國外海洋預(yù)報動態(tài)

姜珊，任湘湘，夏冬冬

（編譯）

（國家海洋環(huán)境預(yù)報中心，北京100081）

國外海洋預(yù)報動態(tài)

姜珊，任湘湘，夏冬冬

（編譯）

（國家海洋環(huán)境預(yù)報中心，北京100081）

1 溫室氣體水平影響大氣和海洋

2014年9月9日，世界氣象組織（WMO）發(fā)布了第10號溫室氣體公報。公報主要用于報導(dǎo)大氣中主要長壽命溫室氣體的最新全球現(xiàn)狀。這份公報與海洋學(xué)專家合作，首次確定了全球海洋酸化長期趨勢信息。

公報報導(dǎo)了三種主要長壽命溫室氣體二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氧化亞氮（N2O）的年平均全球豐度在2013年達到最高。另外，從2012年到2013年，CO2年平均濃度升高了2.9ppm，為近30年之最。因此全球海洋中的水在過去幾十年里變的更加酸化。

世界氣象組織的世界溫室氣體數(shù)據(jù)中心（WMO World Data Centre for Greenhouse Gases，WDCGG）與全球數(shù)據(jù)提供者合作，在公報中報道了大氣中主要長壽命溫室氣體的分析結(jié)果。日本氣象廳（JMA）自20世紀90年代開始參與WMO的活動。JMA還利用其調(diào)查船收集到的長期觀測數(shù)據(jù)進行海洋酸化分析。

2 澳大利亞氣象局升級了氣候展望服務(wù)

澳大利亞氣象局于2014年8月28日升級了氣候展望服務(wù)，月降雨和溫度展望首次與標準季度展望一起，顯示在其新版互動門戶網(wǎng)站上。

在過去的25年，澳大利亞氣象局的氣候展望主要聚焦于超過平均降雨量和溫度的幾率。氣候預(yù)測服務(wù)中心經(jīng)理安德魯-沃特金斯博士認為，這次升級是基于對超過900位澳大利亞人的調(diào)查結(jié)果，他們大多來自農(nóng)業(yè)部門，在氣候展望服務(wù)全面調(diào)查中提供了寶貴的意見和建議。新門戶網(wǎng)站利用一整套手段提高了制定決策時氣候信息的可用性，包括放大特定位置的能力，以及制作短視頻解釋展望結(jié)果。在未來兩個月內(nèi)澳大利亞氣象局會引入新的氣候展望，并疊加到現(xiàn)有的季度展望中，在短時間尺度上提供更詳細的分析。目前的降雨展望提供了可能的降雨量，而以前只提供超過平均降雨量的機率展望。用戶可以根據(jù)自身需求調(diào)整氣候展望圖，只獲得澳大利亞某個地區(qū)的信息。氣候展望每個月更新一次，將向澳大利亞許多部門，例如資源、農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)部門，以及應(yīng)急服務(wù)業(yè)，提供比預(yù)期計劃更早的月和季度展望的關(guān)鍵服務(wù)。

沃特金斯博士認為，隨著新的先進動態(tài)計算機模擬以及季節(jié)性預(yù)測和觀測的穩(wěn)定發(fā)展，氣象局氣候展望服務(wù)的持續(xù)改進有了可能。2013年，氣象局將其氣候展望模式升級成了動力氣候模式，能夠結(jié)合大氣、海洋、陸地和冰的物理狀態(tài)計算未來幾個月澳大利亞的氣候狀況。

氣候展望指示了月或季節(jié)尺度上可能的溫度和降雨趨勢，以及厄爾尼諾和拉尼娜等大規(guī)模氣候變化事件。相比之下，目前的7天天氣預(yù)報僅僅可用于短期規(guī)劃。

3 澳大利亞氣象局為新的超級計算機提供通訊線路

澳大利亞新建了一個快速通訊線路，該線路能為天氣預(yù)報提供更好的關(guān)鍵天氣信息訪問。氣象局將通訊線路速度升級到了原先的兩倍以上。

氣象局局長羅布博士表示，新的通訊線路將進一步提高澳大利亞氣象局天氣預(yù)報和警報的準確性和及時性，并增加該機構(gòu)信息和通信技術(shù)恢復(fù)能力。高速通訊線路的安裝將有助于氣象局現(xiàn)在和未來的發(fā)展。

澳大利亞政府宣布作為2014—2015年聯(lián)邦預(yù)算的一部分，澳大利亞氣象局將很快采購超級計算機。通訊線路升級和超級計算機項目是氣象局目前正在進行的IT轉(zhuǎn)換的重要部分，包括天氣預(yù)報和洪水預(yù)報系統(tǒng)的更換，新風(fēng)暴潮預(yù)報系統(tǒng)的發(fā)展以及一些新的水信息產(chǎn)品和服務(wù)的引進。這次升級將澳大利亞氣象局兩個主要數(shù)據(jù)中心的連接速度從80比特/秒增加到200比特/秒。

