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argo浮标的工作原理_argo浮标属于哪一类
2024-10-31 17:11:33 43人已围观
简介argo浮标的工作原理_argo浮标属于哪一类 好久不见了,今天我想和大家探讨一下关于“argo浮标的工作原理”的话题。如果你对这个领域还不太了解,那么这篇文章就是为你准备的,让我们一起来学习一下吧。1.数据与功能服务2.气候变暖导致全球洋流以每10年15%的增长趋势加速流动3.复杂性状遗传基础
好久不见了,今天我想和大家探讨一下关于“argo浮标的工作原理”的话题。如果你对这个领域还不太了解,那么这篇文章就是为你准备的,让我们一起来学习一下吧。
1.数据与功能服务
2.气候变暖导致全球洋流以每10年15%的增长趋势加速流动
3.复杂性状遗传基础研究已经取得的研究成果有哪些?越详细越好!!!急!!!
4.ARGO计划的介绍
5.功能展示
6.服务发展趋势
数据与功能服务
在海洋信息网格中,空间数据是以 Web 服务的形式对外提供的,这些空间数据服务广泛分布在广域网中,并发布在网格资源管理调度中心,当系统需要数据时,只需要查找相应的数据服务,加载到本地,即可进行相应的操作。海洋信息网格平台包含三种数据服务: Argo 数据服务、海洋矢量场数据服务和海洋标量场数据服务。Argo 数据服务包括二维数据服务和三维数据服务,分别是由 ArgoDataService 和 ArgoData3DService 两个 Web 服务提供的; 海洋矢量场二维数据服务是基于 CurrentsDataService,OceanCurrents,Winds-DataService,OceanWinds 四个 Web 服务提供的,海洋矢量场三维数据服务是由 CurrentDa-ta3DService 服务提供的。海洋标量场数据服务也包括二维数据服务和三维数据服务,分别是由 ScalarDataService 和 ScalarData3DService 这两个 Web 服务提供的,层次关系如图 6.1所示:表 6.1 空间服务的顶级分类
6.1.1.1 Argo 数据服务
Argo 数 据 网 格 服 务 模 块 主 要 提 供 两 个 Web 服 务: ArgoDataService 和ArgoData3DService,其中 ArgoDataService 为二维服务,ArgoData3DService 为三维服务。Ar-goDataService 服务提供 Argo 数据的各种操作及分析功能,主要包括两个子功能: ①Argo数据信息请求,该功能向用户提供可以使用的 Argo 数据信息,包括 Argo 浮标编号、周期、某一剖面的温度、盐度、压力等; ②Argo 数据的温、盐、密图的生成,该功能提供两种方式: 根据空间位置选生成曲线图; 根据属性生成曲线图。
图 6.1 数据服务层次结构
二维服务模块的功能主要体现在 ArgoDataService 这个 Web 服务的三个方法上,即 Ar-go 数据服务、Argo 曲线图生成服务(按空间位置)、Argo 曲线图生成服务(按属性)。基于 Web 页面,用户使用相应的方法,可以得到预期的结果。功能可用图 6.2 表示为:
图 6.2 Argo 数据模型图
Argo 数据三维网格服务 ArgoData3DService,是从发布的 Argo 服务(MapService 或者GlobeService)中获取 Argo 数据,然后在海洋信息网格多维操作分析平台中根据所得到的Argo 数据,生成 Argo 在垂直方向上的三维温度曲线图,三维盐度曲线图,实现对海洋温度场,盐度场的时空变化分析,其可视化效果如彩图 6.1,6.2 所示。
6.1.1.2 海洋矢量场数据网格服务
海洋矢量场数据模块的实现主要是由四个二维数据服务 CurrentsDataService,Ocean-Currents,WindsDataService,OceanWinds 和一个三维数据服务 CurrentsData3DService 这五个Web 服务的,下面分别介绍这五个 Web Services。
(1)CurrentsDataService 服务。该服务向用户提供在网格资源管理调度中心所注册的所有海流数据目录列表,用户通过查询可以得到海流数据的列表,可以知道目前服务器端提供了哪些海流数据,从而可以根据自身的需要选择某一海流数据进行相应的应用分析(图 6.3)。
图 6.3 海洋流场数据请求图
(2)OceanCurrents 服务。该服务提供对海流数据的三种功能服务: 包括海洋流场数据显示、海洋流场数据属性查询和海洋流场数据过程化显示。该服务需要保证坐标数据和时间数据的有效性。对于属性查询而言,其操作过程是通过空间坐标选取而获得相应选取点的海流数据属性,因而在进行空间选择时需要保证空间选取的准确性。对于时间序列的可视化应保证时间序列的正确性,应和现实时间序列相对应(图 6.4)。
图 6.4 海洋流场数据查询与过程化服务图
