ARGO剖面浮标技术报告
一种专门用于低纬度洋区观测的Argo剖面浮标
1引言早在1999-2000年期间，刚成立的国际Argo 科学组用了较长一段时间来讨论Argo 计划中所采用的剖面浮标的技术规范问题。
最终决定，浮标应悬浮在1000m 深处，并能测量从海面到2000m 水深内的温、盐度剖面。
现在，将近十年过去了，Argo 计划中布放的大部分浮标都是按照该要求编制程序的。
然而，世界范围内还有一部分海洋区域，想要测量从海面到2000m 水深的剖面就显得非常困难，甚至根本无法做到，如距赤道约15个纬度内的洋区就是这样的一片海域。
但为了实现国际Argo 科学组在十年前的报告中提出的“要获取全球大洋2000m 水深剖面资料”的目标，美国Webb 研究公司从2004年开始进行了不懈努力，并取得了可喜的技术突破，从而使得今天已经建成的全球Argo 实时海洋观测网具备了覆盖全球大洋进行2000m 水深剖面观测的能力。
为此，美国华盛顿大学的Stephen C Riser 教授在国际Argo 科学组主办的《Argonautics 》简讯上著文介绍了这一改进技术。
我们对全文进行了翻译和整理，以供国内浮标技术研制人员参考。
2剖面浮标工作原理及要解决的问题剖面浮标是通过改变其密度来实现其在水体中的下沉或上浮的。
在2000m 深度，世界大部分洋区的密度大致相同，而赤道附近的表层水通常都很热，因而密度也比较小。
低纬度海区2000m 水深处与海面之间的密度差最大。
众所周知，世界大部分洋区2000m 深度处的现场海水密度大约为1037kg/m 3，中纬度洋区海面的海水密度通常是1025kg/m 3，而热带海面的海水密度则低达1021kg/m 3。
因此，在中纬度海区浮标要从2000m 深处上浮到海面，其密度大约需改变12kg/m 3。
而在赤道海区，同样的浮标，其密度需改变16kg/m 3才能上浮到海面。
也就是说，在赤道海区浮标上浮要比在中纬度海区更困难些。
正因为如此，迄今为止的大部分APEX 型浮标（也包括SLOLO 型浮标），都设计为在较小的深度测取剖面，赤道海域附近一般为距海面1000m 。
中国Argo浮标实时资料
中国Argo浮标实时资料卫星高度计数据集。
对高度计资料的光谱分析表明，全球海面距平变化，有半数波长小于1000km。
如果感兴趣的气侯信号包括所有大于1000km的波长，那么以每隔3个经纬度布设的浮标观测网将能够分辨出这些信号，其信噪比约为3:1。
研究还发现，测高谱中半功率点随纬度的改变而变化，它的波长从热带处的1300km到北纬50oN处变为700km。
世界海洋环流实验水文资料中的气候信号。
通过WOCE 水文资料与早期资料的对比发现，在北大西洋副热带海域中存在大范围的、十年时间尺度变化的中层变暖现象。
实验还表明，这些海盆尺度的变化信息可以从间隔3个经纬度分布的剖面浮标网资料中提取出来。
数据同化模式应用。
事实上，模拟与纯数据分析对观测资料的要求并没有明显区别。
模式是以数据为基础，它需要相应的比较场进行严格的模式测试。
而数据同化模式则需要大量的资料，以确定单点测量与模式平滑场连接的统计学特性。
此可见，“阿尔戈”观测网的布点既不能太稀疏，也不可能太密集。
故最终选择了在全球海洋中布放3000个浮标，观测深度为20XX米的设计目标。
考虑到卫星高度计的光谱空间尺度随着纬度的增加会缩短的事实，要求在高纬度海区增加浮标的布放密度，而在赤道海域则可稀疏一些。
即在北纬60oN以北海域，其浮标的布设密度要比赤道海域增加2倍。
但就平均而言，Argo观测网将每隔约3个经纬度布设一个浮标、总计约3000个Argo剖面浮标组成。
“阿尔戈”海洋观测网建设在20XX年3月20－22日召开的第三次国际Argo科学组会议上,澳大利亚和美国宣称已率先在东印度洋和东太平洋施放了21个Argo浮标，从而正式拉开了Argo全球海洋观测网建设的序幕。
至20XX年3月，世界上已经有14个国家和团体加入国际Argo计划，并已在太平洋、印度洋和大西洋等海域投放了337个Argo浮标，这些浮标主要世界上12个国家和团体施放。
从图中可以看出，Argo浮标的区域分布为：大西洋最多，其次为太平洋和印度洋，南大洋几乎无人问津。
ARGO资料
ARGO资料的重要性ARGO浮标将提供全球海洋2 000m深度以浅的次表层温、盐度资料。
这些资料将直接有助于提高对与ENSO有关的海洋、天气灾害（如洪水、干旱等）预报的能力，还将有助于提高海洋对气候的作用，以及其他与ENSO事件相似的，如太平洋十年振荡（PDO）、北大西洋振荡（NAO）、北极振荡（AO）和南极绕极波（ACW）等气候和海洋现象的认识，从而能对大尺度大洋环流，也包括海洋内部的质量、热量和淡水输送平均状况和变化过程进行全球性描述。
ARGO资料还可以对大洋上层的演变过程及海洋－气候变化的模态（如热量和淡水的贮存和输运等）进行细致的描述；还可以通过对海面以下温、盐度垂直结构及参考层流速的测量来提升杰森卫星高度计资料的使用价值，并为解译由高度计获得的海面高度资料提供足够的覆盖范围和分辨率。
