通过机器人搜索气候变化的数据

南大洋碳和气候观测与建模 ( SOCCOM ) 项目的任务是推动科学界和公众对广阔的南大洋在气候变化和生物地球化学中的作用的理解发生变革。南大洋由世界海洋最南端的水域组成，通常被认为位于南纬 60° 以南并环绕南极洲。重要而独特的现象发生在南大洋内部和周围。亮点包括：

南大洋约占人为碳吸收量的一半和海洋人为热吸收量的大部分，尽管它仅占地球海洋面积的 30% 左右。

模型表明，南大洋的上升流将营养物质输送到对全球海洋生态系统至关重要的低纬度地表水域。

CO 2上升造成的海洋酸化影响预计在南大洋最为严重，生态系统将在几十年内达到临界点。

由于地处偏远，研究南大洋需要大量精密的机器人传感器阵列。SOCCOM 位于普林斯顿大学，由普林斯顿环境研究所管理，正在部署一个由大约 200 个自主浮标组成的机器人观测系统。机器人观测系统将在时间和水平空间上几乎连续覆盖整个南大洋，并垂直覆盖深入水柱。

这些浮筒及其操作要求具有四个基本特征：

传感器套件：SOCCOM 的主要目标是更好地了解南大洋的碳循环。除了用于电导率、温度和深度的传感器外，SOCCOM 浮筒还将包括用于溶解氧、pH 值和硝酸盐的传感器。每个漂浮物将携带这三个传感器中的至少两个。

溶解氧传感器：溶解氧与碳有关。测量溶解氧可以估算水中的碳含量。

pH 传感器：pH 测量监测海洋酸化的变化，因为溶解的二氧化碳与水反应形成碳酸。

硝酸盐传感器：硝酸盐是浮游植物的重要限制营养素。硝酸盐丰度可以决定浮游植物生物量的极限。

传感器输出将转换为每质量海水的摩尔数，从而能够进行了解长期变化和趋势所需的定量分析。多个传感器将提供冗余和对数据质量的交叉检查。

一些漂浮物将包括用于叶绿素荧光、反向散射、光传输或光强度的生物光学传感器。随着新传感器的出现，核心传感器套件的定义可能会发生变化。尽管如此，新传感器必须首先证明能够在大型阵列（例如 SOCCOM）中运行多年。此外，任何使用的传感器都必须在现场进行校准，以确保数据的一致性和可靠性。

漂浮物不仅可用于识别长期的大趋势：例如，试验漂浮物发现大量浮游植物大量繁殖远离典型的营养源，例如融化的海冰。南大洋海底的热液喷口可能正在提供营养。还将监测短期事件，包括飓风剧变后的氧气损失或深冬地表水暴跌导致的营养物质注入深达 1000 米。

使用寿命：SOCCOM 浮筒的使用寿命必须至少为三年。

浮动数据：SOCCOM 浮动数据必须以数字形式实时提供。

结论

SOCCOM 将提供分析和改进新一代高分辨率地球系统模型所需的观测数据，以增加对南大洋当前运作的了解，并更好地预测地球未来轨迹的气候和生物地球化学。

30 多年来，Jeff 一直在撰写有关电力电子、电子元件和其他技术主题的文章。他作为 EETimes 的高级编辑开始撰写有关电力电子的文章。他创办了 Powertechniques，这是一本每月发行量超过 30,000 份的电力电子设计杂志。随后，他创立了全球电力电子研究和出版公司 Darnell Group。在其活动中，Darnell Group 发布了 PowerPulse.net，为全球电力电子工程界提供每日新闻。他是一本名为“电源”的开关模式电源教科书的作者，该教科书由 Prentice Hall 的 Reston 分部出版。

Jeff 是 Jeta Power Systems 的联合创始人，Jeta Power Systems 是一家被 Computer Products 收购的高功率开关电源制造商。杰夫也是一位发明家。他的名字出现在热能收集和光学超材料领域的 17 项美国专利上。他是业内人士，经常就电力电子领域的全球趋势发表演讲。他曾受邀在众多行业活动中发表演讲，包括 IEEE 应用电力电子大会全体会议、Semicon West、全球半导体联盟新兴机会大会、IBM 电源和冷却研讨会以及 Delta Electronics 全球电信电源高级职员研讨会。Jeff 拥有加州大学伯克利分校的定量方法和数学硕士学位。

审核编辑黄宇