(3)WindsDataService 服务。该服务向用户提供网格资源管理调度中心发布的所有海风数据目录列表。由于海风数据和海流数据都是矢量数据,因而其处理方式与海流数据的处理方式有很多相同的地方。对于海流数据其管理方式同样是文件管理,所不同的是其管理的文件格式为 NetCDF 文件(图 6.5)。
图 6.5 风场数据请求图
(4)OceanWinds 服务。该服务提供对海风数据处理与分析功能,包括海洋风场数据显示,海洋风场数据属性查询,海洋风场数据玫瑰图生成和海洋风场数据过程化显示(图 6.6)。
图 6.6 海洋风场查询与过程化服务图
(5)CurrentsData3DService 服务。海洋矢量场三维显示与功能分析服务提供对海洋矢量数据的三维可视化与三维操作分析功能。
对于海洋数据而言,其具有动态性和多维性。因而,利用观测的海洋数据对海洋中的要素进行多维可视化表达,并提供多维的可视化分析功能能够更加直观地展示海洋要素的现象和过程,有利于对海洋要素的分析和利用,进而更加直观的认识海洋。
在该服务中,由于系统所选择的结构为松耦合,各功能的实现都基于 Web Service,因而需要保证服务的稳定性。在调用服务时需要判断返回值的状态,以判断服务是否正确执行。同时由于 Web 服务的请求具有时间限制,因而在调用时须保证拥有足够的调用时间。通常可以将调用时间设为无限长。
该服务主要提供了对海流数据三维可视化表达与分析功能(图 6.7)。具体功能如下:
图 6.7 海流数据三维可视化表达与分析功能图
生成的曲线图包括 a、任意点某一时刻不同海深流速曲线图; b、任意点某一时刻不同海深水平流速曲线图; c、任意点某一时刻不同海深垂直流速曲线图。对于该功能可以分为竖直剖面时间序列的显示,水平剖面时间序列的显示,以及体过程的时间序列的显示。
6.1.1.3 海洋标量场数据网格服务
该服务主要提供对海洋标量场数据进行 GIS 的可视化和分析功能。海洋的温、盐、密、浪、潮、流等数据具有很强的动态性和多样性,单纯用或多帧的可视化方式进行表达,不能满足对任意时间和空间的查询需求,同时也很难满足用户获取海洋标量场时空动态变化的需求,无法满足海洋现象的网络实时定量化分析和高精度定量计算的需求。总之,无法实现用户与网络的 “交互”需求。在海洋分析领域,通常对各要素以场为对象进行处理,以求海洋数据的发布具有动态连续性,并能动态显示诸多海洋现象的变化过程。
海洋地理信息系统将海洋过程从现实海洋客观中抽象出来,使之成为能够在数字世界中表达现实海洋客观的动态图景,该图景描述了海洋中物质能量在时空中的形态、结构、过程、关系、功能的分布方式和分布格局。海洋地理信息系统中的时空过程是一个逻辑缩小的、高度信息化的对象,从视觉、计量和逻辑上对过程对象在功能形态等方面进行模拟,信息的流动以及信息流动的结果,完全由计算机程序的运行和数据的变换来仿真。在海洋地理信息系统的支持下提取海洋现象或过程的各个不同侧面、不同层次的空间和时间特征,也可以快速的模拟海洋过程的演变和思维的过程。
海洋地理信息系统可视化将抽象的数据信息转化为静态或动态的图形图像,以便研究者能够观察其模拟和计算的过程和结果。可视化包括图像的理解和综合,用来解释图像数据和根据复杂的多维数据生成图像,交互是 “人—机”怎样协调一致的接受、使用和交流视觉信息。
海洋地理信息系统实现对海洋中时空过程及其关系的数值化模拟,使用户对于在时空中各时空过程有一个非常直观的感受。无论是在屏幕上展示一个可以无级缩放和信息查询的海洋表面温度变化过程,还是展现一个剖面的时间动态过程,对海洋现象的时空关系认识更为具体、直观。
因此,本服务从海洋标量场数据的网络服务这一需求出发,实现海洋标量场时空过程可视化和分析,实现海洋标量场数据的远程定位查询,海洋标量场时间变化的动态可视化表达,海洋标量场时间变化的趋势分析及时空变化的过程网络动态模拟。
在具体实现上,为了体现网格的特点,通过以实现具体功能的 Web Service 的功能服务和提供数据的 ArcGIS Server MapService 一起完成具体的功能服务。完成具体功能的 WebService 和提供数据的 ArcGIS Server MapService 都符合 Web Service 技术标准,具有通用性和扩展性。
海洋标量场数据网格服务模块主要是基于 ScalarDataServcie 这个 Web 服务的,下面将介绍该服务。
(1)ScalarDataService 服务。海洋标量场主要是海洋中一些只有数据值大小而无方向的数据,在表达中为了实现海洋动态的特点,主要分两个功能实现,一个是定点的海洋时间序列数据的动态过程可视化分析,主要以温度曲线的形式来实现; 二是实现海洋大面的场数据时间序列的动态模拟表达,以表达海洋表面的动态变化。本服务主要选择对海洋表面温度场和叶绿素场进行动态表达。
在该 Web 服务中实现海洋标量场数据的应用主要包含两个方面,一个是定点的海洋时间序列数据的动态过程可视化分析,主要以温度曲线的形式来实现; 二是实现海洋大面数据的时间序列的动态模拟表达。对于 ScalarDataServcie 这个 Web 服务中两个方面应用的实现流程如图 6.8,6.9 所示。
图 6.8 标量场过程曲线功能流程图
图 6.9 标量场大面动态模拟流程图
在具体编码过程中,按照上面的流程编写海洋表面温度和叶绿素的过程曲线功能和海洋大面标量场数据的动态演进功能,根据需要具体设置接口参数。