目前，全部资料主要是利用ARGOS系统收集和转发，实现从海上到陆地的实时接收。
ARGO 浮标数据除了必须经过“ARGOS 资料服务中心”作处理外，还需进行“实时质量控制”和“延时质量控制”的校正处理后，才能为海洋预报、气候预报以及其它方面的科学研究提供有价值的、可靠的科学数据。
ARGOS系统和实时接收、处理数据1978年10月，在法国国家空间研究中心（CNES）和美国海洋大气局（NOAA）以及美国宇航局（NASA）之间启动了一个划时代的合作研究项目，即在泰罗斯－N／诺阿（TIROS－N／NOAA）系列卫星运行期间，建立一个以收集环境资料为目的的服务系统，这就是一阿戈斯系统”。
阿戈斯系统主要由观测平台、卫星、地面接收站和数据处理中心等子系统组成，各个子系统中又包含了若干个单元，各自肩负着不同的使命，从而形成了一个从地球表面到空间的庞大通讯体系，为人类认识自然环境做出了巨大贡献。
观测平台是安装各种测量仪器（或传感器）的载体，它可以是移动的船舶、气球和浮标，也可以是固定的海洋和气象观测站以及地震观测台等。
但只有在这些载体上装备了平台发射机终端（PTT）后，才能真正成为阿戈斯系统的组成部分。
Argo全球海洋剖面浮标观测网-Argo：全球剖面浮标系列
Argo计划及其面临的技术问题1郭明编译（国家海洋局第二海洋研究所，杭州，310012）Argo，一个大范围的全球温盐剖面浮标观测网，已被计划作为海洋观测系统的一个重要组成部分，并已于2000年开始投放浮标，目前尚在建设之中。
实际上，Argo计划是基于现存的海洋上层热量观测系统，并对其在时间、空间、观测深度和准确性上进行了扩展，同时还增加了对盐度和速度的观测。
命名Argo，主要是为了强调全球浮标网与Jason高度计任务的密切关系，这是第一次人们可以几乎实时地系统测量和收集上层海洋的物理状态信息。
1Argo的诞生和设计全球剖面浮标观测网是在如下三方面技术的最新发展促使下诞生的，从而使得海洋和气候科学迈出了关键的一步。
（1）可以利用每隔10天测量全球海面高度一次的高精度卫星高度计资料建立了一个令人信服的现场实测数据库，但这个数据库需要有效的解译和补充海面地形。
（2）剖面浮标技术的发展使得它可以在常规条件下，在全球任何海区对海洋物理性质进行观测。
这是最重要的一点，因为这意味着在海陆空三维气候系统中，主要被海洋变化所左右的热量与淡水的贮存，将可以第一次被准确的测量出来。
（3）数据同化技术的成熟(包括硬件及软件的发展)使我们可以在把水下数据和遥感所得海面数据结合在一起。
这些数据包括风力（由散射计观测）、海平面变化和次表层要素等。
因此，在综合的卫星遥感系统和强有力的数据同化技术的支持下，使得实施全球次表层海洋观测网无论在科学上还是在运行中都具有广泛的优越性。
1本工作得到国家重点基础研究发展规划项目G1998040900第一部分和G1999043805以及国家海洋局的共同资助。
另外需强调的是，Argo并非一个完美无缺的现场观测系统。
它的目标是提供大尺度空间范围及时间尺度在数月以上的覆盖全球大洋上层的海洋资料。
该系统的这空间分辨率不足以用来计算边界流，而且其时间取样对于研究赤道波导也是不够的。
此外，浮标的设计深度只有2000m，故全球浮标观测网必须采用其他有效的手段给予补充。
中国Argo浮标实时资料
中国Argo浮标实时资料中国Argo计划自2002年初组织实施以来，已经在西北太平洋和印度洋海域布放了81个Argo剖面浮标（见下图）。
为了满足本项目相关研究课题和国内其他用户的迫切需求，我们借助国内便捷的宽带网技术，每天直接从位于法国图卢兹的Argos资料服务中心索取由我国布放的Argo剖面浮标的实时观测资料，并经实时质量控制后，在此发布并及时（24小时内）更新。
欢迎提出改进意见和建议。
点击这里获取中国Argo浮标实时观测资料（Access to Real-time Argo profile data)点击获取中国及全球Argo浮标观测资料(FTP Access to Argo profile data)中国Argo计划简介中国计划在2002-2005年期间投放100-150个Argo浮标，以便建成一个大洋局域观测网。
以后则每年投放20-30个浮标，以维持该局域观测网的正常运行。
中国Argo计划的总体目标是，通过引进国际上新一代、先进的沉浮式海洋观测浮标（即Argo剖面浮标），施放于邻近我国的西北太平洋海域（少量浮标将视情形布放到东印度洋和南大洋海域），建成我国新一代海洋实时观测系统(Argo)中的大洋观测网，使中国成为国际Argo计划中的重要成员国。
同时能共享全球海洋中3000个Argo浮标资料，丰富我国海洋和气象界承担的相关研究项目的资料源，并为该系统的近海观测网建设提供强有力的技术支撑，即通过大洋观测网建设，以此来了解和掌握该高新海洋观测技术的性能和特点，走技术引进、消化吸收和自行研制之路，使未来大洋观测网的维持由国产Argo浮标代替，而近海观测网则完全采用国产Argo浮标组成，最终建成我国自成系统的海洋实时观测网络，为我国的海洋研究、海洋开发、海洋管理和其它海上活动等提供实时观测资料和产品。
