ARGO资料.doc

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。所以，当使用阿戈斯系统时，用户首先必须选用阿戈斯系统管理委员会认可的厂商生产的平台发射机终端。
　　卫星是阿戈斯系统接收和转发观测平台测量数据的中转站。阿戈斯系统利用了美国发射的泰罗斯系列卫星（即NOAA－D，H，J，K，L等5颗卫星），并装备了一套数据收集、定位和转发系统（DCLS）。所以，该系列卫星除了可以收集和转发测量数据外，还可以为观测平台定位。定位采用多普勒频移原理，误差在500m以内。
　　地面接收站起着收集由卫星转送的平台资料的作用。目前，在阿戈斯系统中，有两种类型的接收站，一种称“遥控指令和数据接收站（CDA）”。顾名思义，这类接收站是通过地面指令传送数据的。阿戈斯系统拥有两个这样的地面接收站，一个位于美国弗吉尼亚的瓦普斯岛上，另一个则在阿拉斯加的哥尔茂。当卫星经过这两个站上空时，在地面站的指令控制下，存储在卫星上的数据用Ｓ波段，以2.66×106s-1发送下来。地面站接收后再经多次转发，把数据汇集到美国马里兰州苏特兰的国家环境卫星和数据中心（NESDIS），再经过分离，然后用专线把环境数据送到位于法国图卢兹的阿戈斯数据中心储存、处理，并用不同的方式分发给用户。因此，从卫星接收到观测平台的数据，经处理后再送到用户手中的时间约需14～26h。可见，用户获得的平台数据已经不是真正意义上的实时观测记录。若要获取平台观测的实时数据，就需依赖于另一种地面接收站，称“地区用户接收站（LUT）”，这类接收站可以根据用户的要求建立在地球上的任何一个地方。它主要由卫星接收机、简易接收天线和微处理系统等三部分组成。当卫星经过接收站上空时，接收机可以直接接收到由卫星转发的数据信号，并送给微机处理后，便可即时打印和显示出来。这类地面站虽然可以做到准实时接收平台数据，但比起”遥控指令和数据接收站”，“地区用户接收站”接收的数据存在误码率高和定位精度低等缺陷。故为了确保ARGO浮标资料的正确性和定位精度，国际ARGO计划和各国的ARGO计划均采用“遥控指令和数据接收站”接收和处理ARGO浮标资料。
　　数据处理中心专门负责处理平台发射机终端信息编码和传感器测量的资料，并根据多普勒频移和轨道信息计算出平台发射机终端的位置等，再把这些计算结果存储在计算机中或打印输出，以便向用户分发。阿戈斯系统服务中心通常采用以下几种方式向用户提供平台测量数据：
　　（1）全球通讯系统（GTS），这是世界气象组织（WMO）之间用来交换气象观测资料的一个通讯网络，连接着各个国家的气象中心。阿戈斯系统已与全球通讯系统联网，并按世界气象组织规定的四种统一编码（如SYNOP、SHIP、HYDRA和DRIBU等）传送ARGO数据；
　　（2）国际电传（TELEX）网络；
　　（3）国际电话网络；
　　（4）国际互联网（WWW、FTP和E－mail）；
　　（5）磁带、光盘等，根据用户需要，只能每两周或每月发送一次。

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，重新开始下一个循环过程。