Argo海洋观测网与海洋环境问题探讨( 三 )


典型的XBT , 主要由探头鼻(内含575克锌)、阀芯(环绕了112克铜线)和尾部(含52克塑料)组成 。 目前 , Argo观测网每年可以收集大约12万条温度剖面 。 如果这么多剖面使用XBTs收集的话 , 那么将会导致69,000公斤/年的锌(而Argo仅为45公斤/年)、13,440公斤/年的铜(Argo仅为90公斤/年)和6,240公斤的塑料(Argo为1,800公斤)流入海洋 。
即使不考虑在许多主要海域缺乏布放船只(加上大多数XBTs并不能测量盐度)这一重要问题 , 以及采用XBT收集的温度/深度精度无法满足Argo气候预测要求这一事实 , 使用XBT代替剖面浮标 , 肯定会比Argo有更大的环境影响问题 。
2、利用专用调查船收集剖面数据
调查船是目前唯一能在Argo覆盖的广阔海域进行观测和采样的平台 。 配备适当的温度、电导率/盐度和压力/深度测量设备的船舶 , 可以收集与Argo浮标相同或更准确的剖面 , 而且从船舶上取样不会留下任何可能污染海洋的仪器设备 。
利用船只进行的全球海洋观测计划 , 如WOCE和GO-SHIP等 , 都已经证明了每年能够采用调查船收集几千个测站的高质量和不同类型的数据 。 例如 , 在2016年 , GO-SHIP计划就发起了20多个航次 , 收集了1,200多个高质量、全水深的船舶剖面数据 。
相比之下 , 目前Argo每年利用由3,000多个浮标构成的观测网 , 可以收集全球海洋上从海面到2,000米深度上的约12万个剖面 。 假设每个浮标或者测站间的距离为300公里 , 且每隔3个小时进行一次深达2,000米的船载CTD仪观测 , 而典型的船速通常为10节(约18公里/小时) , 一艘专用调查船需要利用15,000多天的时间 , 才能收集到相当于一年的Argo数据量 。 收集这些船载剖面数据所需的调查船费用可能会高达每天5万美元 , 每年的总费用则可能超过7.5亿美元 。
显而易见 , 如此高昂的调查费用是无法承受的 。 所以 , 这样一个基于船只的调查计划是不切实际的 。 这也是Argo计划实施之前 , 为何海洋没有得到充分观测的一个主要原因 。
在这种情况下 , 除了船舶本身的时间成本外 , 还存在额外的环境成本 , 即与必要的调度船舶相关的碳排放 。 一艘典型的调查船每天可能会燃烧多达25,000公斤的船用燃料油 , 导致约75,000公斤/天的二氧化碳排入大气 , 或者每年超过2,700万公斤(注:作为比较,在美国一辆典型的客运汽车每年有约2,600公斤的二氧化碳排放到大气中) 。 而每年收集120,000个基于船舶的剖面数据 , 就需要15,000艘专用调查船 , 导致约10多亿公斤的二氧化碳进入大气 , 将会使得大气中的二氧化碳快速飙升 。
但若用船载测量来推算Argo的财政负担和相关的环境成本 , 显然是不可取的 。 因为 , 虽然每年会有数以百计的Argo浮标通过不同的船只布放 , 但大多数浮标都是使用“机会船/志愿船”(如远洋邮轮)投放的 , 几乎没有额外的二氧化碳排放 。
Argo除了利用“机会船”外 , 还使用了吨位相对较小的新西兰科考船“卡哈罗亚”号 , 通常每年会在南太平洋或印度洋布放100个左右Argo浮标 。 “卡哈罗亚”号科考船每年一个布放航次 , 约需消耗5万公斤燃油 , 导致约15万公斤的二氧化碳排放到大气中 , 这可比一次跨大西洋商业飞行的碳排放要少得多 。
Argo海洋观测网与海洋环境问题探讨
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三、回收Argo浮标
在海底 , 死亡浮标的墓地景象 , 从美学上来讲是难以令人接受的;而且从环境保护的角度 , 这些浮标腐蚀和腐烂所产生的流出物对海洋环境造成的影响也是不可取的 。 考虑到这些因素 , 人们常常会提出这样的一个问题 , 是否有可能在浮标仍在运行时(接近其预期寿命的末期)回收浮标?