潮声丨赤道太平洋“发烧”了，谁在给它量体温？
赤道东太平洋“发烧”了——
10月9日，国家气候中心发布信息，称监测显示超强厄尔尼诺事件已于9月正式形成。预计未来三个月赤道中东太平洋海表温度将继续升高，在秋末冬初达到峰值，此次厄尔尼诺事件将成为有系统性监测以来最强一次。
图源：地球知识局
大海“发烧”了，谁给它量的体温？答案是四千多个藏在一千米深海、每10天下潜又上浮一次的浮标。它们每次上浮，都是在给大海量一次“体温”；卫星遥感也能测海温，只不过是表面，而表面以下主要靠这组名为Argo（地转海洋学实时观测阵，又称全球海洋观测试验项目）的浮标来测量。
这份“体温表”，每天会准时传到杭州保俶北路的一间办公室里。
每天早上，自然资源部第二海洋研究所正高级工程师刘增宏到这里的第一件事就是打开电脑，看一眼那套一天到晚都在运转的系统。
这套系统叫Argo浮标数据接收处理分发系统，是刘增宏带着团队建起来的。中国布放在各大洋的浮标，每有一个浮出海面，数据就通过卫星传到这里。
他随手点开当天传回的一条数据，指给记者看。这是一个深海浮标完成的第60次观测数据。屏幕上的数字按深度排列，从海表直到五千多米深度。到了这个深度，水温只有一点几摄氏度。
这样的浮标，截至今年3月，全球各国部署在海上工作总共有4419个。浮标的模样像一枚鱼雷，重约二三十公斤，靠改变自身体积在海里浮沉。平时，浮标在一千米深处随海流漂流，每10天左右下潜到两千米，再缓缓上浮，一边上浮一边测量海水的温度和盐度，到达海面后通过卫星把数据传回来，然后再次下潜。
浮标传回来的这些数据，支撑着每天的天气预报，以及台风路径和厄尔尼诺事件等的监测。
一张全球观测网，中国人也在织
刘增宏办公室里每天自动运行的系统，保证中国布放的浮标数据能够实时传输、准确处理、快速分发。
2002年，我国正式成为全球Argo计划成员国，目前全球有近30个国家共同建设这张全球实时海洋观测网。刚加入国际Argo计划时，懂这项技术的人，全国都没几个。刘增宏受命到美国学习浮标观测和数据处理技术，在华盛顿大学和美国国家海洋与大气管理局的实验室培训了两个月。回国后，任务摆在眼前——建中国自己的数据系统。
刘增宏在美国华盛顿大学和美国国家海洋与大气管理局的实验室培训期间。受访者供图
“不能把数据交给国外处理，那就完全受制于人了。”
刘增宏的专业是海洋，计算机是现学的。要把代码，移植到一种没有图形界面、全靠敲命令的操作系统上。他买来计算机书籍，一边啃一边编译，硬是把系统跑了起来。2003年，依托海洋二所中国Argo实时资料中心成立；同年，中国研发的Argo浮标数据接收处理系统投入运行，中国数据首次出现在全球Argo资料中心。
跟刘增宏一起盯着这套系统的，还有团队里的高级工程师卢少磊。他2014年进所，每天要检查前一天浮标数据是否传回。若没传回，就要排查原因——是浮标自己出了故障，还是通讯出了问题。一部分浮标的数据通过北斗卫星传回位于临安的地面接收站。卢少磊说，这两年他们发现，5G基站的信号会干扰北斗卫星的数据接收，这个问题还在想办法解决。
全副武装的生物地球化学Argo浮标。受访者供图
传回的数据也不能直接用。卢少磊说，有一次某条浮标剖面观测出5米深处水温为25℃，10米深处只有15℃。10℃的跳变不合常理。他要翻阅整条剖面，判断是哪一层的数据出了问题，标记出来，提醒用数据的人注意。
“我们有点像医院的化验科。”卢少磊说，“看病诊断是医生的事，但化验单上的数字必须靠得住。”
位于海洋二所的北斗剖面浮标数据服务中心，是国际Argo组织认可的全球三个浮标数据服务中心之一，跟法国图卢兹的ARGOS地面站、美国马里兰的IRIDIUM地面站并列。每天收集的不光是中国的浮标数据，还有从全球中心收集的其他国家浮标数据，再“严选”一遍，推送给国家海洋环境预报中心这样的业务部门。全球浮标每个月传回一万多条剖面数据，还会被加工成网格化的数据产品。
