主题：【原创】我们行星的金羊毛—ARGO计划简说 -- 抱朴仙人

20世纪是国家形态的黄金时代，大概也是人类历史上最后的大疯狂时代。在民族、国家、意识形态等等的大义名分下，人类自相残杀，并不断完善着自相残杀的技术和工具，人们管这个叫做战争的艺术。

然而，大自然可不管什么意识形态之类的东西，它用灾难让人类认识到自身分裂的愚昧。在印度洋海啸中，不管是斯里兰卡政府军还是猛虎组织，它都一律荡平；在席卷太平洋的厄尔尼诺和拉尼娜灾难中，它并不区分美国和古巴国旗的颜色；在台风横扫台湾和浙江福建的时候，它也不管什么蓝绿红党。

20世纪末，人类慢慢认识到，他们必须守望互助，才能逃避共同的灾难。

每个人都知道，地球其实是个水球，70%的地球表面被海水覆盖。这样一来，研究海洋的科学，就和气象学、地质学一样，成为一门行星科学。借助各种手段，取得海量全面的实时数据，研究和发现全球性的规律，预报和规避灾难，成了这门科学的一个新特点。

海洋的意义，不但在于它对于生物进化的速度和方式有巨大影响，对于文明的分布发展有巨大影响，更重要的，是它对大气环流有着决定性的影响，大部分的大尺度气象变化，其根源都在海洋。地质学证据还说明，海洋的变化很可能决定着长周期气候变化。

然而，大洋没有国界，海水没有护照，它的流动也不需要签证。再大的国家，面对海洋也是渺小的。要研究海洋，必须把全人类团结起来才行。

变革的时代已经到来。国家、民族，宗教，不管出于什么理由，你没有权利为了自己忽视和损害全人类的利益。国家至上等等的理念已经过时，在这个世界上，没有什么比抱住过去不放更为乌托邦的了。

1994年生效的《联合国海洋法公约》，是一个划时代的文件。这个文件之所以了不起，是因为它把海洋定义成人类共同继承的财产，并奠定了处理这种财产的三个基本原则：

1、 发展：为了全人类的利益，应该更好地发展和使用海洋；

2、 保护：必须考虑到未来人类的利益，为子孙后代保留它；

3、 和平：人类的共同财产是为造福全人类而保留，必须和平使用。

这是一种新的世界观。

既发展，又保护，这就是可持续发展原则。和平，则与裁军密不可分。今后的国际纲领性文件和多边条约，估计都会以这三件事为核心，那就是经济、环境和军事。

1992年，在巴西里约热内卢召开了“联合国环境与发展大会”，发表了《21世纪议程》。

1994年，《联合国海洋法公约》生效，确立了国际海底的开发原则和章程。

1994年，《联合国气候变化框架公约》生效。1997年出台了《联合国气候变化框架公约京都议定书》。

2002年，在南非约翰内斯堡，召开了“可持续发展问题世界首脑会议”，重申了对海洋的可持续利用，呼吁开发全球海洋观测系统，执行国际性海洋观测计划。

冷战的遗产也开始为和平目的服务。在海洋科学方面，民用科学家已经开始在北极海冰层下使用核潜艇开展研究工作；美国海军的水下声纳监视系统（SOSUS）被用来监测地震和监听鲸鱼之间的交谈；用于探测潜艇的海洋气候声学测温技术（ATOC）重归原来的正经用途，用于远距离探测水温和气候变化。

这里边，最有雄心的，是ARGO计划。

1998年，中国江淮流域洪涝成灾，大批军队参加抗洪斗争，成了这一年的新闻热点。可是，这一年的洪涝为什么会发生？科学家们有没有预见到呢？话题就要从厄尔尼诺说起。

厄尔尼诺（Ei Nino）是西班牙语里面“圣婴”的意思。厄尔尼诺现象，指的是赤道太平洋东侧水温大面积上升的一种现象。

赤道太平洋这个地方，是个东风压倒西风的世界，这里的东风不但力道足，也稳定，所以叫做“信风”。信风是帆船时代航海家的最爱，可以把他们从中美洲一直送到印度尼西亚。同时送往西方的，还有东太平洋温暖的海水。（大家注意了！西赤道太平洋温暖的海水，既有温度又有水汽，这可也是台风的最爱啊。）要送去多少温暖海水呢？在信风的吹送顶托下，赤道太平洋西侧的海面，要比东侧高出将近半米的样子。

不知道为什么，信风每过几年就会怠工一次，风速减小几个月。风小了，暖水送不到西方，留在东方，东太平洋的海面温度就会升高那么半摄氏度左右。这就叫做厄尔尼诺现象。

图上那个大红舌头，就是1997/1998年厄尔尼诺的异常升温现象。

东太平洋有点轻微低热，发烧了，温度升高了这么半度，有什么大了不起呢？结果却是了不起极了：

热带东太平洋海温升高，水汽就多，首先会导致中、东太平洋及南美太平洋沿岸国家异常多雨，甚至引起洪涝灾害；同时，热带西太平洋降水减少，水汽减少，造成印度尼西亚、澳大利亚严重干旱。厄尔尼诺还会引起非洲东南部和巴西东北部的干旱，加拿大西部和美国北部暖冬，以及美国南部冬季潮湿多雨。