标量场数据三维网格服务模块的详细设计说明主要针对 ScalarData3DService 这个 Web服务,下面将具体说明 Web 服务 ScalarData3DService。
(2)ScalarData3DService 服务。该服务基于发布的海洋标量场数据服务(MapService或 GlobeService),从海洋标量场数据服务中检索出相应的数据,并根据检索得到的数据,生成剖面图以及三维展示效果图,实现对海洋标量场的时空变化分析。其效果如彩图6.3,6.4 所示。
气候变暖导致全球洋流以每10年15%的增长趋势加速流动
5.4.1.1 数据的语义表示框架地理空间数据从获取、处理到投入使用,实质上是数据生产者认识客观世界和数据使用者理解信息的应用过程。然而由于数据生产者往往没有提供空间数据的具体语义信息和在采集空间数据时的概念模型,而不同用户的认知水平又存在较大的差异,使得不同用户之间出现信息获取和信息理解的鸿沟。元数据技术虽然已在消除这一鸿沟方面发挥了积极作用,但并未提供数据生产者在采集空间数据时的概念模型,并因多数元数据系统均采用不支持自动推理的网络标识语言,使得用户对空间数据的获取和理解仍然存在很大的技术障碍。
另外,目前主要的基于分层和基于地理特征的数据组织方式仅仅提供了对象的几何和专题方面的信息,也并未显式地表达地理空间数据所蕴含的学科感知知识。由此,大大妨碍了不同学科领域信息的共享。鉴于包括海洋在内的学科用户对数据集理解的概念、分类系统有所差异,需要为地理数据使用者提供数据生产者的学科感知世界(杜云艳等,2008)。
语义丰富是信息集成过程中的两个必要任务中的第一个(图5.16),为了使数据服务具有语义信息,通过引入体的思想,提出一种基于本体的地理空间数据组织架构(杜云艳等,2008)。按照软件工程的思想和理念进行本体开发,并且给予这些本体进行数据语义标注,这样一来使得通过WFS发布的数据服务便具有语义信息。
图5.16 本体建模与数据语义组织
地理本体是指特定地理空间信息共同体概念化模型或学科感知世界明确的形式化规范说明(王敬贵,2005),在分析了不同学者提出的关于本体表达的三元组、五元组和六元组模型各自的优缺点基础上(Perez A G et al.,1999; Naing et al.,2002; Neches et al.,1991),并考虑到基于实例级别的本体建模的费时费力,本研究采用 “四元组” 模型 O =(ID,C,A,R)。其中,O 表示本体库,IDs 表示各本体对象的编码,C 表示本体概念,A是本体的属性,R 是本体之间的关系集。鉴于 protégé 的强大的表达及推理能力,采用它作为本体编辑工具。
本体建立是指根据特定目的和应用需求,将非形式化的知识,通过形式化的方法明确地描述领域内各种概念及其之间的关系、属性等并进行编码的过程。本体模型的建立是一项复杂的过程,需要众多领域专家的参与,并需要花费大量的时间,根据软件工程的理念,综合了现有的本体建模方法骨架法和 Methontology 优点的基础上(Uschold et al.,1995,1996; Mariano et al.,1997,1999),采用螺旋模型建立本体,其过程包括本体分析、本体表示、本体评价、本体建立、本体编码五个阶段,其总体框架如下图 5.16 左半部分所示。
(1)分析: 根据目的和应用范围进行本体分析。通过对相关的文献、论著、调查研究报告和图集等资料的搜集和整理,领域专家进行分析,并确定领域知识。
(2)概念化: 通过概念化形成一个概念模型以使得知识更具良好组织。
(3)形式化: 通过形式化语言使得概念模型更具体和可共享。
(4)评价: 评价每个本体的正确性与准确性。评价的准则主要有: 清晰性,目标性,一致性,完整性,可扩展性以及最小承诺原则(Gruber,1995)。
(5)编码: 因为采用的是四元模型,它不能对实例(对应于数据库中的记录)进行建模。如何使数据库中的记录关联到这些本体,是数据库记录具有语义信息? 一个连接ID 很有必要,通过这个 ID,语义信息和数据记录能够得到关联(这种关联可以使 1; n)。因此每个本体必须具有一个唯一的 ID 编码。这个编码还可以用于本体和数据之间的映射。
一旦本体库建立,实际的数据便可以通过参考这些本体进行组织。基于这种语义组织的数据的网络数据服务也就具有语义信息了,并且底层的关于语义的原数据也可以通过GetCapability 接口暴露。这样不仅数据,并且语义信息业可以通过标准接口进行获取。所有这些在网络上,使得数据更容易获取,更易于使用。
5.4.1.2 数据本体库
数据是信息共享和集成的基本对象,也是后续分析决策的根本依据。数据表征的是人们对现实世界的数字化表示。本研究中数据本体库目的就在于从数据方面,为海洋领域内提供一个能对海洋领域的数据的达到普遍认知的数据概念模型。
按照杜清运(2001)结构化多剖面的语义成分分析方法,对海洋领域的数据进行了如此刻画(图 5.17):[数据] = [数据专题] + [数据模式] + [空间形态] + [时间范围] + [空间范围] + [时间尺度] + [空间尺度] + [空间参考模型]。