中国Argo计划组织管理结构项目介绍•中国Argo计划简介•Argo大洋观测网试验•太平洋—印度洋暖池的Argo浮标观测研究•基于全球实时海洋观测计划(Argo)的上层海洋结构、变异及预测研究•西北太平洋Argo剖面浮标观测及其应用研究Argo大洋观测网试验项目名称我国新一代海洋实时观测系统（Argo）-大洋观测网试验项目委托部门中国科学技术部基础研究司项目依托部门国家海洋局科学技术司项目依托单位国家海洋局第二海洋研究所国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室项目负责人许建平（国家海洋局第二海洋研究所研究员、国际Argo科学组成员）项目参加单位国家海洋局第一海洋研究所国家海洋信息中心国家海洋局第三海洋研究所国家海洋预报中心中国气象科学研究院国家海洋技术中心中国科学院南海海洋研究所项目参加人员陈英仪张人禾华锋许东峰纪风颖吴日升张建华殷永红陈显尧刘增宏廖康明马继瑞毛庆文余立中项目执行时间2002年1月至2003年12月试验内容•在西北太平洋附近海域布放16个Argo剖面浮标；•了解和掌握Argo剖面浮标这一高新海洋观测技术的性能和特点；•探索Argo剖面浮标数据实时接收，以及数据处理的流程和方法；•开展Argo资料在海洋、天气业务化预报中的试应用研究；•进行Argo资料同化技术研究，建立Argo数据库；•创建中国Argo信息网页；•建立Argo浮标资料管理与服务网络系统。
Argo浮标观测溶解氧数据的原理与质量控制
Argo浮标观测溶解氧数据的原理与质量控制刘烨, 邢小罡(自然资源部第二海洋研究所, 浙江杭州 310012)摘要: Argo剖面浮标已成为海洋溶解氧观测数据的主要来源, 截至2018年7月已在全球范围内获取了超过13万条溶解氧剖面, 然而目前其数据的质量控制仍然存在不足。
本文首先介绍了Argo浮标上携带的溶解氧传感器的测量原理、主要误差来源以及两种校正方法: 气候态校正法与空气测量校正法,并提出了目前在溶解氧传感器数据质量控制研究亟需解决的技术问题, 包括: ①由于传感器伸出水面的高度不够, 一些浮标并不能有效测量空气氧含量, 因为无法进行空气测量校正方法; ②Argo观测的溶解氧数据库中目前存在一些异常测量剖面没有得到有效剔除, 影响校正系数的计算; ③使用平均值确定校正系数的方法容易受到异常剖面的干扰。
关键词: Argo浮标; 溶解氧; 质量控制; 空气测量; 气候态校正方法中图分类号: P714 文献标识码: A 文章编号: 1000-3096(2019)01-0028-10DOI: 10.11759/hykx20181102001溶解氧(dissolved oxygen, DO)是溶解于水体中的氧气, 它为海洋生物生存提供必要的生化环境, 是海洋生命活动不可缺少的重要物质。
作为海洋学最基本的参数之一, 溶解氧不仅与海-气相互作用联系紧密, 还与海洋中各种生化过程密切相关, 海洋中绝大多数的生命都需要氧气的维持。
因此, 海水中的溶解氧含量不仅是衡量海水水质状况、评估海洋生态环境的主要指标、海洋科学实验和资源勘探的重要依据, 也是了解海洋生物地球化学过程、全球气候变化以及海洋碳循环的必要参数, 具有非常重要的观测价值与研究意义[1-7]。
特别是近年来, 在全球变暖的大背景下, 海洋中层的最低含氧区(oxygen minimum zone, OMZ)已成为海洋学研究的一大热点, 更凸显出溶解氧观测数据的重要性[8-11]。
Argo浮标观测资料的分析与呈现
利用Agro剖面浮标观测资料探讨台风对上层海洋的影响摘要：通过编号为R2901384的Argo剖面浮标在台风“纳沙”来袭前后的观测资料的分析结果，探讨在此过程上层海洋的温、盐度结构的变化。
借助于浮标的定位系统分析台风对海洋中尺度运动的影响。
结果显示Argo剖面浮标观测在对台风控制区的海洋现场观测方面提供了比较有效措施和相对准却的资料，为台风对海洋影响的研究起到了积极作用。
关键词：Argo剖面浮标，台风，上层海洋，温、盐度结构，中尺度现象1引言鉴于2011年是台风活动最为频繁的一年，因为环境的恶化以及气候的变迁，在近期还有可能引发更为极端的海洋现象，故加强对海洋环境的观测是一项迫切而又艰巨的任务。
自2000年在全球海洋范围内建立Argo实时海洋观测网以来，使我们对海洋的观测效率得到了很大程度的改善，Argo观测资料的应用也越来越广泛。
因此，在恶劣海洋环境条件下Argo剖面浮标的实时观测就为我们对极端海洋现象的研究提供了宝贵的资料。
下面以2011年最强台风“纳沙”为例简单分析一下Argo观测资料的结果。
2观测过程提取了编号为R2901384的Argo剖面浮标从8月2日到10月29日每5天做一次断面观测资料，观测范围覆盖：114.177E—116.626E，17.895N—20.408N；而台风“纳沙”是在9月28日—9月29日经过这一海域。
然后，分析台风经过前后该海域的温、盐度以及运动特征的变化。
由于观测资料的缺陷，这里仅取5m到600m的深度范围内的温、盐度剖面，观测层数为41层，历经三个月的观测，共获得23条温盐度剖面。