数据一接收到，快速检查一遍，就要立刻分发出去，各国的预报部门都等着使用。海水温度时刻都在变化，数据每晚一刻分发，其时效性就随之降低。每隔6个月，团队还会把同一个浮标的数据仔细检查一遍，有些问题只有通过长时间的比对才能发现。
“体温”怎么量得准
从2002年算起，国内十多家涉海单位累计布放了621个浮标，每个浮标的寿命为3至5年，目前还在海上工作的有77个。
中国最早的一批浮标是刘增宏和同事们亲手放进海里的。2002年12月，我国首次派出专门调查航次布放浮标。刘增宏当时是航次主要技术骨干，目的地是菲律宾以东海域。船上一共5个人，在海上二十几天，24小时轮班，船快到站前一小时，就得起来做准备：给浮标开机，检测它工作状态，确认无异常后进行布放。
浮标布放位置是有设计的。国际上每天更新浮标分布图，哪里有空缺，就鼓励成员国去哪里布放。浮标散得越开，这张网测得越准。
浮标布放时，要做比测。电子传感器会老化，也会受环境影响，不能保证它在海上测量一直准确。怎么验证？需要可靠的办法。船载的高精度设备用缆绳缓缓放进深海，设备上挂着一圈采水瓶，到达指定深度采集海水，带回实验室，用更精密的仪器测出盐度。实验室测出来的数据，就是“标准答案”。用这个“标准答案”去比对船载设备测量值的精准度，船载设备准了，才有资格去验证浮标的数据。
浮标入海后会随流漂走，调查船不会一直跟随观测。布放前的比测，验证的是浮标的“初始状态”，入海时数据准确了，之后的数据质量才有保障。
为什么费这个劲？“不能全部相信传感器，温度计也会出问题。”刘增宏说，“错误的数据混进来，会污染整个数据库，科学家就可能得出错误的结论。”
“最早中国的浮标全从美国、法国进口，连数据处理软件也是从国外移植的。”刘增宏说，“一旦国外断供，就没法观测了，科技要自立自强，这是必须走的路。”2014年，团队开始推动国产北斗剖面浮标的研发，但国产浮标要进全球数据系统，必须拿出令人信服的比测和长期验证结果。刘增宏带着团队设计验证方案，通过海上长期比测和技术反馈，推动了国产HM2000型浮标获得国际认证，实现了国产海洋装备在大型国际合作计划中“零”的突破。
刘增宏在处理工作。记者 李洁薇 摄
他给记者看了一张图，是比测留下的记录：同一个地点放下去两台浮标，一台的盐度数据和船载设备对得上，另一台则误差较大。他们检查出那台较大误差浮标的传感器校正系数出了问题，使得观测的盐度数据出现了偏差，“传感器会老化，但只要‘老’得有规律，比如数值稳定地往一个方向偏，就能算出规律，校正回来。怕的是毫无规律地乱跳，那就救不回来。”
也是在这一次次比测中，刘增宏他们积累了丰富的使用浮标经验，这些经验可以反馈给研制浮标的人。上浮速度为什么要控制在每秒10厘米左右？因为传感器有响应时间，上浮得太快，观测到的其实是前一层的水。传感器为什么装在浮标顶部？因为浮标是在上浮过程中观测数据的，装在顶部才能采集没被搅动过的海水。“这些用设备的人不教，研制设备的人不知道。”他说。
浮标在海里漂着，数据每天往回传。传回杭州，第一步便是解码。不同国家、不同厂家、不同版本的浮标，编码格式全不一样，遇到特别复杂的，写一套解码代码就要将近一个月。系统建好后每天自动运行，但刘增宏还是习惯每天看一看——今天回来多少数据，系统运转正不正常。
曾经有十几台浮标同一天集体失联，刘增宏觉得不合常理——浮标不可能约好了同一天“寿终”，“一查，不是浮标坏了，是通讯环节出了问题。这种情况，系统不会报警，得靠人去发现。”