这八个方面可以看成是表征数据的八个轴 ,类似于我们坐标系统中的 X,Y,Z 轴,通过这八个轴 + 加上具体的领域这个 “原点”,就形成了海洋领域内数据的一个语义参考系统。
图 5.17 海洋数据本体的语义构成
5.4.1.2.1 地理专题
地理专题表征的是海洋数据的是 “什么”,是数据的最主要语义因子,是数据的内在本质。不同的专题数据只能进行适合于它的分析才具有意义,某些模型也只能针对特定的专题数据进行分析。因此很有必要显式化的把这种知识表达出来。然而现有的模型或服务很少能将其中的参数明确定义到专题特性。因此地理专题本体即在这方面进行完善。
通常针对地理专题这种知识结构,常采用分类树的形式进行表达。对于海洋领域,目前有很多种不同的分类系统,可以根据要素来分类,也可以根据观测方式来分类,还可以按照传感器类型、观测原理等来分。
比如根据要素要素分类可以分为: ①水文参数: 常见的有水深、水温、盐度、海流、潮位、波浪、水色、透明度、海发光等; ②气象参数: 气温、气压、湿度、风速、风向、云(云状、云量)、降水、天气现象和太阳辐射等。③化学参数: 溶解氧(DO)、pH 值、化学耗氧量(COD)、悬浮物、营养盐(硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐和活性硅酸盐)、非离子氨、总氮、总磷、颗粒有机碳(POC)、颗粒有机氮(PON)、硫化物和重金属等。④地球物理参数: 海洋重力、海洋磁力、海洋地震等。⑤底质参数: 底质类型、粒度、pH 值、Eh 值、总有机质、总氮、总磷和硫化物等。⑥生物参数: 微生物、叶绿素 a、浮游植物、浮游动物、游泳生物、潮间带生物、底栖生物等。⑦人类活动参数: 养殖、捕捞、陆源污染物等。
根据观测方式分类: ①定点观测: 台站和锚定浮标站; ②大面观测: 在调查海区内,按月或季度的定点观测; ③断面观测: 在调查海区布设几条有代表性的观测断面,在一定时间内于断面上各站观测一次的资料; ④随机观测: 商船的航路观测,调查船走航观测等; ⑤遥感观测: 根据观测内容可分为水温、水色、海面高度和有效波高。
按数理概念分类: ①确定性资料,可利用明确的数学关系式来描述。它有可分为周期性和非周期性。②非确定性数据,即随机数据。
综合这几种分类方法来看,按要素分类是最能体现数据含义的分类系统,而其他分类方法多数是从外在的一些元数据信息上进行分类。因此本书采用的是按要素进行分类。在要素分类上,目前也有不同的分类体系。本书在参考了 NASA 的 GCMD(Global Change Master Directory )分 类 系统 以及 Semantic Web for Earth and Environmental Terminology(SWEET)的本体构建的思想的基础上,综合按照国家海洋信息分类与代码(HY/T075—2005)及 908 中国近海海洋综合调查评价专项指定的 《归档文档材料整理规则》 中对学科要素类目细表的规定,构建了海洋数据专题目录树(图 5.18)。该目录树参照传统动植物分类法,按 “领域 - 门类 - 大类 - 中类 - 小类”整体纲目进行组织。整个的目录树可以进行方便的扩展,比如今后随着观测手段的发展,可能会有新的数据类型填补进来,这时可以按照这个参考树,在适当的位置添加节点。比如有可能 Argo 有可能出现新的类型,这时可能需要对 Argo 进行分类,从 Argo 派生出新的类型。这样目录组织使得数据清晰,而且具有良好的扩展性。
5.4.1.2.2 数据模式
有时仅仅知道数据专题类型可能还不够,有些模型可能紧耦合于一些特定的数据模式。比如某个土地利用开发强度评级模型要求的土地利用分类级别必须是某种分类级别,这种情况下想使用另一种分类级别的土地利用数据来进行土地利用开发强度评价就出现问题。因此,对数据模式的显示化表达也很有必要。
数据模式则表达的是构成数据本质属性的组织结构。通常对于某种专题数据,对它的组织结构的认知会在一个领域内能形成一个共识。比如在海洋领域一提到海流数据,海洋专家脑海里对这个海流数据内部的组织结构有个大体感知: 比如它包含哪些信息构成,每个信息所指代的含义。数据模式本体的目的就是通过把这个存在于专家脑海中的对数据组织结构的共识显式化地表达出来,形成共享的全局模式。在此基础上,本地用户可以基于共享模型,进一步扩展定义自己的局部模式,并明确自定义模式与个共享模式的映射关系。通过这个全局的共享模式,使得各种不同的本地模式之间得以关联,从而支持数据之间的共享和互操作,为后续的智能化数据处理、集成分析提供语义基础。
图 5.18 海洋数据专题分类概念图
数据模式的显式化表达即捕捉领域内的达成共识的数据组织结构,主要是包含的字段,字段类型以及字段的度量或分类系统等。其中对每个模式内部字段关联的度量或分类系统则参考在 “其他”本体中定义的一些本体,具体如图 5.19 所示。
图 5.19 数据模式本体模型
5.4.1.2.3 地理空间形态
地理空间形态是对数据所指代的地理对象的空间特征认知的形象化符号表达。通常地理对象在不同的尺度会有不同的形象化认知。比如对于河流,大比例尺下可能会被认知为面状,但是在小比例尺下会被认知为线状。对象的不同的符号化表达,其蕴含的信息量是不一样,其所支持的操作分析也不一样。因此有必要对这种形态特征显式化表达出来,为数据的准确分析和模型的正确运行提供支持。
