1.1 什么是 GOOS？#

GOOS（Global Ocean Observing System，全球海洋观测系统）是全球海洋观测的顶层协调框架，由四个国际组织共同主办：

GOOS 的使命是领导海洋观测社区，构建一个集成的、响应式的、可持续的观测系统，为气候服务、业务预报和海洋健康提供关键信息。

1.2 GOOS 的六大组成部分#

1. 1. 专家小组：综合需求分析，指导观测系统设计
2. 2. 观测协调组：维持、加强和扩展观测网络实施
3. 3. 预报系统团队：改进海洋预报的能力和质量
4. 4. 项目：推动创新，拓展新领域
5. 5. 区域联盟（GRA）：连接全球框架与区域实施
6. 6. OceanOPS：国际观测平台协调中心

GOOS 全球海洋观测系统架构框架

1.3 海洋基本变量（EOV）#

GOOS 定义了 36 个海洋基本变量（Essential Ocean Variables, EOV），这是评估海洋状态所需的最小变量集合：

EOV 是连接观测需求与观测能力的桥梁，也是各观测网络设计的依据。

1.4 OceanOPS — 全球观测协调中心#

OceanOPS 是 WMO/IOC 联合中心，总部位于法国布雷斯特（Brest），自2000年起协调全球海洋和海洋气象观测网络：

• • 监控 10000+ 个现场海洋气象观测平台
• • 开发基于 Web 的监测工具
• • 团队仅 8 人，却协调着全球最复杂的观测基础设施
• 

1.5 POGO — 全球海洋观测伙伴关系#

POGO（Partnership for Observation of the Global Oceans）成立于1999年，是由全球海洋研究机构负责人共同发起的非政府组织，是GOOS的正式合作伙伴。

核心使命：推动全球业务化海洋学发展，促进全球海洋观测系统的建设、运行和创新。POGO 的成员机构提供了设计、建造和运营全球海洋观测系统所需的专业知识、经验和基础设施。

三大战略方向：

1. 1. 观测创新：推动低成本水听器等新技术在海洋观测中的应用
2. 2. 能力建设：通过 POGO-SCOR 奖学金计划，资助发展中国家早期职业科学家赴海外顶尖机构研修 1-3 个月。迄今已培训来自 90+ 个国家的约 1,300 名早期职业科学家
3. 3. 倡导与推广：提升全球对海洋观测重要性的认知

POGO 在体系中的独特角色是作为**学术研究机构与观测系统之间的桥梁。**它不直接运营观测网络，而是协调全球顶尖海洋机构的研究能力，为观测系统的科学设计和技术创新提供支撑。

2.1 Argo — 全球海洋剖面浮标阵列#

Argo是过去25年海洋观测领域最具革命性的成就。

基本原理：自主式剖面浮标在海面和预设深度之间循环升降，每次上浮时测量温盐剖面并通过卫星传输数据，然后再次下潜。

三大扩展方向（OneArgo 计划，目标 2030 年）：

BGC-Argo 六大传感器：

1. 1. 溶解氧
2. 2. pH
3. 3. 硝酸盐
4. 4. 叶绿素 a
5. 5. 后向散射（悬浮颗粒）
6. 6. 下行辐照度

Argo 是 G7 未来海洋倡议（G7 FSOI, 2025）的顶级优先事项。

Argo 剖面浮标系统与 OneArgo 2030 扩展计划

2.2 DBCP — 数据浮标合作组#

DBCP 成立于 1985 年，是 WMO/IOC 联合机构，协调全球漂流浮标和系泊浮标网络：

漂流浮标在水下 15 米处配有锚定帆（drogue），随海流漂移，提供全球海表流场和 SST 数据。

2.3 全球热带系泊浮标阵列（GTMBA）#

GTMBA 是三大洋热带海域的骨干实时观测系统：

GTMBA 提供从海面到深层的实时温度、盐度、海流、气象数据。2010-2023 年间，超过 1,400 篇 SCI 论文引用了 GTMBA 数据。

2.4 OceanSITES — 深海时间序列观测站#

OceanSITES 是全球长期深海（开阔大洋）参考站网络：

代表性站点：

• • BATS（百慕大大西洋时间序列）
• • HOT（夏威夷海洋时间序列）
• • PAP（豪猪深海平原）
• • HAUSGARTEN（北极深海观测站）
• • SOTS（南大洋时间序列）
• • DYFAMED（地中海深水站）