氣象局天氣預(yù)報處理每天生成1 Tb的數(shù)據(jù)，數(shù)量量在未來的十年將會增長十倍。天氣預(yù)報的制作涉及衛(wèi)星、飛機、船舶和來自世界各地地面站海量氣象數(shù)據(jù)的整理，這些數(shù)據(jù)被導(dǎo)入復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，每天運行四次以預(yù)測未來一周的天氣變化。

新的超級計算機將比目前的機器快近20倍，將提高氣象局獲取更多數(shù)據(jù)的能力，可以多次運行高分辨率天氣預(yù)報模型。這雖然更好的改進了預(yù)報，但也意味著需要升級相應(yīng)的通訊基礎(chǔ)設(shè)施，在數(shù)據(jù)中心間開展數(shù)據(jù)傳輸。新的通訊線路包含兩個可并發(fā)操作的100 Gbps的纖維電纜。

羅布博士認為，作為關(guān)鍵的任務(wù)運行機構(gòu)，其設(shè)計的系統(tǒng)能夠在其中一個電纜發(fā)生問題時使服務(wù)中斷達到最小化，兩個獨立的通訊線路將確保正在進行的服務(wù)交付。氣象局同時也在兼容移動技術(shù)，天氣應(yīng)用app將在今年年底在微軟Windows和蘋果iOS平臺發(fā)布。

4 尋找切薩皮克缺氧死亡區(qū)

2014年8月，一搜長81英尺的作業(yè)船“雷切爾卡森號”在所羅門島?？?。它的任務(wù)是帶領(lǐng)來自馬里蘭大學(xué)環(huán)境科學(xué)中心的研究人員開展切薩皮克灣缺氧死亡區(qū)的調(diào)查。

每年夏天，海灣主河道里都會形成這種所謂的“缺氧死亡區(qū)”。在這種缺氧水域，水體富營養(yǎng)化，藻類生長旺盛，大量細菌因此存活。缺氧死亡區(qū)能夠持續(xù)整個溫暖的夏季，因為海灣被分為兩層：上層是混合了空氣的輕的、新鮮的水，下層是缺氧的高密度、高鹽分的水。直到秋季來臨，氣溫下降引起表層水下沉后這兩層才會混合。

為了調(diào)查這些區(qū)域，海洋運行部主任和“雷切爾卡森號”船長邁克爾·休姆帶領(lǐng)團隊進入海灣中心的一個深海槽。古薩斯奎哈納河地質(zhì)遺跡的河口平均深度為21英尺，而海槽深度能達到174英尺。休姆在卡爾弗特·克里夫斯國家公園岸邊停錨。

船上裝備了動態(tài)定位系統(tǒng)，無論風(fēng)浪多大都會固定在合適位置。它不需要船長時刻掌舵。休姆認為能夠懸浮在特定的經(jīng)緯度是雷切爾卡森號的獨特之處。這也對科學(xué)家非常有用，他們經(jīng)常需要重復(fù)回到同一地點進行采樣。

馬里蘭大學(xué)環(huán)境科學(xué)中心研究助理大衛(wèi)在船外投放了一臺CTD。這臺海洋儀器每八秒跟蹤測量水中電導(dǎo)率、水溫隨深度增加的降低。CTD與船上電纜連接，將數(shù)據(jù)傳送到船上干實驗間的筆記本電腦上。研究人員測量到表層水中溶解氧濃度為2.04 mg/L,而98英尺深度的溶解氧僅為0.33 mg/L。生物需要5 mg/L以上的氧濃度才能繁榮生長，因此這些地區(qū)是“典型的缺氧死亡區(qū)”環(huán)境。

缺氧死亡區(qū)對海灣是不利的。類似陸上生物，水下生物需要氧氣才能生存。在缺氧死亡區(qū)，固定的貝類將會窒息而死，魚類也必須游到更遠更適宜生存的水域才能存活。

20世紀30年代，缺氧死亡區(qū)的存在首次被報道和人類的陸地活動相關(guān)：人類砍伐森林，建立城市、郊區(qū)和農(nóng)場，河流和小溪中營養(yǎng)物質(zhì)增加。這些營養(yǎng)鹽促進藻類大量繁殖，形成了缺氧死亡區(qū)。馬里蘭大學(xué)環(huán)境科學(xué)中心研究助理杰里米特斯塔認為缺氧（或低氧環(huán)境）由于人類活動導(dǎo)致，海灣本身也會因為其分層特性產(chǎn)生缺氧區(qū)，但是沒有人類活動的時候，缺氧程度并不厲害。

雖然人類陸上行動導(dǎo)致了缺氧死亡區(qū)的形成，但是人類活動同樣可以消除它。研究表明某些環(huán)保行動，例如升級污水處理廠，降低汽車和發(fā)電廠排放，減少農(nóng)場而來的徑流都可以改善當?shù)睾恿骱托∠慕】??？茖W(xué)家也追蹤到這些地區(qū)的缺氧死亡區(qū)的持續(xù)時間從5個月減少到4個月，這表明保護行動的實施對于整個海灣有現(xiàn)實的益處。