3资料分析3.1温、盐度结构参考台风经过的时间，将观测结果共分为两个阶段，台风经过前（8月2日—9月27日）和台风经过后（10月1日—10月29日），台风经过时刚好不是观测时段。
首先将整个过程中观测的温、盐度数据反映到S-T图上（图1），然后绘出每一条温、盐度段面图，紧接着分析前后两个阶段的平均温、盐度变化。
ARGO剖面浮标技术报告
ARGO剖面浮标技术报告编制：孙朝辉刘增宏童明荣ARGO大型科学观测试验项目组国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室国家海洋局第二海洋研究所二OO三年十月目录一、ARGO剖面浮标 (1)（一）ARGO剖面浮标工作原理（二）ARGO剖面浮标技术性能二、APEX型剖面浮标检测及布放步骤 (4)（一）浮标的检测（二）浮标施放步骤三、PROVOR型剖面浮标检测及布放步骤 (10)（一）浮标的检测（二）浮标施放步骤四、结束语 (19)五、附件 (19)（一）APEX User’s Manual（二）PROVOR User’s Manual（三）ARGO浮标布放记录表前言ARGO剖面浮标指用于建立全球海洋实时观测网的一种专用测量设备。
它可以在海洋中自由漂移，自动测量海面到2000米水深之间的海水温度、盐度和深度，利用Argos卫星定位和传输观测资料，并可跟踪它的漂移轨迹，获取海水的移动速度和方向。
ARGO剖面浮标是一项海洋高新观测技术。
目前国内对这一技术还在开发过程中，国外也只有少数几个国家（如美国、法国和加拿大）有能力生产。
PALACE、APEX、PROVOR和SOLO型的剖面浮标是各国在实施ARGO计划中应用较为广泛的4种颇具代表性的ARGO 浮标，尤以APEX和PROVOR型浮标投放数量最多。
中国ARGO大洋观测网试验选择、引进了2类剖面浮标，即APEX 型和PROVOR型。
本报告就上述2类浮标的工作原理、技术性能和检测、施放步骤等作一详细介绍。
以供全面建设中国ARGO大洋观测网过程中借鉴。
ARGO大型科学观测试验项目组二00三年十月于杭州一、ARGO剖面浮标ARGO剖面浮标指用于建立全球海洋实时观测网的一种专用测量设备。
它可以在海洋中自由漂移，自动测量海面到2000米水深之间的海水温度、盐度和深度，并可跟踪它的漂移轨迹，获取海水的移动速度和方向。
ARGO浮标在专业上称自律式拉格朗日环流剖面观测浮标或自持式剖面自动循环探测仪，也有人称中性剖面自动探测漂流浮标。
Argo剖面浮标观测资料的接收_处理与共享
A rgo剖面浮标观测资料的接收、处理与共享孙朝辉1,2,刘增宏1,2,朱伯康1,童明荣1,2,许建平1,2(1.国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;2.国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室,浙江杭州310012)摘 要:中国A rg o实时资料中心不仅承担着中国A rg o计划的浮标布放任务,而且还承担我国浮标资料的实时接收和处理,同时,还兼顾国际A r go计划成员国布放的浮标观测资料的延时处理,并将处理后的资料及时分发到用户手中。
文章将就中国A r go实时资料中心对浮标资料接收、处理和分发过程等作一系统介绍,以帮助用户对Ar g o 资料有一更深入的了解。
关键词:A r go剖面浮标;观测资料;实时处理;延时处理;共享;A r go计划中图分类号:P715.2 文献标识码:A 文章编号:1003-2029(2005)02-0130-051 引言我国A r go计划从2002年10月在西北太平洋布放第一个A rg o剖面浮标起,到现在已经累计在西北太平洋和印度洋海域布放了28个A rg o浮标。
为了使布放的浮标能及时为我国海洋和气象界提供资料服务,在国家科技部基础研究司的支持下,创建了中国A rg o实时资料中心。
近两年来,该中心不仅为国内外科研单位提供由我国布放的A rg o浮标观测的实时数据(24h内,经实时质量控制)和延时数据(15d内,经延时质量控制),同时还提供国际A rg o计划成员国布放在全球海洋中的浮标资料。
本文将着重介绍我国浮标资料的实时接收、处理,以及全球浮标资料的接收、处理和分发的全过程,以帮助广大A rg o资料用户对由中国A rg o实时资料中心提供的实时和延时数据有一全面系统的了解。
2 中国Argo实时资料中心该中心是在国家科技部基础研究司和国家海洋局第二海洋研究所的共同支持下创建的,主要负责我国A rg o浮标的布放,观测资料的接收、处理,以及兼顾国际A rg o计划成员国布放的浮标观测资料的处理和向国内Ar g o资料用户分发等工作。
Argo剖面浮标数据质量控制过程剖析
ARGO剖面浮标数据质量控制过程剖析*童明荣1刘增宏1，2孙朝辉1，2朱伯康1许建平1，2（1. 国家海洋局第二海洋研究所，浙江杭州3100122. 国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室，浙江杭州310012）摘要：ARGO计划的观测目标是能取得精度分别为0.5o C和0.01 PSU的海水温度和盐度资料。