OceanSITES 测量数十个变量，是研究海洋长期变化的锚点。

全球现场观测网络能力对比

2.5 GO-SHIP — 全球船基水文调查计划#

GO-SHIP 是唯一能够获取全水柱、高分辨率、多学科物理化学生物参数的观测手段：

测量参数：温度、盐度、溶解氧、营养盐（硅酸盐、磷酸盐、硝酸盐）、碳系统（DIC、碱度、pH、pCO₂）、示踪剂（CFCs、SF₆）。

重大发现：

• • 精确测定了深层水的增暖速率
• • 量化了深海碳增量
• • 记录了表层和中层水 CO₂ 增加及海洋酸化进程
• 

2.6 SOT — 船舶观测队#

SOT 是 WMO/IOC 联合成立的船基观测协调机制，包含三个子计划：

SOOP 在 36 条参考航线上系统投放 XBT（抛弃式温深仪），提供上层海洋热含量数据。

2.7 GLOSS — 全球海平面观测系统#

GLOSS 成立于 1985 年，由 IOC 主持，是全球验潮站网络的协调框架：

数据中心：

• • PSMSL（永久平均海面服务）：成立于 1933 年，利物浦，负责全球验潮数据汇集
• • SONEL：GNSS 数据，测量验潮站自身的地壳运动

GLOSS 数据是校准卫星高度计、监测全球海平面上升的基础。

2.8 海洋滑翔机glider#

海洋滑翔机是近年快速发展的自主水下观测平台：

应用场景：湾流监测、加利福尼亚海岸气候变率（CUGN 网络）、飓风响应、深水油井监测。

2.9 HF 雷达 — 近岸表面海流#

高频（HF）雷达是唯一能实时、大面积测量近岸表面海流的技术：

美国 IOOS 网络目前运营约 180 部 HF 雷达，覆盖大部分海岸线。应用包括搜救、溢油追踪、航道规划和沿岸工程。

3.1 海面高度计（测高卫星）#

SWOT 的革命性意义：首次实现二维高分辨率海面高度成像，能探测 亚中尺度（15-100 km）海洋过程，突破传统星下点高度计的限制。

卫星海洋观测星座与观测变量

3.2 海面温度（SST）#

3.3 海洋颜色（水色遥感）#

3.4 海面盐度#

3.5 海面风场#

3.6 重力与海底地形#

4.1 主要数据中心#

4.2 数据标准与协议#

海洋数据从观测到应用的完整流程

已取得的成就#

• • Argo 彻底改变了海洋上层观测能力
• • SWOT 开启了亚中尺度海洋观测新纪元
• • BGC-Argo 正在填补生物地球化学观测空白
• • NODD 等计划使 PB 级数据免费可用

面临的挑战#

1. 1. 覆盖不均：南大洋、北极、边缘海观测严重不足
2. 2. 深海盲区：2,000 m 以下观测极为稀疏，Deep Argo 仅达目标的 18%
3. 3. 生物观测缺口：12 个 BioEco EOV 的全球系统性观测尚未建立
4. 4. 资金可持续性：高度依赖少数发达国家，长期资金保障不足
5. 5. 数据集成：多源、多尺度、多格式数据的实时融合仍是技术难题

OneArgo 2030 愿景#

到 2030 年，部署 4,700 个浮标的 OneArgo 阵列（含 Core + Deep + BGC），实现从海面到海底、从物理到生物地球化学的全方位全球海洋观测。

OneArgo 2030 愿景与未来发展方向