Oceanography has been and still is primarily an observation-based science, and its progress has long been hindered by the scarcity of observational data, especially the lack of large-scale, three-dimensional, real-time data. Over the last decade, the landscape of ocean observation has been greatly changed by the international Argo programme, which has successfully completed a global ocean observation network of over 3000 autonomous profiling floats, providing real-time measurements of temperature and salinity in the upper 2000 m, as well as float trajectories. The Argo network is presently the only global observing system capable of three-dimensional, real-time, upper-ocean sampling, and it is bound to have a major impact on ocean and climate studies.
China was one of the early members of the international Argo programme. Under the auspices of the Ministry of Science and Technology and other agencies, Chinese scientists have made considerable progress in Argo-related research and applications. In particular, a project of the National Basic Research Programme, “Argo-based studies of upper ocean structure, variability and predictability,” was carried out from 2007 to 2011. The project deployed 60 Argo floats in the western North Pacific Ocean, and carried out hydrographic surveys and moored measurements. As an example, the cover figure shows the trajectories of five floats from a specially designed field experiment near Luzon Strait, the only deep channel between the South China Sea and the Pacific Ocean. By combining observations and modelling, this project sheds new light on our understanding of the water exchange between the Pacific Ocean and the China Seas, the subtropical North Pacific thermohaline structure, the upper-ocean response to typhoons, as well as the tropical Indo-Pacific climate variability.
This “Argo–China” special issue provides a subsample of the scientific results from the project. The research papers collected here can be roughly grouped into four topical categories. The first category uses Argo data to reveal the characteristics and mechanisms of upper ocean response to typhoon, in terms of both basin-scale statistics and case studies (Wu & Chen; Sun et al.). The second category focuses on the circulation, flow structure and high-frequency oscillations at the Luzon Strait, using various observational data and diagnostic models (Yuan et al.; Wang et al.; Liao et al.). The third category extends the application of Argo data to the western North Pacific, with emphasis on the simulation of the Kuroshio Current, the freshening trend of the subtropical gyre, and the structure and variability of the Mindanao Eddy (He et al.; Yan et al.; Zhang et al.). The last category further explores the methodology and potential of Argo data usage, including novel approaches of data reconstruction and data assimilation (Wang et al.; Deng et al.).
This special issue is intended to be a small showcase of China's contribution to the international Argo programme, a demonstration of Argo's utility in a large range of oceanographic research, and a stimulus for further studies using the rapidly growing Argo database. The publication of this issue would not be possible without the generous help and encouragement from the editorial board of Atmosphere-Ocean. In addition, the excellent teamwork of the aforementioned Chinese Argo project, as well as the efforts of all contributing authors, is greatly appreciated.
Guest Editor
Dake Chen
State Key Laboratory of Satellite Ocean Environment Dynamics
Hangzhou, China
and Lamont-Doherty Earth Observatory of Columbia University
New York, USA
Cover:
Colour-coded trajectories of five Argo floats deployed near Luzon Strait, with solid circles denoting their initial positions in October 2008 and open circles showing their positions in July 2011. The two floats deployed west of the Kuroshio axis (blue and yellow) entered the South China Sea (SCS) immediately after the deployment, but the three floats on the east side of the axis followed three different paths: moving northward with the Kuroshio, westward into the SCS, or eastward to the interior of the subtropical gyre. Another set of five Argo floats (not shown) was deployed in July 2009 at the same locations, and their general trajectories follow similar patterns. These experiements reveal that the flow field in the vicinity of Luzon Strait is more complicated than previously thought, influenced by the Kuroshio Current, the SCS circulation, the mesoscale eddies, and the interaction among them.
PREFACE
Argo–Chine
L'océanographie a été et demeure principalement une science basée sur l'observation et ses progrès ont longtemps été freinés par le manque de données d'observation, en particulier le manque de données en temps réel, tridimensionnelles et à grande échelle. Au cours de la dernière décennie, le paysage de l'observation des océans a grandement été modifié par le programme international Argo, qui est parvenu à mettre en place un réseau d'observation de l'océan mondial de plus de 3000 flotteurs dérivants autonomes capable de fournir en temps réel des mesures de température et de salinité jusqu’à 2000 mètres de profondeur de même que la trajectoire des flotteurs. Le réseau Argo est actuellement le seul système mondial d'observation pouvant échantillonner en trois dimensions et en temps réel la couche supérieure de l'océan, et il jouera désormais un rôle de premier plan dans les études océanographiques et climatiques.
