加快打造原始创新策源地,加快突破关键核心技术,努力抢占科技制高点,为把我国建设成为世界科技强国作出新的更大的贡献。

——习近平总书记在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

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大气所提出新的海洋采水器数据偏差订正方法

2022-09-09 大气物理研究所
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  19世纪末,挪威物理海洋学家Fritjoff Nansen将水银温度计装装入采水器来测量海水温度,这成为现代海洋观测起源的重要标志,被称为南森瓶(Nansen Bottle)。该仪器在20世纪被大量使用,至今累计超过200万条海洋温度廓线数据(图1)。

  然而,采水器采集的温度数据是否存在系统性偏差?如何影响对海洋气候监测的准确性?中国科学院大气物理研究所聘用的外籍人员Viktor Gouretski与研究员成里京合作,联合美国海洋和大气管理局(NOAA)海洋环境信息中心(NCEI)研究员Tim Boyer,通过对比采水器数据与较为精确的CTD数据(温-盐-深探仪),系统分析和探究了采水器数据的质量和偏差(图2)。

  研究表明,采水器数据存在显著的系统性偏差,1980年前全球平均的偏差约为0.02-0.05℃。考虑该偏差后,海洋上层2000米热含量在1955-1990年的趋势为0.28±0.06 Wm-2,较不考虑该偏差高40%(不考虑该偏差,海洋变暖趋势为0.20±0.05 Wm-2)。这表明20世纪下半叶海洋增暖趋势或被低估(图2)。

  采水器数据存在系统性偏差的原因之一是其深度数据的偏差:它的深度由从船舶到采水器连接的缆绳的长度来测量,但缆绳在海水中不一定是垂直的,造成深度数据的系统性偏差。然而,一部分采水器为颠倒采水器即在特定压强下测量海水温度,而该类采水器数据偏差较小。

  研究工作得到中科院战略性先导科技专项(B类)、中科院青年创新促进会、国家自然科学基金等的支持。

  论文链接 

图1.1900年以来,海洋主要测次表层温度观测数据统计

  图2.1955-1990年,全球上层2000米海洋热含量趋势:a)为不订正采水器偏差;b)为订正采水器偏差;c)为a和b之差;d)为100-800米海洋的气候态平均温度梯度。

打印 责任编辑:侯茜

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