大的价值。"

在世界各地，有关方面每天分别在子夜与中午(国际标准时间)两次向天空发射600至700个气象气球或无线电探测仪，最远可达20公里以上，通过携带的各种仪表和发射无线电波的器材，测量风速、温度、露点(湿度)和气压。

在英国埃克塞特(Exeter)哈德利中心(Hadley Centre)气象处工作的气候研究科学家彼得·索恩(Peter Thorne)对《美国参考》记者说，自1958年国际地球物理年(International
Geophysical Year)以来，人们一直利用无线电探测仪来收集全球的数据资料，但"在这段时期内仪器设备的功能已发生了以前难以想象的变化"。

他补充说，从气象预报的角度，人们"主要应用气象气球。它们拍摄了为使用全球[气象]预报模型不可或缺的表明大气特徵的快照。"

在气象卫星开始发射的20世纪70年代之前，由于在热带和南半球发射的无线电探测仪数量十分有限，因此高层空气的数据极少。发射受到限制的原因是出于经济的考虑，另外的原因是：在北半球有更多发射气球的场地。

今天，卫星与无线电探测仪为测量上层空气的两大主要工具。

索恩说："依我看来，气候监测系统的一项基本要求是能够以不止一种的方法对同样的变量进行监测。对变量──大气的变量、海洋的变量和其他有关变量──监测的方法越多，掌握的知识就会越丰富。"

(完)

美国国务院国际信息局http://usinfo.state.gov