南大洋嚴守著它的秘密。強風和猛烈的海浪讓所有水手（除了最堅韌的水手）都望而卻步。但新一代機器人探險家正在幫助科學家記錄該地區對全球氣候的影響。這些裝置正在引領一場技術浪潮，這場浪潮可能很快就會讓研究人員以前所未有的程度進入全球海洋。
海洋學家已經在使用來自國際 Argo 陣列中 3,900 多個浮標的資料。 這些自動化探測器 定期潛入 2,000 米的深度，測量溫度和鹽度，然後在重新浮出水面後將其觀測結果傳輸到衛星（參見 “潛得更深”）。耗資 2,100 萬美元的南大洋碳和氣候觀測與建模專案 (SOCCOM) 更進一步，部署約 200 個先進探測器，以監測南極洲周圍水域海水化學和生物活動的幾項指標。主要目標是追蹤 流入南大洋的大量二氧化碳。
亞利桑那大學圖森分校的海洋學家、SOCCOM 建模團隊負責人喬倫·羅素說：“南大洋非常重要，但它也鮮為人知，因為它在那兒工作簡直太痛苦了。”
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科學家估計，海洋吸收了全球變暖產生的額外熱量的大約 93%，以及人類 CO 2 排放量的大約 26%，但尚不清楚熱量和碳究竟流向海洋的何處。更好地理解所涉及的過程可以改進未來氣候變化的預測。
Nature News，2016 年 3 月 22 日，doi:10.1038/531421a
SOCCOM 於 2014 年啟動，獲得美國國家科學基金會的資助，將在南大洋執行六年。專案科學家的最終目標是擴充套件到世界所有海洋。這將需要大約 1,000 個浮標，估計每年耗資 2,500 萬美元。
人們對這個名為生物地球化學 Argo 的全球陣列的興趣正在增長。日本政府已提出一項關於擴大在 5 月在日本舉行的七國集團主要工業化國家會議議程中使用 SOCCOM 探測器的提案。該專案因此獲得了高級別關注：SOCCOM 團隊已向美國總統巴拉克·奧巴馬的科學顧問約翰·霍爾德倫彙報了情況。
專案科學家正在競相制定一項計劃，以擴大下一代探測器的使用。“這就像，‘哦，他們就不能再等一年嗎？’”SOCCOM 副主任肯·約翰遜開玩笑說，他是一位來自加利福尼亞州莫斯蘭丁蒙特利灣水族館研究所的海洋化學家。他的團隊正在起草一份提案，以便在 3 月 22 日開始的國際 Argo 指導委員會會議上提交。
與此同時，另一組研究人員希望將現有 Argo 陣列擴充套件到目前 2,000 米的限制之外。美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 每年花費約 100 萬美元用於深海 Argo 專案，以監測海洋溫度和鹽度，深度可達 6,000 米。該機構於 1 月在紐西蘭南部部署了 9 個深海 Argo 浮標，並計劃在印度洋和北大西洋進行類似的試點陣列。
科羅拉多州博爾德市國家大氣研究中心的海洋建模師艾麗西亞·卡斯佩克說，深海資料對於改進模型模擬海洋環流的方式特別有用。“從科學的角度來看，這是不費吹灰之力的，”她說——並指出，與花費資金開發沒有額外海洋學資料的模型相比，新型浮標是一項低風險的投資。
NOAA 正在使用兩種不同的浮標模型，這兩種模型都旨在承受海底的巨大壓力。日本和歐洲的 Argo 團隊已經在使用可以到達 4,000 米深度的升級浮標。目標是建立一個新的國際陣列，由大約 1,250 個深海浮標組成——其中大多數需要潛入 6,000 米的深度。這樣做將提供世界上 99% 海水的基本資料。
西雅圖 NOAA 海洋學家、深海 Argo 首席研究員之一格雷戈裡·約翰遜說：“我們實際上仍在解決裝置的缺陷，並試圖證明我們可以做到這一點。”
他說，即使科學家成功地在全球範圍內擴充套件下一代海洋探測器，它們提供的資料也不會取代目前透過船舶調查獲得的碳、水化學、鹽度和溫度的詳細測量結果。深海 Argo 僅測量溫度和鹽度，而生物地球化學 Argo 中使用的技術還不夠靈敏，無法測量深海中的細微變化。
儘管如此，平均每十年進行一次的船舶調查無法追蹤深海如何吸收熱量。相比之下，深海 Argo 將使研究人員能夠持續觀察熱量在海洋中的運動。這可以更好地瞭解海洋如何響應全球變暖——以及氣候如何響應海洋。
NOAA 的約翰遜說：“這對生態系統和氣候有各種各樣的影響。”
本文經許可轉載，並於 首次發表 於 2016 年 3 月 22 日。