在本地理空间形态概念模型中,暂不考虑不同空间形态之间存在的空间拓扑关系。对于是特征数据(矢量),其高层部分参考 ISO 19125 的简单要素模型进行组织; 而对于场数据(栅格)部分,则只划分为矢量场和标量场两大类。底层部分则是在高层抽象的基础上采用继承派生的方式,构造海洋领域的底层领域地理空间形态本体。在海洋领域目前已经有比较成熟的抽象模型,本研究主要参考 ArcMarine 的数据模型进行本体组织。
5.4.1.2.4 地理空间参考
地理空间参考表达的是地理事物数字化的转化为地理数据时的在地理空间上的转换方式。尽管这个信息很少用在信息发现上,但有时某些处理模型则可能只针对特定的坐标参考类型的输入才有效。
数据的空间参考信息的表达,可以通过参考知识库(在地理对象本体库)中定义的一些空间参考系统来刻画。
5.4.1.2.5 空间粒度
空间粒度对于矢量数据一般指比例尺大小,可以用比例尺度量来表达; 而对于栅格数据则指像元大小,则可以用空间长度度量来表达。这种空间粒度信息在服务发现集成中也有作用,通常由大比例尺可以通过概化得到小比例尺数据,高分辨率数据可以通过重采样成低分辨率的数据。服务发现时便可以根据这个知识进行扩展查询,并根据这个知识对数据进行相应的处理,以满足需求。
5.4.1.2.6 地理空间范围
地理空间范围表征的是数据所指代的事物在现实空间中的延伸。任何事物都离不开空间而独立存在。因此数据的空间范围具有重要作用。地理空间范围是在地理空间数据发现和检索中经常用的一个条件,很多用户会通过空间范围来定义他们感兴趣的对象。
鉴于地名对象常被用来对地理空间位置和范围进行描述,因此地理数据的空间范围也可以通过参考一个地名对象的方式来进行表达。当然,用户也可以通过自定义的范围来对数据的地理空间范围进行表达。通过这种表达,在基于空间范围的查询时,便可以基于地名对象或者用户设定对象之间的一些关系对服务匹配发现提供一定的依据。
5.4.1.2.7 时间范围
时间范围表征的是数据所指代的事物在时间上的延伸。同空间一样,任何的事物也不可能离开时间而独立存在。时间跨度同样是数据(尤其是对海洋这种动态多变的数据)发现中起重要作用。
5.4.1.2.8 时间粒度
时间粒度对于测量数据一般指测量的周期,而对于模型反演等数据则一般指平均的粒度。时间粒度可以用时间段度量来表达,比如年、月、日等。时间粒度之间的语义关系可以用于数据的发现。比如通常可以由细粒度的数据计算出粒度粗的数据。
复杂性状遗传基础研究已经取得的研究成果有哪些?越详细越好!!!急!!!
随着气候变化,海洋正在变暖,而且流经海洋的洋流也在加速——从1990年到2013年,每十年大约加速15%。之前,许多科学家怀疑更快的海风正在推动加速。但一项新的建模研究指出了另一个罪魁祸首:海洋自身从上到下变暖的趋势,导致水流更快的表层收缩,就像动脉阻塞中的血液一样。该研究表明,气候变化将继续在洋流中加速,这可能会限制海洋可以捕获的热量,并使已经受到压力的海洋生物的迁徙变得复杂。大西洋的墨西哥湾流这样的洋流是海洋生物的高速公路、热量的引导者和风暴的驱动者。在很大程度上由风驱动,它们中的每一个移动的水量与世界上所有河流的总和一样多。而且,尽管海洋吸收了全球变暖引起的能量 90% 以上的热量,但直到 2020 年,几乎没有证据表明这些洋流正在发生变化。
最新研究还表明,在大部分海洋中,约 400 米左右的低层水域,会随着温暖的上层水域越来越多地承担运动而变慢。然而,胡并不那么肯定。Argo 漂浮物(一组已在海洋中漂流近 20 年的机器人仪器)的测量结果显示,地表水流显着加速,而在较低深度则适度增加。
但如果洋流确实变得越来越快,越来越浅,这对地球有很多影响。例如,浅而快速的洋流最终可能会限制海洋吸收多少热量,导致更多多余的热量留在大气中。海洋微生物和野生动物可能会受到更浅、更热和更快的地表水的影响。鉴于加速是由持续的变暖推动的,这意味只要人类继续排放温室气体,这些趋势在未来很可能还会继续。
Argo计划(Argo)
Argo计划是由美国等国家大气、海洋科学家于1998年推出的一个全球海洋观测试验项目,旨在快速、准确、大范围地收集全球海洋上层的海水温、盐度剖面资料,以提高气候预报的精度,有效防御全球日益严重的气候灾害(如飓风、龙卷风、台风、冰暴、洪水和干旱等)给人类造成的威胁。
Argo是英文“Array for real-time geostrophic oceanography(地转海洋学实时观测阵)”的缩写,通俗称“ARGO全球海洋观测网”。 ARGO计划构想用3年至4年时间(2000年-2003年)在全球大洋中每隔300公里布放一个卫星跟踪浮标,总计为3000个,组成一个庞大的Argo全球海洋观测网。一种称为自律式的拉格朗日环流剖面观测浮标将担当此重任。它的设计寿命为4年至5年,最大测量深度为2000米,会每隔10天至14天自动发送一组剖面实时观测数据,每年可提供多达10万个剖面的海水温度和盐度资料。