La Chine a été l'un des premiers membres du programme international Argo. Sous les auspices du ministère de la science et de la technologie et d'autres organismes, les scientifiques chinois ont fait des progrès considérables dans les recherches et les applications liées à Argo. En particulier, un projet du Programme national de recherche scientifique, « Études sur la structure, la variabilité et la prévisibilité des couches supérieures de l'océan à l'aide d'Argo », a été mené de 2007 à 2011. Le projet a déployé 60 flotteurs Argo dans l'ouest du Pacifique Nord et a procédé à des relevés hydrographiques et à des mesures par dispositifs ancrés. À titre d'exemple, la figure de la couverture montre la trajectoire de cinq flotteurs lors d'une expérience sur le terrain conçue à cette fin près du détroit de Luçon, le seul détroit profond entre la mer de Chine méridionale et l'océan Pacifique. En combinant les observations et la modélisation, ce projet apporte un éclairage nouveau sur l’échange d'eau entre le Pacifique et les mers de Chine, la structure thermohaline du Pacifique Nord subtropical, la réponse des couches supérieures de l'océan aux typhons de même que la variabilité climatique de la région indopacifique tropicale.
Ce numéro spécial « Argo–Chine » fournit un sous-échantillon des résultats scientifiques du projet. Les rapports de recherche présentés ici peuvent grossièrement être regroupés en quatre catégories thématiques. La première catégorie utilise les données Argo pour discerner les caractéristiques et les mécanismes de la réponse des couches supérieures de l'océan aux typhons, en fonction à la fois de statistiques à l’échelle du bassin et d’études de cas (Wu et Chen; Sun et coll.). La deuxième catégorie porte sur la circulation, la structure de l’écoulement et les oscillations de haute fréquence au détroit de Luçon, en faisant appel à diverses données d'observation et divers modèles diagnostiques (Yuan et coll.; Wang et coll.; Liao et coll.). La troisième catégorie étend l'application des données Argo à l'ouest du Pacifique Nord, en mettant l'accent sur la simulation du courant de Kuroshio, la tendance à l'adoucissement du gyre subtropical ainsi que la structure et la variabilité du remous de Mindanao (He et coll.; Yan et coll.; Zhang et coll.). La dernière catégorie explore plus en profondeur la méthodologie et le potentiel de l'utilisation des données Argo, y compris les nouvelles approches de reconstruction des données et d'assimilation des données (Wang et coll.; Deng et coll.).
Ce numéro spécial constitue une courte présentation sur la contribution de la Chine au programme international Argo, une démonstration de l'utilité d'Argo dans un vaste éventail de recherches océanographiques et un encouragement à faire d'autres études à l'aide de la base de données Argo en croissance rapide. La publication de ce numéro ne serait pas possible sans l'aide généreuse et l'encouragement du comité éditorial d’Atmosphere–Ocean. De plus, l'excellent travail d’équipe du projet Argo chinois susmentionné, de même que les efforts de tous les auteurs collaborateurs, est grandement apprécié.
Directeur scientifique invité
Dake Chen
State Key Laboratory of Satellite Ocean Environment Dynamics
Hangzhou, Chine
et Lamont-Doherty Earth Observatory de la Columbia University
New York, É.-U.
Couverture :
Trajectoire en couleur de cinq flotteurs Argo près du détroit de Luçon; les cercles pleins montrent leur position initiale en octobre 2008 et les cercles vides leur position en juillet 2011. Les deux flotteurs déployés à l'ouest de l'axe du Kuroshio (bleu et jaune) sont entrés dans la mer de Chine méridionale (MCM) immédiatement après leur déploiement mais les trois flotteurs du côté est de l'axe ont suivi trois chemins différents : vers le nord avec le Kuroshio, vers l'ouest dans la MCM et vers l'est à l'intérieur du gyre subtropical. Un autre ensemble de 5 flotteurs Argo (non montré) a été déployé en Juillet 2009 aux mêmes endroits et leurs trajectoires générales affichent des configurations semblables. Ces expériences révèlent que le champ de courant dans les environs du détroit de Luçon est plus compliqué que ce que l'on croyait auparavant, influencé par le courant de Kuroshio, la circulation de la MCM, les remous à mésoéchelle et leurs interactions.