ONC拥有世界领先的海洋观测站,为科学研究提供了技术支撑,这些观测站负责收集海洋的物理、化学、生物和地质方面的数据,并以前所未有的方式支持复杂的地球进程研究。ONC具备独特的科学和技术能力,其分布在全球的丰富多样的生态系统仪器使研究人员能够接近实时地获得世界任何地方的数据。
加拿大现有2个区域观测站、4个社区观测站及7个岸站,以及850km的海底光缆、50多个仪表平台、7个移动平台、400台仪器、5000多个传感器,可以保证一年365天24小时不间断地监测。2006年,萨尼奇海峡的金星观测站开始传回海量数据,包括2600万个500TB以上的文件,平均每天收集数据量约280GB
。加拿大海洋观测站建设历程如图1.1所示。
图1.1 加拿大海洋观测站建设历程
加拿大海底科学观测网在北极剑桥湾部署了全年的实时连续观测,在剑桥湾安装了包括测量温度、氧气含量、盐度、海冰厚度、水下噪声和气象条件的多种类型的传感器;同时,还安装了一台水下摄像机,以提供剑桥湾海洋环境的录像,并编辑了一个岸上照相机的延时录像,用于观测北极的季节性变化。维多利亚大学负责获取ONC及当地社区的数据,为研究物理和生物过程对海洋生态系统的影响,以及监测极地地区的环境变化,特别是夏季海冰的损失、极端天气事件的增加和气候变化提供资料。
在东北太平洋,ONC观察上涌水域的时间、强度、化学性质、营养和初级生产量。为了量化这些变化,ONC利用安装在北太平洋东部的pH值和PCO 2 值观测站,对水下温度、盐度、水流方向、强度、溶解氧分布进行长期连续记录。海王星观测站将阿尔伯尼港温哥华岛上的海岸站采集的数据,通过光缆传送到维多利亚大学。海王星观测站的基础设施是一个840km的光纤电缆环,有5个节点,每个节点都配备了一套不同的传感器,使研究人员能够研究在海洋环境中驱动地球动态海洋系统的地质、化学、物理和生物过程之间的相互作用。
ONC的传感器安装在萨尼奇湾和格鲁吉亚海峡,包括维多利亚实验网络在内的海王星网络和金星网络,还有一些传感器安装在胡安·德富卡海峡。萨利希海提供了独特的海洋科学研究环境。萨尼奇湾是研究氧浓度影响生态系统变化的天然实验室。位于乔治亚海峡的弗雷泽河三角洲是一个理想的地点,可以研究为沉积物提供先决条件的海洋数据。安装在两个金星科学节点(分布在格鲁吉亚中部和东部海峡)的传感器能够测量影响斜坡稳定性的变量,并实时观察水下山体滑坡的情况。ONC站点部署情况见表1.2。
表1.2 ONC站点部署情况
续表
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(1)不列颠哥伦比亚渡轮。
ONC在有利的天气环境下使用渡轮搜集海洋数据。在不列颠哥伦比亚省渡轮上安装传感器和气象基站,在温哥华岛和不列颠哥伦比亚省大陆之间的海域利用定期渡轮搜集数据。
(2)滑翔机。
滑翔机通过接收自动无人平台发送的任务搜集海洋数据。滑翔机的类型包括表面滑翔机和亚表面滑翔机。ONC通过与加拿大渔业部门、海洋局合作执行滑翔机任务,并在智能海洋系统——海洋2.0上存储滑翔机数据。加拿大的滑翔机任务是探索位于西海岸的一个鲸栖息地。
(3)远程遥控潜水器。
远程遥控潜水器可进行视觉和声学调查、水性质测量并提取物理样品。远程遥控潜水器搜集的数据包括导航数据、海洋传感器数据和摄像头搜集的数据,这些数据也都在海洋2.0上存储。
(4)船舶。
船舶是服务海底科学观测网的基础设施,可进行视觉、声学、水质的监测。船载传感器搜集的海洋调查数据,如导航数据和声呐数据,都为海洋2.0提供了额外的研究数据。