Argo全球海洋观测网建设受到了世界各沿海国家、大气科学家的青睐,被誉为“海洋观测手段的一场革命”,实现了长期、自动、实时和连续获取大范围、深层海洋资料的能力,可从根本上弥补天气预报中对海洋内部信息缺少了解的局面,从而会在很大程度上提高天气预报的精确度。
ARGO计划的介绍
一、启动海洋实时观测计划 大洋观测网试验(ARGO)是由美国、加拿大、日本等国家大气、海洋科学家于1998年推出的一个全球海洋观测计划,旨在快速、准确、大范围收集全球海洋上层的海水温、盐度等剖面资料,以提高气候预报的精度。6月份我国投放了第一个ARGO浮标,标志着我国正式加入ARGO计划,获得了共享全球ARGO浮标获得的数据与资料的权利和义务。
二、“中国大陆科钻1井”初战告捷 被称为“伸入地球内部的望远镜”的国家重大科学工程“中国大陆科钻1井”历时10个月,于5月20日顺利完成先导钻孔任务,并取得了2000米十分珍贵的新鲜连续岩芯及液、气态样品、原位测量数据,进行多学科综合研究,揭示大陆造山带深部物质组成与结构构造,研究超高压变质带形成与折返机制,探索深部流体与生物圈。
三、在《科学》杂志公布水稻基因组框架序列图 中国科学院、国家计委、科技部于2001年10月12日联合宣布,具有国际领先水平的中国超级杂交水稻(籼稻)基因组“工作框架图”和数据库在中国完成。2002年4月5日出版的《科学》以专题报道的形式发布“水稻(籼稻)基因组的工作框架序列图”及其相关研究进展。公布后近3个月内水稻基因组数据已被全世界至少全部下载556次(来自21个国家)。通过该项研究,可获得大量的水稻遗传信息和功能基因,有助于了解小麦、玉米等其它禾本科农作物的基因组,从而带动整个粮食作物的基础与应用研究。
四、C60纳米材料与纳米结构研究获重要进展 对分子结构和取向的直接观测是单分子科学中一个重要且富有挑战性的课题。我国科学家通过将C60分子组装在一单层分子膜的表面,利用扫描隧道显微镜首次获得能够分辨C-C双键和单键的C60单分子图像;发现二维C60点阵的一种新的二维取向畴结构,该畴界完全由C60分子取向的不同所引起,沿该畴界无结构缺陷,并且畴界上C60分子同时保持位置平移序和键取向序。该项成果正式发表在英国《自然》杂志。
五、在我国发现最古老的大洋地壳残片 我国科学家与美国科学家合作,在我国华北中部和辽西地区发现形成于25亿年前、世界上最古老的保存良好的大洋地壳残片(蛇绿岩)。该研究成果发表在2001年5月11日美国出版的《科学》杂志上,引起国际地球科学界的关注和强烈反响,该杂志发表评论称“中国人的发现推动了板块构造”。
六、研究确定全球二叠系——三叠系界线层型(国际标准) 中国浙江省长兴县煤山剖面日前被国际地质科学联合会正式确定为“全球二叠系——三叠系界线层型剖面和点位(俗称‘金钉子’)”,这意味着地球发展史上的重大断代标志出现在中国。我国科学家提出以牙形石作为全球二、三叠系界线新标准,在煤山剖面建立了全球最完整的牙形石序列,证实了当时的生物大灭绝是由一次特大灾害事件群所致。该成果已成为国际标准,被全球采用。
七、将巨颅兽哺乳动物的历史向前推进4500万年 中科院古脊椎动物与古人类研究所在研究云南禄丰的化石时,发现巨颅兽生活在距今1亿9千5百万前,这项发现使这类哺乳动物的历史向前推进了4500万年,达到侏罗纪早期,从而改写了哺乳动物的早期历史。
八、发现人脑与学习、记忆功能有关的新区 该新区被美国有关专家称为“舒氏区”,这一发现引起国际医学界强烈反响。医学界人士认为此项发现,对某些学习记忆障碍的疾病提供了发病机理的新线索,并将对推测学习记忆减退的疾病(如老年性痴呆等)起重要作用。
九、参加生命科学“登月计划” 我国科学家于2000年4月完成了3号染色体短臂上的3千万个碱基对的工作框架图(约占全人类全基因组1%区域的任务),我国在这项被称为生命科学“登月计划”的国际合作项目中占了一席之地,成为参与这一计划的唯一发展中国家。
十、中国东部南北样带研究取得重大进展 中国东部从南到北气候与生态环境变化很大,形成世界上独特完整的以热量梯度驱动的植被连续带,这是其它任何大洲都无可相比的,对于全球变化增温效应的气候—生态系统研究是最理想的天然实验场。目前“中国东部陆地农业生态系统与全球变化相互作用机理研究”已被国际地圈生物圈计划(IGBP)之全球变化与陆地生态系统计划(GCTE)列为核心研究项目,其中的中国东部南北样带被列为IGBP的第15条国际标准样带。
在其他领域基础研究也取得了许多成果,如:转基因山羊体细胞克隆羊诞生;在国际上首次把氮化镓制备成一维纳米晶体;研制成功基因重组人胰岛素;制备出长度达2-3mm的超长定向碳纳米管阵列;实现冶金过程晶粒细化调控,将钢的强度提高1倍;获得新型化学驱油剂,可使石油采收率提高5%至15%;研究开发出气孔振荡抗旱剂,在干旱年份可使半干旱地区作物产量提高1至2倍;等等。同时,一些创新研究成果在国际上崭露头角,形成重要影响。如疾病基因组研究达到国际先进水平;光电功能晶体研究水平不仅继续保持国际领先地位,而且首先实现了200nm-193nm光谱区的有效功率输出;等等。
功能展示