然而，由于目前海水盐度是采用海水电导率间接导出的，而测量海水电导率的传感器很容易产生偏差。
因此，必须对获得的ARGO数据进行质量控制。
本文详细介绍了ARGO剖面浮标资料实时质量控制模式和延时质量控制模式及其采用的质量控制方法等。
关键词：ARGO计划；ARGO剖面浮标; 实时质量控制；延时质量控制一、引言国际ARGO计划于2000年初开始实施，它是一个全球性的海洋实时观测计划[1，2]。
计划在全球大洋中投放大约3000个ARGO剖面浮标，每年大约可以获得10万条温、盐度剖面资料。
这些大量的、实时的观测资料将有助于（1）初始化气候预测模型，（2）研究气候变化对海洋的影响，（3）校准和检验卫星高度计资料，（4）增加对海洋及其在全球气候中的作用的了解。
为此该计划一推出，就得到了包括中国在内的众多沿海国家的响应和支持。
ARGO计划的观测目标是能取得精度分别为0.5℃和0.01 PSU的海水温、盐度资料。
然而，由于目前海水盐度还无法从海洋中直接测量获得，是采用海水电导率间接导出的。
而测量海水电导率的传感器只要受到轻微的物理变形或油污等污染物的影响，其测量值就会出现较大的偏差。
因此，要保持电导率传感器长期（4~5年）的测量精度，必须寻找一种理想的能提高已经布放的ARGO剖面浮标资料质量的方法。
众所周知，利用调查船进行CTD观测时，在航次之前，都要对CTD仪的温度和电导率传感器进行标定校正[3，4]。
然而，在用剖面浮标观测时，由于抛弃式的特性，难于对所携带的传感器进行经常性的标定校正，也很难确定在海洋中漂流后的传感器产生误差的原因。
Argo剖面浮标压力测量误差问题剖析-中国Argo实时资料中心
万方数据１２８海洋技术第２８卷２００７年的１２％左右。
最近。
对５００个浮标的分析结果表明，２００８年布放的浮标，其负海表压力的发生率更高，达到了１０％以上，有的甚至可能高达３０％。
值得注意的是，Ａｒｇｏ浮标在１０００ｄｂａｒ深度形成足以与正常浮标区分的负压力偏差的时间需要５００ｄ。
也就是说，在２００８和２００９年初布放的浮标，其Ｄｒｕｅｋ微泄漏问题的发生率有可能要一年以后才能体现出来。
３压力偏差校正探讨早在２００７年，日本海洋科技中心（ＪＡＭｓｒｒＥｃ）的科技人员就提出了对Ａｒｇｏ浮标压力偏差校正的建议。
他们通过分析指出，带ＡＰＦ一８控制器的ＡＰＥＸ型浮标没有做任何内部压力调整，即增加了５ｄｂａｒ的海面压力。
遗憾的是，当浮标观测到任何负海表压力在加上５ｄｂａｒ之前，又都被设为０，而且这样的结果被发送了｝Ｈ去。
为此，在他扪所做的分析中，已经减去了由浮标加上的５ｄｂａｒ。
配置ＡＰＦ一９控制器的ＡＰＥＸ型浮标同样没有做任何内部压力调整，所以发回的海表压力有正值也有负值。
那么，配置不同控制器的ＡＰＥＸ浮标的压力校正该怎么做呢？由于ＡＰＦ一８型浮标目前将测得的负海面压力在发送前都设为“零”，使这个问题变得复杂化了。
如果压力传感器补偿漂移在“零”的两侧是一致的，那么仅纠正正的漂移将造成数据偏差。
为此，已经要求浮标制造商进行改进，目前他们也正在做实验室试验。
在考虑所知的ＳＢＥ－４１ＣＴＤ的最大压力漂移的偏差问题时，首先要关注一下带有Ｐａｉｎｅ和Ａｍｅｔｅｋ压力传感器的浮标。
在这些早期的仪器中，海面压力漂移总是趋向正误差，所有ＡＰＥＸ型浮标都是这样报告的，即使是带ＡＰＦ一８控制器的浮标也一样。
Ａｍｅｔｅｋ压力传感器出现这个问题的原因现已查明，在这里处于绝对真空的传感器应该有一个基准声量，但该声量迅速泄漏，泄漏后就向浮标内部压力（仅部分真空）漂移，从而导致正的海面压力。
在２２个带有ＡＰＦ一８控制器和使用Ａｍｅｔｅｋ压力传感器的ＳＢＥ一４１ＣＴＤ的ＡＰＥＸ型浮标中，漂移都非常快（在布放后的ｌ一３个剖面内），报告的海面压力要高于正确值２。
ARGO剖面浮标投放经验总结-中国Argo实时资料中心
PROVOR型剖面浮标检测及布放*孙朝辉1，2，童明荣1，刘增宏1，2（1.国家海洋局第二海洋研究所，杭州310012;2. 国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室，杭州310012）摘要：本文详细介绍了ARGO全球海洋观测网建设中常用的一种剖面浮标，即PROVOR型浮标，在布放前的检测过程，以及海上布放的步骤和注意事项等，以便为日后大规模布放ARGO剖面浮标提供借鉴。
关键词：ARGO；PROVOR；浮标；检测；布放一、引言国际ARGO计划设想用3～5年（2000～2004年）的时间，在全球大洋中每隔300 km布放一个ARGO浮标，总计为3000个，组成一个庞大的ARGO全球海洋观测网，以便快速、准确、大范围地收集全球海洋0-2000 m上层的海水温度和盐度剖面资料。
ARGO浮标的设计寿命为3～5年，最大测量深度为2000 m，会每隔10～14天自动发送一组剖面实时观测数据。
有关国际ARGO计划和各国ARGO计划的实施进展情况，文献[1]有详细介绍，在此不再赘述。
