作者:李惠钰 来源:中国科学报 发布时间:2023/5/3 14:41:14
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海洋厄尔尼诺监测仪升级

 

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一个升级版TAO阵列浮标原型。图片来源:美国国家海洋和大气管理局


凉爽的拉尼娜现象连续3年在热带太平洋盛行,抑制了全球变暖的进程。但现在,温暖的海水正在向东滚动,并在南美洲西海岸聚集,这预示着今年晚些时候可能会出现厄尔尼诺现象,明年还将可能出现气温飙升,使地球升温超过1.5℃。

厄尔尼诺曾让世界措手不及,但现在它可以提前几个月得到预测,这主要是因为热带大气海洋(TAO)阵列——55个浮标停泊在海底,沿着赤道延伸约1.3万公里。

据《科学》报道,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)表示,TAO阵列现在正在进行大修,这是自20世纪90年代中期建立以来的首次大修,耗资2300万美元。4月13日部署的第一批经过改造的浮标将更加坚固,能够更详细地监测海洋,更早、更准确地预测厄尔尼诺现象。其中一些浮漂将被转移到赤道以北地区,以便更好地预测飓风和大气层河流。“这是该阵列所经历的最重大变化。”NOAA国家数据浮标中心的海洋学家Karen Grissom说,该中心负责运营TAO阵列。

在厄尔尼诺期间,沿赤道自东向西吹的太平洋信风减弱,使来自西太平洋的温水向东流动;在拉尼娜期间,信风增强,将温暖的海水困在西部,并将凉爽的海水从东部深处拖上来。这些变化不仅改变了全球海洋和陆地温度,还重塑了天气模式,加剧了远至印度和澳大利亚的洪水和干旱。“它就像是全球气候系统的锚。”伍兹霍尔海洋研究所的物理海洋学家Susan Wijffels说。

美国加州大学圣巴巴拉分校的气候科学家Chris Funk说,通过将TAO阵列数据输入到远程天气模型中,研究人员能够预测这些事件,而“这一切都指向TAO阵列”。

随着卫星观测和Argo阵列的出现,促使人们重新评估热带太平洋观测系统(TPOS)应该是什么样子。Argo阵列由近4000个浮标组成,可以记录2000米以下的海洋温度。

NOAA太平洋海洋环境实验室的海洋学家、国际TPOS 2020委员会联合主席William Kessler说,TPOS的每个部分都应该专注于自己最擅长的工作。卫星提供海洋表面温度和高度的全景;Argo阵列提供海洋深度垂直剖面;TAO阵列则提供了快速变化的热带洋流的高分辨率视图。

Grissom说,NOAA预计到2027年完成新系泊系统的部署。新系统将每10分钟传回一次数据,而不是每小时一次。它们将耗电更少、更有弹性,允许工程师远程访问和重置仪器。

此外,TAO阵列每一个浮标都有多达7个新传感器来测量“混合层”,即地表以下浅水,以了解厄尔尼诺的深层热量是如何通过该层上升从而导致地表天气的。悬挂在浮标上的其他仪器将测量315米以下的洋流,以更好地了解厄尔尼诺热量的传播。

 
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