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观测活动中断 数据出现缺口 气候科学研究遭遇“疫情风暴”

来源:科技日报 作者:刘霞 人气: 发布时间:2020-04-17 08:49:45

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科学家无法出行,因此,也无法清洁和维护用于海洋观测计划的传感器。

图片来源:英国《自然》杂志网站

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“长期生态研究”项目在南极麦克默多干旱谷等偏远地区的野外采集工作被中止。

图片来源:英国《自然》杂志网站

国际战“疫”行动

“如果没有疫情,我现在应该在海上了。”美国俄勒冈州立大学的埃德·德维尔领导的小组每年都会由俄勒冈州和华盛顿海岸出海,翻新和清洁100多个精密传感器。这些传感器是每年耗资4400万美元的“海洋观测计划”科学网络的一部分。

但现在,他只能和很多科学家一样,眼睁睁看着珍贵的数据流失,对于仪器性能下降也束手无策。

英国《自然》杂志网站在4月13日的报道中指出,随着气候和生态监测项目因为新冠肺炎疫情偃旗息鼓,气候变化和天气数据很快会出现缺口和空白。从短期看可能影响天气预报的精确度,从长期来看则会影响气候研究。

科学数据采集出现中断和空白

研究人员估计,在某些情况下,数十年来观测站一直定期采集的数据会出现中断。加州大学圣塔芭芭拉分校生态学家弗兰克·戴维斯说:“科学记录中断可能前所未有。”

戴维斯是“长期生态研究”(LTER)项目执行董事。该项目由30个生态站点组成,从阿拉斯加的最北端一直延伸到南极洲。LTER网络覆盖城市与乡村,使科学家可以研究数十年来的生态过程——从降雪对科罗拉多州山区的影响到巴尔的摩溪流污染产生的影响。他说,某些站点的数据可能40多年来首次出现中断,“对参与其中的科学家来说,这是一件令人痛苦的事情。”

其他海上监测计划也面临类似的数据中断。科学家们经常搭乘各种商业集装箱船,采集数据并部署各种测量天气、洋流和其他特征的设施。加州斯克里普斯海洋学研究所海洋技术员贾斯汀·帕克斯负责其中一项计划,他说,尽管大多数船只目前仍在海上漂流,但旅行禁令意味着科学家们不能再上船。

帕克斯说,此前,港口罢工和政治动荡也会导致某些航程中断,但据她所知,这是整个项目首次中断如此长时间。

法国巴黎政府间海洋学委员会海洋观测项目专家艾玛·赫斯洛普说,海上观测对天气预报、记录海洋健康和气候变化的长期数据至关重要。她的小组目前在尝试评估新冠肺炎大流行对整个海洋观测领域造成的破坏程度。

有研究人员表示,他们已经受到一些影响。在过去2个月中,他们发现船上观测的数量一直在下降——自2月初以来,报告数据的站点减少了15%。尽管该领域科学家正在努力寻找其他收集重要数据的方法,但随着新冠肺炎大流行的蔓延,情况可能会恶化。她说:“限制时间越长,我们的观测活动恢复所需时间就越长。”

已经影响天气预报精确度

据美国“今日科技与新闻”网站4月8日报道,近日,欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、世界气象组织(WMO)及美国国家海洋和大气管理局(NOAA)都关注了新冠肺炎疫情对气象观测和预报的影响。

NOAA发言人表示:“商业航班能提供宝贵的天气数据,正常情况下,全球每年有3500多架商用飞机提供超过2.5亿次观测。在整个飞行过程中,飞机能提供有关气压、气温、风速和风向等数据,在某些情况下还提供大气湿度数据。”

世界气象组织基础设施部地球系统分部主任拉尔斯·里绍加德在最近一份新闻稿中说:“随着飞机获得的天气观测数据持续减少,气候预报的可靠性也将逐渐下降。”

NOAA提供的数据显示,截至3月31日,美国航班提供的气象数据量已降至正常水平的一半。ECMWF的报告称,3月以来,该机构收到欧洲飞机报告的气象数据量下降了65%;全球飞机报告的气象数据量下降了40%以上,这种情况将至少持续到今年夏季。当然,卫星和气象气球可以填补一些空白,但飞机提供的某些数据不可替代。英国国家气象局发言人格雷厄姆·麦奇表示,全球航空业损失上升,对科研人员的气候研究记录产生了切实影响。

他估计,飞机提供的观测数据减少将使该机构的预报误差增加1%—2%,而且,航班来往频繁的地区,天气预报准确性受到的影响更大。

英国气象局在英国拥有250多个气象站,可连续或每日提供自主收集的大气和气象数据。麦奇说,目前,这些系统运行正常。但一旦出现问题,很难派人解决。

自动化系统或能逃过一劫

尽管如此,有些大气监测数据是在很少或没有人为干预的情况下收集的,这些项目暂时无惧新冠肺炎的冲击,可以继续运行。

WMO的“全球观测系统”(GOS)是该机构全球三大天气监视计划之一,为WMO的193个成员国提供各种大气和海洋表面测量数据,观测数据来自卫星和地面观测平台及商用飞机,其中地面和卫星组件大部分可以自动工作,目前来看不受新冠肺炎疫情的直接影响,可以在短期内继续发挥作用。

此外,“先进全球大气实验”在全球13个偏远地区拥有观测站,可测量大气中的臭氧消耗化合物、温室气体和其他微量成分,其中许多系统也可以自动工作,每个工作站仅一两个人值守,进行例行维护工作以使仪器保持运行。斯克里普斯研究所的大气化学家雷·韦斯负责该项目,他说,到目前为止,有两台仪器已经损坏,但损失一台仪器甚至整个站点都暂时无损网络的监视能力。

NOAA温室气体监测计划负责人阿勒·安德鲁斯也表示,新冠肺炎疫情对该网络的影响“相对较小”,到目前为止,NOAA所有站点中,只有不到5%的站点丢失了数据。

气象学家也在另辟蹊径采集数据。比如,ECMWF自1月开始从风神卫星提取风力数据。NOAA也从其他来源收集了数十亿份对地观测数据,这些来源包括气象气球、地表天气观测网络、雷达、卫星和浮标等。

(编辑:逍遥客)

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