随着国家基础研究重大项目前期研究专项“我国新一代海洋实时观测系统（ARGO）－大洋观测试验网”的批准实施，标志着我国ARGO计划全面启动，在今后几年内我国将陆续布放100~150个ARGO浮标。
鉴于ARGO剖面浮标是一种新颖的海洋观测设备，国内对此种浮标的布放还缺乏经验，而它抛弃式使用的特性又决定了对其正确检测和正确布放的重要性。
为了保证浮标能够在海上长期（3～5年）正常工作，并能获得可靠的观测资料，作者利用参加“我国新一代海洋实时观测系统（ARGO）—大洋观测网试验”项目两个航次期间，所取得的浮标检测和布放经验，在此作一全面介绍，以便为日后大规模布放浮标提供借鉴。
二、浮标检测程序目前，ARGO全球海洋观测网建设使用的剖面浮标主要有两种类型，一种是由美国Webb公司研制的APEX型浮标，另一种则是由法国Martec集团公司下属的加拿大Metocean分公司生产的PROVOR型浮标。
初探我国Argo浮标下潜深度标定
初探我国Argo浮标下潜深度标定
张少永;林玉池;剖面浮标课题组
【期刊名称】《海洋技术》
【年(卷),期】2005(024)003
【摘要】为了使剖面能停留在预定深度,通过水静力学角度对相应的浮标压载标定方法进行研究.试验表明,浮标重量改变1 g,就会造成大约10 m停留深度的变化.论文详细描述了用压力罐进行浮标压载重量标定的方法,并通过一台浮标的压载实验给出浮标配重计算方法.
【总页数】5页(P41-45)
【作者】张少永;林玉池;剖面浮标课题组
【作者单位】天津大学精密仪器学院,天津,300072;国家海洋技术中心剖面浮标课题组,天津,300111;天津大学精密仪器学院,天津,300072;国家海洋技术中心剖面浮标课题组,天津,300111
【正文语种】中文
【中图分类】P715.2
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Argo剖面浮标观测资料质量控制方法研究概述-中国Argo实时资料中心
Ｎ Ｃ Ｅ Ｐ ） 、英国 Ｈ ａ ｄ ｌ ｅ ｙ 气候中心和澳大利亚气象局 （ Ｂ Ｍ Ｒ Ｃ ） 等国家级业务机构已经 （
５ － ６ ］ ７ － ８ ］ 将Ａ ｒ ｇ ｏ同 化 资 料 投 入 到 业 务 预 报 中；海 洋 热 含 量 ［ 、 中 尺 度 涡［ 、深 层 海
基金项目：国家科技基础性工作专项 （ ２ ０ １ ２ Ｆ Ｙ １ １ ２ ３ ０ ０ ） 。 作者简介：卢少磊 （ １ ９ ８ ８ —） ，男，硕士研究生，主要从事物理海洋学方面的研究。Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ：ｌ ｓ ｌ ３ ２ ４ ０ ０ ４ ＠１ ６ ３ ｃ ｏ ｍ
卢少磊，等：Ａ ｒ ｇ ｏ剖面浮标观测资料质量控制方法研究概述㊀ ６ ５
Ａ ｒ ｇ ｏ 剖面浮标观测资料质量控制方法 研究概述
， ２ ， ２ 卢少磊１ ，许建平１
１ 卫星海洋环境动力学国家重点实验室，浙江 杭州 ３ １ ０ ０ １ ２ ２ 国家海洋局 第二海洋研究所，浙江 杭州 ３ １ ０ ０ １ ２
摘要：随着 Ａ ｒ ｇ ｏ 剖面浮标观测资料的广泛应用，人们对该新颖观测技术所 提供的资料质量倍加关注。为了使广大资料用户对浮标观测数据质量有一全 ｒ ｇ ｏ 观测中存在的问题、资料质量控制过程和校 面的认识和了解，本文就 Ａ 正方法等方面进行了扼要回顾与叙述，并对 Ａ ｒ ｇ ｏ 资料质量控制中存在的某 些缺陷和问题进行了剖析，提出了改进意见建议。目前，国际 Ａ ｒ ｇ ｏ 计划正 在向边缘海和高纬度海域，以及向生物、地球化学等学科拓展，如何对这些 新要素的观测资料进行质量控制，特别是处于边缘海和西边界强流区域的 Ａ ｒ ｇ ｏ 剖面资料进行有效质量控制，不仅是国际 Ａ ｒ ｇ ｏ 资料管理组亟需解决的 问题，也是各国 Ａ ｒ ｇ ｏ 资料中心面临的严峻挑战。 关键词：Ａ ｒ ｇ ｏ 剖面浮标；观测资料；传感器ｇ ｏ 计划实施以来，已经在全球海洋中收集到了 １ ０ ０多万条 ０ ２０ ０ ０ｍ水 深范围内的温度、盐度等剖面资料，并正以每年 １ ２万条的速度增长。尽管 Ａ ｒ ｇ ｏ 计划 启动至今才实施了近 １ ５年时间，由 ３０ ０ ０个 Ａ ｒ ｇ ｏ 剖面浮标组成的全球实时海洋观测 ２ ０ ０ ７年 １ １月底） ，但其作用和价值已经在许多科学领域中得到了 网也还建成不久 （ 体现。Ａ ｒ ｇ ｏ 资料已经被世界气候变化与预测计划 （ Ｃ Ｌ Ｉ Ｖ Ａ Ｒ ） 和全球海洋数据同化试
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ARGO剖面浮标技术报告编制：孙朝辉刘增宏童明荣ARGO大型科学观测试验项目组国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室国家海洋局第二海洋研究所二OO三年十月目录一、ARGO剖面浮标 (1)（一）ARGO剖面浮标工作原理（二）ARGO剖面浮标技术性能二、APEX型剖面浮标检测及布放步骤 (4)（一）浮标的检测（二）浮标施放步骤三、PROVOR型剖面浮标检测及布放步骤 (10)（一）浮标的检测（二）浮标施放步骤四、结束语 (19)五、附件 (19)（一）APEX User’s Manual（二）PROVOR User’s Manual（三）ARGO浮标布放记录表前言ARGO剖面浮标指用于建立全球海洋实时观测网的一种专用测量设备。
