南大洋严守着它的秘密。强风和猛烈的海浪让所有水手（除了最坚韧的水手）都望而却步。但新一代机器人探险家正在帮助科学家记录该地区对全球气候的影响。这些设备正在引领一场技术浪潮，这场浪潮可能很快就会让研究人员以前所未有的程度进入全球海洋。
海洋学家已经在使用来自国际 Argo 阵列中 3,900 多个浮标的数据。 这些自动化探测器 定期潜入 2,000 米的深度，测量温度和盐度，然后在重新浮出水面后将其观测结果传输到卫星（参见 “潜得更深”）。耗资 2,100 万美元的南大洋碳和气候观测与建模项目 (SOCCOM) 更进一步，部署约 200 个先进探测器，以监测南极洲周围水域海水化学和生物活动的几项指标。主要目标是追踪 流入南大洋的大量二氧化碳。
亚利桑那大学图森分校的海洋学家、SOCCOM 建模团队负责人乔伦·罗素说：“南大洋非常重要，但它也鲜为人知，因为它在那儿工作简直太痛苦了。”
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科学家估计，海洋吸收了全球变暖产生的额外热量的大约 93%，以及人类 CO 2 排放量的大约 26%，但尚不清楚热量和碳究竟流向海洋的何处。更好地理解所涉及的过程可以改进未来气候变化的预测。
Nature News，2016 年 3 月 22 日，doi:10.1038/531421a
SOCCOM 于 2014 年启动，获得美国国家科学基金会的资助，将在南大洋运行六年。项目科学家的最终目标是扩展到世界所有海洋。这将需要大约 1,000 个浮标，估计每年耗资 2,500 万美元。
人们对这个名为生物地球化学 Argo 的全球阵列的兴趣正在增长。日本政府已提出一项关于扩大在 5 月在日本举行的七国集团主要工业化国家会议议程中使用 SOCCOM 探测器的提案。该项目因此获得了高级别关注：SOCCOM 团队已向美国总统巴拉克·奥巴马的科学顾问约翰·霍尔德伦汇报了情况。
项目科学家正在竞相制定一项计划，以扩大下一代探测器的使用。“这就像，‘哦，他们就不能再等一年吗？’”SOCCOM 副主任肯·约翰逊开玩笑说，他是一位来自加利福尼亚州莫斯兰丁蒙特利湾水族馆研究所的海洋化学家。他的团队正在起草一份提案，以便在 3 月 22 日开始的国际 Argo 指导委员会会议上提交。
与此同时，另一组研究人员希望将现有 Argo 阵列扩展到目前 2,000 米的限制之外。美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 每年花费约 100 万美元用于深海 Argo 项目，以监测海洋温度和盐度，深度可达 6,000 米。该机构于 1 月在新西兰南部部署了 9 个深海 Argo 浮标，并计划在印度洋和北大西洋进行类似的试点阵列。
科罗拉多州博尔德市国家大气研究中心的海洋建模师艾丽西亚·卡斯佩克说，深海数据对于改进模型模拟海洋环流的方式特别有用。“从科学的角度来看，这是不费吹灰之力的，”她说——并指出，与花费资金开发没有额外海洋学数据的模型相比，新型浮标是一项低风险的投资。
NOAA 正在使用两种不同的浮标模型，这两种模型都旨在承受海底的巨大压力。日本和欧洲的 Argo 团队已经在使用可以到达 4,000 米深度的升级浮标。目标是建立一个新的国际阵列，由大约 1,250 个深海浮标组成——其中大多数需要潜入 6,000 米的深度。这样做将提供世界上 99% 海水的基本数据。
西雅图 NOAA 海洋学家、深海 Argo 首席研究员之一格雷戈里·约翰逊说：“我们实际上仍在解决设备的缺陷，并试图证明我们可以做到这一点。”
他说，即使科学家成功地在全球范围内扩展下一代海洋探测器，它们提供的数据也不会取代目前通过船舶调查获得的碳、水化学、盐度和温度的详细测量结果。深海 Argo 仅测量温度和盐度，而生物地球化学 Argo 中使用的技术还不够灵敏，无法测量深海中的细微变化。
尽管如此，平均每十年进行一次的船舶调查无法追踪深海如何吸收热量。相比之下，深海 Argo 将使研究人员能够持续观察热量在海洋中的运动。这可以更好地了解海洋如何响应全球变暖——以及气候如何响应海洋。
NOAA 的约翰逊说：“这对生态系统和气候有各种各样的影响。”
本文经许可转载，并于 首次发表 于 2016 年 3 月 22 日。