从2002年到现在，刘增宏一直在干这一件事。他带领团队做出的数据系统，让中国成为第九个有能力实时接收、处理和分发Argo浮标观测资料的国家。2024年，他被授予“国家卓越工程师”称号。
量出“体温”，能预见什么
刘婷是海洋二所的研究员，做厄尔尼诺预测。她做的事和量“体温”的人正好接上——“他们测现在发生什么，我们告诉你未来会发生什么。”
2016年，刘婷博士毕业来到所里。她博士读的是大气科学，研究的是大气环流和气候系统，当时所里刚启动厄尔尼诺预测研究，这块过去是空白，任务交给了刚进所的她，一边学，一边做。
刘婷在做预测工作。记者 李洁薇 摄
她做预测靠的是数值模式，每月1日，她把当前海洋和大气的状态数据输入模式，让超级计算机算一遍未来12个月太平洋海温会怎么变。顺利的话，整个过程四五个小时可以完成。输进去的这些数据里，就有全球浮标传回的海温观测数据，由国际Argo资料中心统一收集、加工成网格化产品后，向各国研究人员免费开放。
刘婷每天的工作，就是跟代码打交道。代码跑不通时，一个问题调一两天是常事，调一两周也有，甚至一个月都搞不定，“这都是常态”。
厄尔尼诺的预测是国际气候学研究的前沿和难点，国外从2012年开始就开展多个模式的联合预测。在2015/16年发生了一次超级厄尔尼诺，当时全球主要的机构都没有给出准确的预测。随后我们国家也立项相关科技项目，启动了我国的厄尔尼诺多模式集合预测研究。海洋二所是国家气候中心之后国内第二家开展相关研究的机构，所里联合中国科学院大气物理研究所和海洋研究所，组建了一个5个人的团队，历经4年时间完成了预测系统的搭建。“你可以把模式理解成不同的专家。”刘婷说，5个专家给出5个意见，综合起来，优势可以互补，最后的判断相对更客观。这是国际上通用的多模式集合方法，一般机构只运行一个模型，他们跑了5个。如今这套系统已经投入业务化运行。
2020年10月，刘婷团队开始对外发布预测。准不准，要和国际上最先进的比：他们和北美多模式集合做了同期对比，按专门的评分标准，他们的预测水平更好，还明显改善了一个业内公认的难题——春季预报障碍。任何一个模型的预测技巧在经过春天都会快速下降，他们用五模型集合把这个下降速度压了下来。目前，这套系统每个月发布预测结果，每年参加国家气候中心和国家海洋环境预报中心的会商，为国家防灾减灾提供预测保障。
每年春秋两季，全国主要机构带着各自的预测结果开气候会商，结论报给防灾减灾和气象部门。今年3月的会商，各机构基本都判断今年年底会发生一次厄尔尼诺。9月，刘婷团队给出预测：今冬这条线可能超过2.5℃，国际主要机构的预测也大致一致。
厄尔尼诺在冬季达到顶峰，它的影响却更多在第二年显现。刘婷说，厄尔尼诺的影响效应往往具有滞后性。从统计上看，厄尔尼诺发生次年的夏季，长江流域大概率偏涝。1998年、2016年、2024年的大汛，都发生在厄尔尼诺次年。多家机构预测，本次事件的气候影响将贯穿2026年主汛期并持续至2027年夏季。
虽然厄尔尼诺会来了又去，但大海的平均“体温”，在一年年升高。全球变暖产生的额外热量，93%被海洋吸收了，海洋就像地球的“储热罐”，这个“储热罐”里的热量——它最终会以什么形式释放出来，将通过气候变化，影响每一个人。
新一代的浮标已经在“加科目”：除了温度盐度，还能测海水的酸碱度和溶解氧；深海浮标也在研发中，最深可探测6000米。刘增宏团队参与研制的国产深海浮标，已经开始在南大洋布放；国产的生化传感器，也搭载在国产Argo浮标上完成了深海验证。从量体温到做“生化全套”，这张网还在往更深、更全的方向走。
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责任编辑：叶琛欣