我们的海洋（34））探访全球最大的海洋浮标

张武昌 2025年1月22日星期三

海洋科学发展到现在，人们已经对主要的海洋（至少是上层）水体现象有了基本的认识，全球尺度上海洋中的水团、洋流、生物的分布框架已经完成，随着认知的发展和科技的进步，海洋科学的研究主题逐渐演变成：

（1）大（空间、时间）尺度的全球变化研究，和

（2）小（空间、时间）尺度的高频（高解析度空间和时间变化）变化研究。

海洋科学是基于观测的科学，与研究主题的变化相对应，海洋观测的方法和手段也发生了变化，以往的大规模的船基调查（即用考察船到海上不同位置测量和采样）逐渐式微，卫星遥感、全球规模的移动浮标阵列正在兴起。

海洋是全人类的海洋，对海洋的观测研究需要每个国家的贡献，每个国家的观测能力都无法覆盖海洋观测的方方面面，所以现在世界各国的海洋观测整合成一个整体，叫做“全球海洋观测系统；GOOS：The Global Ocean Observing System”（https://goosocean.org/who-we-are/observations-coordination-group/global-ocean-observing-networks/oceansites/），其中较为重要的组成部分有一个船基调查计划和两个浮标观测计划。

船基调查计划是为“奔跑吧，海船计划；Go-Ship；http://www.go-ship.org/index.html”，在世界大洋设计了主要55个调查断面，由不同的国家负责船基调查，为遥感数据提供实测校正和采集生物样品等等，设计的时间尺度为至少每10年调查一次。

浮标观测计划包括两个：

（1）ARGO计划（ARRAY for REAL-TIME GEOSTROPHIC OCEANOGRAPHY）通俗称“ARGO全球海洋观测网”，图中的每一个小点就是一个浮标的位置。

Argo浮标主要是小型移动浮标，几个人就可以扔下海。我参加航次时参加过布放操作。

它们随海流自由移动，通过改变浮标的排水体积上下移动，有的可以潜入水下2000 米，在海面时向卫星传输收集到的资料和接收指令。

（2）海洋参考站位OceanSITES: Ocean Reference Stations

2018年有140余站位布放了浮标。在太平洋赤道区和印度洋赤道区的阵列比较密集是为了研究厄尔尼诺-拉尼娜现象和印度洋季风两个重要的气候要素。

这些浮标相对较大，需要使用大型起重装置布放。

在浮标的下面有重重的锚链沉入深深的海底，被海锚固定的海床上。如果浮标浮体不露出水面，而是就称为潜标。

我国的海洋科学观测也在紧跟国际潮流，深度参与国际合作，进行了浮标的布放和研发工作。中国科学院在我国近海的黄海海域和东海海域，布放了众多以海洋科学观测研究为目的的各类锚系式浮标观测系统，组成中国科学院黄海海洋观测研究站和中国科学院东海海洋观测研究站（分别简称“黄海站”和“东海站”），连续观测已逾17年，显示度的成果众多，几个典型案例为：2010年在大连油库爆炸导致的溢油事件中准确预报了溢油带的漂移趋势；

2018年在巴拿马籍油船“桑吉”号发生碰撞失火沉没导致的溢油事件中，东海站长期的水文观测数据为泄漏物漂移路径的准确模拟预测提供数据保障。

2011年在威海荣成海域的桑沟湾水质恶化事件中为近岸海水养殖和应对突发灾害提供科学依据；2）2012年在北黄海长山群岛附近养殖底播海域敌害生物-海星大面积爆发事件中为其成因分析和治理决策提供数据保障。

在2018年的上合峰会和2019年的海军节期间协助青岛气象局进行气象保障；2010年在上海世博会举办期间协助上海气象局进行气象保障；2011年在第5号台风“米雷”和第9号台风“梅花”影响上海期间以及2012年在第11号台风“海葵”影响上海期间，为上海市防台工作的决策指挥提供科学依据。

 2020至2021年度期间，为威海荣成的水产养殖企业，在遭遇极端天气影响导致减产甚至绝产进行保险理赔时，提供客观科学的实测风速等气象数据，有效维护了养殖企业的利益。

2014年至2020年的长期实测数据为威海荣成石岛核电站对海洋生态环境的影响评估提供依据。

在研发方面，改进的主要方向是增加自持能力和扩展能力两个方面，直径、体积根据功能需求也在逐渐增加。本次探访的浮标即为中国科学院的22号综合观测浮标系统，直径15米，重量约170吨，是全球最大浮标。

2025年1月11日，我们到达舟山，在舟山住宿。12日，从舟山乘轮渡到达嵊山岛，

在这里建有东海海洋观测研究站的一个观测点，非官方认证的“名誉”站长包拿热情接待了我们。包拿本人在岛上经营一个渔具店，东海海洋观测研究站出海的常用物资大部分储存于该店内。他还经营组织游客海钓的生意，我们来的这个季节正是海钓大黄鱼的好时候。

13日，我们乘坐小船去迎接大浮标。

我们到达预定地点后等待，远远看见一艘轮船将黄色艳丽的浮标拖动前行，慢慢向我们靠近

此时，浮标的锚链摆放在浮标上，等待释放入海固定浮标。

浮标固定好后，工程船离开。

工作人员登临浮标安装、调试所有装置。浮标是一个3层楼的建筑，主甲板位于二层，三层是电池舱，一层是通讯和自动气象舱。

主甲板四周有四个竖井，可以放置仪器。

主甲板有四个工作仓。

主甲板中心有大型竖井联通海水，通过隔舱的绞车将仪器平台投放入海和收回。

在舱室内还有大量预留的仪器搭载平台，

我们准备在这个平台上搭载流式细胞仪，这是一种测量海洋水体中2个微米尺度的极小的浮游生物的仪器，在国外有自动原位观测的经验，我们要在这个平台上进行尝试。

一切安排妥当后，浮标总设计师、国家重点研发项目负责人刘长华研究员和参与人员合影后离开。

22号浮标将在嵊山岛北侧的海湾内进行观测。祝福一切顺利。