它可以在海洋中自由漂移，自动测量海面到2000米水深之间的海水温度、盐度和深度，利用Argos卫星定位和传输观测资料，并可跟踪它的漂移轨迹，获取海水的移动速度和方向。
ARGO剖面浮标是一项海洋高新观测技术。
目前国内对这一技术还在开发过程中，国外也只有少数几个国家（如美国、法国和加拿大）有能力生产。
PALACE、APEX、PROVOR和SOLO型的剖面浮标是各国在实施ARGO计划中应用较为广泛的4种颇具代表性的ARGO 浮标，尤以APEX和PROVOR型浮标投放数量最多。
中国ARGO大洋观测网试验选择、引进了2类剖面浮标，即APEX 型和PROVOR型。
本报告就上述2类浮标的工作原理、技术性能和检测、施放步骤等作一详细介绍。
以供全面建设中国ARGO大洋观测网过程中借鉴。
ARGO大型科学观测试验项目组二00三年十月于杭州一、ARGO剖面浮标ARGO剖面浮标指用于建立全球海洋实时观测网的一种专用测量设备。
它可以在海洋中自由漂移，自动测量海面到2000米水深之间的海水温度、盐度和深度，并可跟踪它的漂移轨迹，获取海水的移动速度和方向。
ARGO浮标在专业上称自律式拉格朗日环流剖面观测浮标或自持式剖面自动循环探测仪，也有人称中性剖面自动探测漂流浮标。
（一）ARGO剖面浮标工作原理众所周知，任何物体在水中实现沉、浮运动通常有三种途径，一是改变物体的体积而重量保持不变；二是改变物体的重量而体积不变；三是增加或减少对物体所施加的外力。
ARGO浮标的设计则采用了第一种途径，即浮标在水中沉浮依靠改变其内部体积来实现。
根据这一原理设计的浮标主要由可变体积的水密耐压壳体、机芯、液压驱动装置、传感器、控制/数据采集/存储电路板、数据传输终端（PTT）和电源等部分组成，其外形与内部结构如图1所示。
浮标的沉浮功能主要依靠液压驱动系统来实现。
液压系统则由单冲程泵、皮囊、压力传感器和高压管路等部件组成，皮囊装在浮标体的外部，有管路与液压系统相连。
当泵体内的油注入皮囊后会使皮囊体积增大，致使浮标的浮力逐渐增大而上升。
反之，柱塞泵将皮囊里的油抽回，皮囊体积缩小，浮标浮力随之减小，直至重力大于浮力，浮标体逐渐下沉。
若在浮标的控制微机中输入按预定动作要求编写的程序，则微机会根据压力传感器测量的深度参数控制下潜深度、水下停留时间、上浮、剖面参数测量、水面停留和数据传输，以及再次下潜等工作环节，从而实现浮标的自动沉浮、测量和数据传输等功能。
当浮标投放在海洋中的某个区域后，根据上述工作原理，它会自动潜入2000米深处的等密度层上，随深层海流保持中性漂浮，到达预定时间（约10天）后，它又会自动上浮，并在上升过程中利用自身携带的各种传感器进行连续剖面测量。
当浮标到达海面后，通过卫星定位与数据传输系统自动将测量数据传送到卫星地面接收站，经信号转换处理后发送给浮标投放者。
浮标在海面的停留时间约需6-12小时，当全部测量数据传输完毕后，会再次自动下沉到预定深度，重新图2 ARGO 浮标剖面测量过程温度传感器表2 PROVOR型剖面浮标的主要技术指标技术要素技术指标使用寿命最多5年循环周期10天漂流深度1500dbar剖面深度2000dbarArgos发送时间12小时温度测量范围-3～+32℃温度测量精度±0.005℃温度分辨率0.001℃盐度测量范围25～45PSU盐度测量精度±0.005PSU盐度分辨率0.001PSU压力测量范围0～250bar压力测量精度±1dbar压力分辨率0.1dbar二、APEX型剖面浮标检测及布放步骤（一）浮标的检测浮标在出厂前均会进行一系列精密的测试和校准，如CTD传感器检测、真空度检测、压载测试等。
浮标在完成最后一项检测后会根据用户的要求设置浮标的参数，这些参数主要包括Argos PTT识别码、信号发送重复率、下沉时间、上升时间、停留深度、剖面深度、深剖面数等。
厂商在完成上述工作后，即可装箱发送给用户。
但在运输过程中，浮标体难免会受到碰撞、震动等外力的影响，所以当用户收到浮标以后应进行必要的简易测试，以确认浮标工作是否正常，各项参数的值是否与技术文件中的一致，如果出现异常的值，则应马上与浮标制造商联系。
下面就用户对浮标的简易测试程序叙述如下：1、检测所需的设备（1）带串口（即COM1或COM2）的台式计算机（PC）1~2台；（2）1条RS232接口线；（3）Argos上行信号接收器（Argos Uplink Receiver, Alpha Omega Computer Systems, Inc.）1套；（4）SEIMAC发音器（Beeper）1个；（5）9伏直流电源1只；（6）VT52或VT100超级终端软件（可以用Windows98或2000的超级终端程序代替）；（7）黑盒子（CLO90A-F）1只。