对于我国，厄尔尼诺一来，就会出现暖冬凉夏；北方少雨干旱，南方洪涝成灾。

此外，厄尔尼诺一来，西太平洋暖水不足，袭击我国的台风就会减少。但东太平洋暖水充足，东北太平洋飓风就会增加，美国就遭殃。

1998年，就出现了这么一幕。厄尔尼诺圣婴一到，墨西哥西海岸飓风又猛又多；东非暴雨如注；印度尼西亚持续干旱，森林大火；中国北方旱灾，南方大洪水。这次厄尔尼诺带给全球经济的损失高达300多亿美元。

信风怠工带来了圣婴，也带来了巨大损失。大概是出于内疚，每次厄尔尼诺现象之后，信风都会加紧工作，猛吹那么几个月，来补偿自己的失误，这就带来另一个现象，叫做拉尼娜（La Nina，小女孩的意思）。

拉尼娜小姑娘一到，一切都反过来了。北旱南涝变成北涝南旱，结果又是一场灾难。

为了准确预报这一对捣蛋的小男孩小女孩什么时候到来，美国科学家一怒之下，沿着赤道布下了棋盘大阵，在赤道两侧设立了69个锚碇ATLAS浮标组成的自动观测站阵列。

这个11列大阵的名字叫TAO。是“热带大气海洋观测网阵列”（Tropical Atmosphere Ocean array）的缩写。

靠着这个大阵提供的数据，美国海洋学家提前6个月预报了前边说的1997/1998年厄尔尼诺现象，为美国减少灾害损失达100亿美元，单单在加州，就减灾达10亿美元。

尝到了甜头，就扩大规模吧？且慢！这个大阵有着天然的缺陷。

一来，它所用的阿特拉斯浮标是要锚泊定位的，水太深了不行。锚链够不到底，就没法定位。也就是说，这个方法不能用于深海大洋。

二来，它只能测量海洋表层数据，对深层数据无能为力。也就是说，如果海洋是一个病人，TAO探测的是皮肤数据，身体内部发生着什么事？它就搞不清楚了。

然而，海洋不是地球的一张皮，它是平均深度几千米的巨大水体。海洋深处发生的事情，才有着决定性意义。大洋深处的温度盐度变化，热量和物质的输送，决定着大洋表层的状态，并通过海洋表层，影响着大气环流。

这样，想办法探测海洋内部的剖面数据，取得海洋的立体解剖图，就变得十分重要了。

另外一个方面，就是为了准确解释和充分利用卫星探测的数据，也需要了解海洋内部的情况。

卫星探测，特别是卫星高度计的使用，带来了很多很有意思的成果。比如说，它在南极绕极波的发现上，就居功甚伟。但是没有海洋中上层的相关数据，还是没有办法很好解释卫星高度计的测量成果。

这里值得岔开一句，谈一谈卫星高度计在海洋研究中的作用和南极绕极波。

虽然我们说海平如镜，可是因为风、地球自转，月球引力，重力、海水密度等原因的作用，海面并不是平的，经常有高低不平的情况出现。研究海面高度的分布和变化规律，也可以反推出很多有意思和有用的结论。这就有了卫星高度计。

卫星高度计通过一个极窄波段的雷达，向下发射信号，接收回波，测量高差，测量的精度，可以达到2厘米左右。

卫星那么高，所谓高瞻远瞩，视野宽广，又看得这么仔细，就可以发现一些以前发现不了的东西。比如一些波长极长又很矮的波浪。有些波不到两米高，波峰和波峰之间却有1000公里那么远，要是没有卫星，根本就发现不了。有了卫星，凭借它带来的海量数据，这种藏在风浪噪音幕后的长波就无所遁形了。

比方说，我们都知道南极周围有所谓“南极绕极流”（ACC）。这是地球上唯一一条完全沿着纬线流动的海流，它沿着一条长达21000公里的圆圈轨道，自西向东，围着南极绕圈。

这条海流有两个大作用。一个是它是个物质运输通道，在太平洋、印度洋、大西洋之间，把各种东西搬来搬去；另一个是它形成了一道无形的城墙，把南极的冷水封锁住，不让它们往北流，也不让北边来的暖水往南去，这样就维持了南极冰天雪地的风光。

这个海流的流动似乎有一种奇特的韵律，海洋学家一直在研究，但是直到卫星高度计出马，最近几年才解开了这个谜题。原来在这个海流流域，有一个绕着南极自西向东的波浪在滚滚向前，这个波浪的周期长达4-5年，每8-10年才能够围绕南极转一圈。这就是“南极绕极波”（ACW）。这个波的北缘，可以达到新西兰。

为了研究海洋内部的情况，许多国家合作，从1990年起，历时8年，对全球海洋进行了全面调查，称为“世界海洋环流试验”（WOCE），一共收集了100年来两万条温盐度剖面的数据。

可是，历史数据的综合不能反映现在的情况，我们需要实时的海洋立体数据。才能够预测未来。

怎么办呢？

为了预报气象，我们建立了许多地面气象站。为了了解几千米高空中发生的事情，我们每天都要放飞无线电探空气球，这些气球一边飞升，一边向我们报告各个高度层的数据。

那么，对于海洋，我们就可以反着来，在海面上建立固定的监测站（这个难度很大，大部分地方根本固定不住）。向海洋里投放大量自动沉浮的浮标，这些浮标在下沉或者上升的过程中，就对一个垂直剖面进行一次连续的测量。

这就是ARGO浮标。