ARGO计划(ARRAY for REAL-TIME GEOSTROPHIC OCEANOGRAPHY)通俗称“ARGO全球海洋观测网”。是由美国等国家大气、海洋科学家于1998年推出的一个全球海洋观测试验项目,构想用3年至4年时间(2000年-2003年)在全球大洋中每隔300公里布放一个卫星跟踪浮标,总计为3000个,组成一个庞大的ARGO全球海洋观测网。旨在快速、准确、大范围地收集全球海洋上层的海水温、盐度剖面资料,以提高气候预报的精度,有效防御全球日益严重的气候灾害给人类造成的威胁,被誉为“海洋观测手段的一场革命”。服务发展趋势
7.2.2.1 基本功能模块该模块主要包括地图浏览、量测、查询检索、Web 地图服务的查询检索及动态可视化等功能。其中 Web 地图服务的查询检索及动态可视化功能,可以通过数据资源名称和空间范围进行资源的查找,输入要查找的资源名称,以 Argo 为例,弹出图 7.5。
图 7.5 按名称查询结果
在以上查询结果中,选择某一对象,然后点击 “加载显示”,该数据资源就可以添加到当前视图中。如彩图 7.2 所示,选择 “Argo 数据”。
该网格平台还提供了按照空间范围查找网格资源的功能,图 7.6 给出了按照空间范围查找网格资源的结果列表。在该查询结果中,选择某一对象,点击 “加载显示”,就会将该数据资源添加到当前视图中 7.3。
图 7.6 按空间范围查找结果
7.2.2.2 海洋环境信息网格服务模块
该模块主要包括三部分: Argo 数据、海温数据和海流场数据。
(1)Argo 数据: 在海洋环境信息网格服务功能区点击 “Argo 数据”标签进入,主界面如图 7.7 所示: ①首先按照综合条件查询满足要求的 Argo 浮标,查询结果会动态添加到 Step2 的 Argo 浮标编号列表框中。如,投放洋区选择全部,时间范围选择2005 年1 月1号到 2008 年 12 月 5 号,空间范围如图 7.7 所示,点击查询,结果如图 7.8。②在 Argo 浮标编号列表中,选择某一浮标编号,点击 “瀑布图”,弹出彩图 7.3。③除了通过综合条件查询浮标外,也可以通过工具栏中的框选 Argo 浮标,选择具体的 Argo 浮标,然后在绘制瀑布图。
(2)海温数据: 在海洋环境信息网格服务功能区点击 “海温数据”标签进入,主界面如图 7.9 所示,该功能主要是表达某一时间段内,某一点、线、面空间位置的海表面温度变化信息。①选择时间范围(起始时间要早于终止时间)。首先在 “起始时间”列表框中选择起始时间,如,2006 年 1 月,然后在 “终止时间”列表中选择终止时间,如,2006 年 12 月。② 首先利用画点、画线和画面这三个工具,在视图中画点、线、面。如,选择画点工具在视图中某一空间位置画点,然后点击 “温度曲线”,弹出如图 7.10 界面。③选择画线工具在视图中画一条橡皮线,点击 “温度剖面线”,弹出如彩图 7.4 所示界面。④选择画面工具在视图中勾画一个橡皮框,点击 “温度动态可视化”,弹出如彩图7.5 界面。
(3)海流场数据: 在海洋环境信息网格服务功能区点击 “场数据”标签进入,主界面如图 7.11,该功能主要是实现用户本地场数据的上传和可定制的可视化表达。①上传文件。用户可以把本地的场数据(.txt,.nc)上传到服务器端,然后进行可视化。②设置绘制箭头的样式并绘制。可以设置绘制箭头的线形、粗细和颜色。如,本地有 autom.txt 这个文件,首先在 Step1 中,浏览到该文件,然后在 Step2 中设置绘制箭头的样式,点击 “绘制”,用户本地的数据就可以实时的绘制到当前视图中(彩图 7.6)。7.2.2.3 分析模块(1)点击 “空间分析”标签,进入如图 7.12 所示界面:
图 7.7 Argo 数据主界面
图 7.8 Argo 浮标查询结果(有问题)
图 7.9 海温数据主界面
图 7.10 温度曲线界面
图 7.11 海流场数据网格服务界面
图 7.12 空间分析界面
(2)上传文件: 主要可以上传 .img,.tif,.jpg,.png,.bmp 的栅格文件。以 .img的栅格影像文件为例。点击 “浏览”,找到需要上传的文件,点击 “上传数据”,上传的文件会自动加载到当前视图。
(3)空间分析: 下拉列表中,可以选择空间分析的类型,包括 Slope,Contour,As-pect。以 Counter 为例,在下拉列表中,选择 Counter,然后在文本框中,输入生成等值线的间隔,如 500,然后点击 “空间分析”,得到结果见彩图 7.7。
(4)对于生成的等值线文件,可以下载,点击文件名,就可以下载生成的文件。
(5)在 “数据资源列表” 中,选择刚生成的等值线文件图层,然后点击 “删除图层”,可以移除刚生成的等值线文件。
用浮标造句(大约30个左右)
(一)服务网络化程度增高基于网络及综合性数据库的一站式服务广泛普及,海洋科学数据网络化服务更加普遍。2005年,国家海洋科学数据共享工程平台落户青岛市,将建成为青岛市乃至全国各有关单位提供科技信息资源的共享。平台建成区域海洋科学数据共享服务体系,满足海洋科学数据共享服务需求。具体目标为将分属于不同单位的物理海洋专业数据库、海洋地质数据库、海洋生物数据库建成基于INTERNET网络的分布式的海洋数据共享服务平台,建成后,驻青涉海的科研单位的大型数据库将通过该平台实现共享。其中部分数据将在网站公开发布并供查询。