2、检测程序（1）用RS232接口线连接PC与黑盒子，然后与浮标的两极相连（无正、负之分，见图5），如果使用的是FSI传感器，则一端连正极，另一端连接浮标顶端的单脚接口。
给黑盒子接上9伏直流电源。
（2）如果要同时进行Argos信号检测，则需要在另一串口或另一台PC上连接Argos接收装置，具体操作可以查阅《Argos Uplink Reveiver用户手册》，打开Argos接收器，运行Uplinkw程序并设置COM口，按下通讯按钮，此时Argos 接收器可以接收一定范围内的Argos信号。
图5 连接浮标两极示意图（3）运行超级终端程序，选择COM口，并设置端口的参数：波特率：1200数据位：8奇偶校检：无停止位：1流量控制：无（4）终端连接后，用浮标自带的永久磁铁(以下亦称永久磁铁)按在浮标贴有“Reset”（重置）标签的位置2秒钟以上，然后移开永久磁铁，这时浮标已被激活。
在超级终端程序窗口出现一列参数，如表3所示。
验证这些参数是否与浮标技术文件中的参数一致。
如果不一致，停止检测，键入大写字母“H”（所有命令必须使用大写），使浮标进入“睡眠”状态，并与浮标制造商联系。
如果参数没有错误，键入命令“I2”（命令列表可以参考《浮标检测过程》或键入命令“？”及“I？”），浮标将发送一个Argos信号，这时，如果用SEIMAC发音器靠近浮标天线，发音器会发出“哔”的声响。
同时，Argos上行信号接收器也会发出声音，并在Uplinkw 程序窗口显示一条十六进制的信息，可以用来验证Argos PTT识别码是否正确。
（6）键入“I7”，查看浮标当前活塞的位置，一般出厂前设置为100。
（7）键入“I6”，活塞将扩张4counts（约4cc），如果靠近浮标，可以听到电机工作的声音，屏幕上显示“I6 100 104 101 102 103 104+”。
键入“I5”，活塞收缩4counts，显示“I5 104 100 103 102 101 100+”。
（8）键入“C”，检查电池的电压是否大于14V。
（9）键入“SS”，将检测SeaBird传感器。
几秒钟后，终端将显示压力、温度及盐度的值，在这些参数的下面是对应十六进制的值，压力P大约为0~1dbar，温度T为室内温度，盐度值S约等于0。
键入“S”将显示传感器的版本号及序列号，应当和技术文件中的号码一致。
表3 APEX浮标预设的参数数值参数内容命令7FB53 Argos ID number.060 Seconds repetition rate.001 Hour Trip interval.240 Intervals DOWN.013 Intervals UP.1500 d-bar park pressure. P1035 Park piston position. P2012 Ascent rate correction. P3024 Ballast piston position. P4253 Piston full extension. P51500 d-bar profile pressure P6035 Profile piston position. P7120 OK vacuum count. P8007 Ascend time intervals. P9147 Air bladder pressure. PB250 Deep profile count. PD025 Initial piston extension.（注：这里设置deep profile count（PD）=250即指所有观测剖面深度相同）（二）浮标施放步骤当浮标在实验室中通过上述简易检测程序后，表明浮标在运输过程中未受到损害，可以在海上布放。
值得指出的是，如果浮标在实验室完成检测后，尚需经长途运输（汽车、火车或飞机等交通工具）才能运抵布放浮标的船只或飞机上，那么，建议在布放前再次进行上面所述的测试程序，以确认浮标能正常工作。
施放浮标所需的设备包括1台PC或笔记本电脑（带串口）、1套Argos上行信号接收器、1只SEIMAC发音器和1条30米长尼龙绳（不宜过粗，能穿过平衡盘上的小孔为宜）。
1、施放前的准备在调查船到达施放点前2~3小时，把Argos接收装置与PC连接并打开。
把永久磁棒在浮标体上标有“Reset”标签的地方按住约2秒以上，然后移开永久磁棒，这时浮标已被激活，并将进行一个自检过程。
该过程如下：（1）气泵将运行约1秒钟，并在6秒钟内发送6次Argos信号。
用Argos上行信号接收器或发音器靠近天线，可以探测到此信号，其显示的格式见图6，具体可以参考《用户手册》中的检测数据格式。
以图6中第一条信息为例，即07/05/2002 17:11:26 8509 50010326 4a2000 19986900 d00f0013a98230c 18fc7407 8f3a9823 fa121801，其中07/05/2002 17:11:26为信号接收的日期和时间，8509为浮标的Argos PTT识别码，接下来是一条32字节的检测信息，在表4中列出了各字节代表的意义。