新一代传感器技术将更好勾勒海洋图景

海洋科学家正在开发一种新的传感器，他们计划将其部署在一个全球监测系统中，以便更好地观察全球海洋发生的变化。

德国亥姆霍兹市阿尔弗雷德·韦格纳极地与海洋研究所的Karen Wiltshire表示：“在某些方面，我们对于海洋的了解还不如对火星的了解多，尽管前者支配着从区域气候到经济的一切事物。”

作为全球海洋观测伙伴关系（POGO）主席，1月25日，Wiltshire在于日本东京举行的一次新闻发布会上提出了一系列新的观测方案。之后POGO将召开年会，届时将有全球40家海洋机构参会。其目标是在2030年建成一套新的全球海洋监测系统。

自1999年成立以来，POGO已经协调了约2万个自动探测器——被称为Argo浮标——的全球部署，该浮标能够收集温度、盐度和流速数据。其中的10%还携带了氧传感器。

这些探测器随着水层在2000米的深度范围内起起落落，并且在处于水面时通过上行链路传输数据。公众在24小时之内便能够获得相关数据。该探测器大约能够使用两年，目前有4000个探测器依然很活跃。

研究人员表示，尽管Argo已然改变了海洋观测，但他们有迫切的需求获得更多且更好的数据。

英国国家海洋中心执行董事Ed Hill表示：“全球海洋观测系统已经变得停滞不前；在这种速度下是实现不了想要的进展的。”他强调，除了添加生物地球化学传感容量之外，科学家还需要监测深度大于2000米的海洋中的碳储存以及可能的温度升高情况。

东京市日本海洋—地球科学与技术机构研究执行主任Yoshihisa Shirayama表示：“例如，测量叶绿素会向你提供有多少生物活性正在发生的信息，并最终了解海洋和大气中二氧化碳浓度的更多信息。”

为了收集这些信息，研究人员正在开发传感器以测量海水中的碳含量、酸度、营养物质浓度，例如硝酸盐和磷，甚至收集基因组数据。

新一代的传感器可以适用于多种平台，包括沿海系泊设备、当前的浮标、海底网络电缆、石油钻机和船舶。光学传感器可以安装在船舶上，例如能够确定海水颜色，从而反映处于食物链底部的微藻活性；而检查彩色卫星的观测结果，则能够支持在一个特定海洋区域发生了什么的推断。

Wiltshire说：“你用一个小装置测量的距离越远，你需要校准卫星数据的信息就越多。”

其中一些传感器已经在运行并正在逐步投入使用。其他一些传感器，例如酸度传感器如今还只是在实验室中进行操作。“利用这些技术，科学家不必再采集一桶桶的海水。”Hill说。

“我们的目标不只是现实，它是必需的。”Wiltshire说，“这对于我们这颗行星是绝对必要的。”

Argo计划又称“Argo全球海洋观测网”，是由美国等国家的大气、海洋科学家于1998年推出的一个全球海洋观测试验项目，构想用3年至4年时间（2000年至2003年）在全球大洋中每隔300公里布放一个卫星跟踪浮标，总计为3000个，组成一个庞大的Argo全球海洋观测网。旨在快速、准确、大范围地收集全球海洋上层的海水温度、盐度剖面资料，以提高气候预报的精度，有效防御全球日益严重的气候灾害给人类造成的威胁，被誉为“海洋观测手段的一场革命”。