有望发现超强厄尔尼诺事件的起因

来源:青岛财经日报 2016年10月31日 版次:A05 作者:

11月起航赴西太平洋开展海洋动力学调查

  “科学”号回青创造多个国内“首次”

  □青岛财经日报/青岛财经网记者
  李倚慰

  10月30日,“科学”号顺利抵达中国科学院海洋研究所薛家岛码头,标志着“2016年西太平洋科学考察试验研究”联合航次圆满完成。此次科学考察任务是国家自然科学基金“2016年西太平洋科学考察实验研究”项目、中国科学院先导专项“主流系与西太平洋暖池变异机制及其气候效应”、中国科学院创新群体项目“西太平洋海洋环流动力过程”及国家重大科学研究计划项目“全球变暖下印太海洋响应及其对东亚气候和近海储碳的影响”的联合航次,由中国科学院海洋研究所“科学”号考察船执行。
  该航次创造了多个国内首次,包括首次获取了完整的菲律宾深海海盆平均水深5000米的全水深温度、盐度、压力、溶解氧和营养盐的经向断面数据;首次100%成功回收我国首个“西太平洋深海压力逆式回声仪(PIES)观测阵”;首次获取了西太平洋全水深痕量元素采样,成功获取了菲律宾深海海盆超过5000米深度的痕量元素样品;首次通过高通量测序技术在西太平洋海域获取了超强台风“海马”过境前后微型及微微型真核浮游生物多样性样本等。

  为异常气候现象提供数据支撑

  “科学”号自9月20日从青岛出发后,先后遇到了3次台风,科研人员不得不调整作业顺序,但好在整个航次有惊无险。“这次我们首次获取了完整的菲律宾深海海盆平均水深5000米的全水深温度、盐度、压力、溶解氧和营养盐的经向断面数据。该数据为研究深海海洋环流及其在全球变暖背景的响应和影响提供了宝贵的数据基础。”据本航次首席科学家周慧介绍,此次航次“科学”号首次100%成功回收了我国首个“西太平洋深海压力逆式回声仪(PIES)观测阵”。该观测阵成功建立并获取了西太平洋低纬度流系连续25个月的定点观测数据,这也是我国首次在开阔大洋5000米以深水域以100%的成功率完成PIES的回收任务。
  “PIES是一种带有压力传感器的坐底式海洋观测设备,用来观测声学信号从海底到海面垂向传输时间(VATT)及海底压力变化。由于VATT主要受水柱温度剖面变化的影响,因此可用来反演因海流变化及中尺度涡旋影响的动力高度的变化。”周慧告诉记者,“‘西太平洋深海PIES观测阵’布放于2014年9月1日,成功观测了发生于2014~2016年期间的超强厄尔尼诺/拉尼娜事件。由于布放区域位于厄尔尼诺的发源地,因此,所获取的数据对于研究此次超强厄尔尼诺事件的发生、发展机制具有重大意义,对于未来更加准确预测这种气候异常现象具有重要参考价值。”
  记者在“科学”号上看到了这个“PIES”,一个直径约为半米的白色球体。“PIES可以通过声学估算出海面温度的变化,从而计算出对应的海面高度的变化。”周慧还给记者详细介绍了PIES的回收过程。“由于西太平洋缺少长期观测,所以人们对于厄尔尼诺的起源并不清楚,这在国际上也成为一大难题。我们采用布放PIES来解决这一难题,这次的航次主要是回收这三个PIES。由于它们的体积较小,白天很难发现。但它们的体内有一个发光体,所以我们选择在晚上进行回收,这样易于发现它们。”
  “PIES的回收过程较为复杂,由于第一次回收没有经验,最长的一次超过了17个小时。”周慧表示,“在回收的时候,首先我们需要确定PIES的位置,发出信号后需要经过筛查才能找到正确的PIES  的信号,有时候有鱼群会同时收到十几种信号,那样就无法分辨出PIES的正确信号,只能等到鱼群散去。找到准确的信号后,我们发出释放指令,PIES就会自动熔断,大约需要20分钟,然后上升需要1.5小时左右。第一次回收的时候,我们从晚上一直等到第二天早上都没有发现它,由于PIES的体积很小,在大洋中找寻起来比较困难,我们一度认为最后可能找不到了,数据也会随之丢失。但是为了进一步寻找,我们想到一个办法,就是使用无线电,设定寻找范围,最后结合流速、风向确定PIES的所在方向。”
  有了第一次的经验,第二个和第三个PIES的回收速度明显加快。最终,周慧率领PIES任务小组在“科学”号全体船员及工程技术部的协助下,成功回收了布放于西太平洋北赤道流及北赤道道逆流区5000米已深的三个PIES。

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