新冠疫情导致海洋观测受阻 或将威胁到天气预报和气候变化预测

23/06/2020

教科文组织政府间海洋学委员会表示,新冠肺炎疫情可能会造成海洋数据盲点,进而降低天气预报质量,并干扰我们对气候变化的理解。

2020年3月15日,“罗纳德·H·布朗(Ronald H. Brown)”号海洋学研究船停泊在开普敦平静的海面上,不久之后便因新冠疫情爆发而陷入困境。船上的首席科学家、迈阿密大学的巴贝罗博士(Leticia Barbero)接到船长通知,指示研究船立即返回弗吉尼亚州的诺福克船籍港。“这实在令人震惊。”巴贝罗博士说,“一夜之间,我们的船从一艘观察十年海洋变化的研究船变成了一艘普通的返港快线。"

此次召回观测船史无前例,面对这种不确定性,“布朗”号上的科学团队积极预备,在南大西洋和加勒比海地区部署了50多台自主式仪器,包括海洋漂流浮标和剖面探测浮标,以确保在他们不在的情况下,对气候和天气预测至关重要的测量也能继续进行。

“三个月过去了,这一快速行动显然帮助了大西洋两个全球海洋观测网络维持关键运作。”全球海洋观测系统(GOOS)秘书处计划专家赫斯洛普(Emma Heslop)博士说,“如果我们想在全球范围内维持天气服务、气候服务和海洋健康服务的关键功能和数据流,我们需要采取集体行动。”

全球海洋观测系统中赫斯洛普博士所在的团队进行了一项调查,以评估新冠肺炎疫情对全球海洋观测的影响并预测其风险。她表示“调查对象是全球海洋观测系统的11个全球海洋观测网络——每个网络都专注于不同的海洋观测方式”。这些全球海洋数据对于提高天气预报可靠度以及了解和预测气候变化至关重要。从农业到全球航运,各种不同的行业每天都依赖于这些数据。

教科文组织政府间海洋学委员会是联合国的主要海洋科学机构,也是协调全球海洋观测系统的机构,委员会执行秘书里亚宾宁(Vladimir Ryabinin)说:“对于我们所支持的国家来说,调查结果和调查中发现的问题是他们相互之间学习和分享的关键部分。这样我们就可以努力让海洋科学领域的领导者参与到共同的优先事项和合作行动之中,以维持关键观测和数据流。”

在世界范围内,随着各国政府和海洋学研究所将几乎所有的海洋学研究船召回船籍港,我们观测海洋的能力受到了巨大的影响。即使使用自主式设备,如系泊浮筒(扫描从海底到海面整个“水柱”的固定仪器,提供广泛的海洋数据)或阿尔戈浮标(可自由漂移的浮标,提供有关海洋温度、盐度、洋流和生物特性的信息),在没有定期科学任务的情况下维持设备仍是一个挑战。

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© Ifremer

“国际海洋持续的跨学科时间序列环境观测系统计划”(OceanSITES)的负责人之一卡斯滕森(Johannes Karstensen)博士解释道:“设备的确有发生故障的可能,这将导致数据和设备本身(如系泊设施)的损失。”300多个在运行的系泊设施哪怕是丢失一个,都可能意味着2到5年的数据空白。卡斯滕森博士说:“30~50%的系泊设施将受到疫情的影响,有些已经停止发送数据。考虑到这些设备不仅为海洋经济监测重要信息,还监测长期的气候变化,在疫情规范的背景下,维护任务显然需要成为一项优先考虑的重要活动。”

也许最受疫情影响的是“随机船观测计划”的观测作业,该计划利用商业和其他非科学船只进行重要的海洋测量。通常由乘船的科研人员部署观测仪器,但由于疫情限制,他们不能继续在船上作业。

漂流浮标和水下滑翔机等自主式仪器的部署和维护工作减缓同样也是一项挑战。虽然这些仪器的适应力较强,在科学家部署后可自主运行数月至数年,但它们需要定期维护或重新部署,这同样受到疫情限制的影响。

观测系统对疫情停摆造成的直接影响表现出了韧性,因为全球观测网络在进入危机时得到了良好的维护,并且越来越依赖自主式观测仪器。然而,疫情限制已经降低了维持天气预报和气候预报数据持续流动所需的部署水平(见下图)。如果国际社会不在今年年底前采取紧急行动支持海洋观测作业,我们可能会看到进一步的重大干扰,并可能造成毁灭性的后果。

据检测,阿尔戈网络的数据流在上个月内减少了10%,这一现象引人担忧。“目前还无法确定这在多大程度上是由新冠肺炎疫情造成的。”观测系统监测单位JCOMM实地观测平台保障中心(JCOMMOPS)的负责人贝尔比奥克(Belbeoch)说,“但是最近阿尔戈浮标部署水平非常低,使得情况更加严重,数据流的减少无法立即补救。”


Data source: jcommops.org

© UNESCO

“如果没有海洋表层压力信息,天气预报系统就会出现偏差。”世界气象组织地球系统分司主任里绍加德(Lars Peter Riishojgaard)说,“如果不能通过这些漂流浮标直接从海洋中获取这一信息,我们就无法进行可靠的预报。”

即使各国开始放宽隔离措施和限制,海洋科学也未必是决策者的首要任务。在计划于7月重启科考船作业的国家中(澳大利亚、芬兰、比利时、荷兰、新西兰、德国和美国),重要的限制措施仍将适用——比如要求船只通过同一船籍港出发和返回——这在很大程度上缩小了科考船的覆盖区域。

真正令人担忧的是,在未来几个月,一些地区的科考船作业可能根本无法恢复,这造成的影响将延续到2020年底,甚至到2021年,同时还要考虑到对一些观测仪器供应链的相关影响。

“尽管新冠危机对海洋观测系统产生了重大影响,但它也可以成为一次机会,我们可以借此研究如何增强观测系统的韧性。”全球海洋观测系统联合主席坦华(Toste Tanhua)博士认为,“新冠危机的影响让人们看到了系统的相互依赖性和一些明显的薄弱点,我们现在可以对此做出改进,提高系统的效率和顽健性。”

“新冠肺炎疫情还向我们展示了从科学出发达成社会解决方案的重要性。”亚宾宁博士强调,“对于海洋科学和健康科学都是如此,政府间海洋学委员会一直在巩固‘联合国海洋科学促进可持续发展十年(2021-2030年)’计划,这将运用科学研究开发变革性的海洋科学解决方案,将人类和海洋联系起来。”

跨越政治边界的伙伴关系和操作上的灵活性,这可能是面对持续干扰仍能将海洋观测的各参与者组织起来所需要的两个重点。此外,国际协议将全球海洋观测作业归类为重要活动可以确保全球观测系统在未来更好地为天气预报、预警系统、气候和海洋健康应用提供关键信息。

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更多信息,请联系:

Emma Heslop,教科文组织政府间海洋学委员会全球海洋观测系统秘书处/海洋观测与服务科计划专家

e.heslop@unesco.org

 

封面图:© NOAA