北海区海洋科学数据共享平台提供海洋科学数据的在线共享服务,共享数据分为以下几大类:海洋基础信息、海洋信息产品、监测预报数据、海洋元数据信息等,每个大类中又包含若干子类。顾客可以通过点击网站上的相应链接来浏览和查询各类数据的概况,包括数据时空范围、在线数据量、数据格式说明等。北海区海洋科学数据共享平台数据统计如表5-1所示。
表5-1 北海区海洋科学数据共享平台数据统计
续表
由此可见,海洋科学数据的网络化服务将成为主流,服务的网络化一方面提高了科学数据的服务效率;另一方面实现了科学数据的分级分类共享。
(二)海洋科学数据服务的管理体系规范化
“海洋科学数据共享中心”项目,时间为2005~2008年。其建设目标为建立起国家海洋科学数据的管理与共享协调机制和技术保障体系,包括组织保障体系、政策法规体系、规范标准体系,建立一支稳定的、高素质的海洋科学数据管理和服务的人才队伍;建立国家海洋科学数据中心为核心的共享数据库系统,把全国重要涉海部门的海洋数据资源纳入海洋科学数据共享系统;建立结构完整、技术先进、高速高效的海洋科学数据共享服务网络平台,形成国家、专业优势或区域级共享平台组成的分布式共享网络体系。
北海区海洋科学数据平台由北海区信息中心负责管理,同时还负责北海区海洋信息网络系统建设、管理与维护;海洋信息资料的统计、分析与处理,并提供相关信息产品;北海区海洋档案的汇集、管理、质控、归档、报送以及对资料产出单位的档案工作进行监督、指导与协调。
海洋科学数据从收集到服务均由专门的部门或工程来统筹规划,海洋资料数据信息服务的内容、顾客、安全、质量等都应有相应的政策法规给予支持,为科学数据共享实现提供保证。
(三)海洋科学数据共享业务化服务
国家海洋信息中心建成了全球Argo浮标资料业务化运行系统,能够对Argo浮标资料自动下载、处理和入库;能够对Argo浮标的投放和运行状况监视;能够对全球Argo浮标资料进行标准化处理、质量控制、数据库管理、产品开发、并与全球Argo资料中心准同步发布;实现了Argo浮标资料共享服务的业务化运行。服务包括了在线服务、资料的处理与服务、资料产品的开发与服务。
一、人类,犹如一支浮标,任何风浪也无法使它沉没。
二、烈日下,一老翁坐在岸边,两眼一动不动的盯著河面的浮标,从日出到日落,依然两手空空,老翁却怡然自得,乐在其中。
三、在港口内设置的系泊浮标
为船只提供系泊地方
利便船舶与趸船间搬运货物.
四、它可储存32种闪光灯质,(lishixinzhi)适用作小型岸标灯、浮标灯以及公路障碍灯。
五、现代反潜直升机上装有灵敏的吊放式声呐或声呐浮标。
六、通过AIS信息21
AIS航标可以将浮标的实际位置直接播发出去.
七、主航道乙段从11号灯浮标到22号灯浮标.
八、一根短链提供船上作固定浮标之用。该短链有浮标连接卸扣、普通链环、加大链环、末端链环和连接链环。
九、大多数海浪发电系统都使用漂浮浮标设备的曲线运动来发电,或者通过海浪波峰波谷的机械运动发电。
十、灯塔、灯船、标杆、浮标及一切有关航行标志之位置变更,或应发之灯号、信号、声号、失去常态或作用者。
十一、一些佚事表明鱼类喜欢在浮标附近聚集,从而吸引了捕鱼船到来。
十二、在离海岸200英里的海中布设浮标站网.
十三、鲜京电信已引进一套利用浮标状超音波传输器的服务,可将传输器的一端连到手机,另一端连到钓线。
十四、他躲开码头边上的船只,根据浮标找到了驶离港口的主航道。
十五、人意识到自己有特殊的力量,面临险阻时就像有浮标可支持人度过,有助于平抚日常的忧惧,摒挡内心的愁苦。
十六、他们正在测试的仪器包和浮标,将连接到光纤网络中的一部分。
十七、在去年春天,巨型浮标连接上能源网,之后,这些浮标会将40千瓦的电力输送会海岸。
十八、实验室的一个角落里放着一个高高的浮标,看上去就像一节巨大的铜帽电池。
十九、根据流刺网及浮标竿之原理,使其维持直立状态漂浮于水面上。
二十、将抛锚短索、卸扣浮标吊给起锚船。
二十一、铰接式浮标作为一种新型助航标志越来越受到海监部门的欢迎。
二十二、在强流区定点系留浮标时,作者建议采用一种有助于克服强流影响的系留方式。
二十三、这个浮标在浅水里漂来漂去。
二十四、空气在向下运动过程中受到浮标向上的推力,使阀球将阀门里的气舱密封住,这样迫使气流进入雾笛。
二十五、结果表明
利用Argo浮标所在海区的气候学数据对Argo数据进行质控是比较有效的方法之一.
二十六、浮标在水里漂来漂去。
二十七、俗话说:“失败乃成功之母。”在一次次失败中,我汲取了许多的经验。终于,在又一次浮标下沉时,我敏捷的提起鱼竿。啊,鱼儿!虽然它很小,可我能钓到鱼就满足了。我呀,别提有多高兴了!
二十八、根据反潜直升机反潜作战的特点,对反潜直升机使用无线电声纳浮标对指定海域实施 *** 搜索时声纳浮标的使用方法和监听方法进行了探讨。
二十九、明晃晃的鱼钩、女人的笑大口吞咬我的躯干,而我,超炫的黑色装扮,把浮标般到处乱抛的*房研磨成泡沫。
三十、经北海海上搜救中心核实
19日13时许
装载钢卷的宁波籍货船“汉陆16”出港时
在铁山港航道3号浮标东侧约100米处沉没
船上7名船员遇险。
今天关于“argo浮标的工作原理”的讨论就到这里了。希望通过今天的讲解,您能对这个主题有更深入的理解。如果您有任何问题或需要进一步的信息,请随时告诉我。我将竭诚为您服务。