利用CTD監測技術研究氣候變化

背景

北極研究人員采用新的監測技術，通過測量地表冰層下水柱的溫度和鹽度，來調查氣候變化的影響。使用SonTek CastAway-CTD™儀器進行調查，可以為我們了解洋流變化對北歐氣候的影響方式提供新思路。

卡特林北極調查是科學家和探險家之間的一次合作，CastAway使研究人員能夠在惡劣的條件下快速工作，得益于該設備體積小巧，攜帶方便，無需計算機輔助即可在野外操作。

之前的研究著眼于冰層厚度和海洋酸化，但新的卡特林調查工作研究冰層表面下的淡水流，以幫助了解它們對自下而上的冰融化的影響，而這種融化正在破壞全球的海洋環流。

CastAway使研究人員能夠在惡劣的條件下迅速開展工作，得益于該設備體積小巧，攜帶方便，無需計算機輔助即可在野外操作。

北極的氣候變化

北極環境對全球氣候有重大影響。多年來，氣候科學家一直對全球天氣系統的未來變化表示擔憂，并強調了北極在這些系統中所扮演的角色。北極的變化在很大程度上促進了溫鹽環流；一個巨大水生傳送帶，它連接地球上的海洋，散發熱量、氧氣和營養物質。

溫鹽環流變化與廣闊的大氣相結合，北極地區的正反饋循環（從融化的凍土中產生大量甲烷），可能對全球氣候產生巨大影響。

2011年，Catlin Group委托卡特林北極調察隊對對古斯塔夫阿道夫王子海上的臨時冰基地進行評估，該基地位于加拿大北極群島的最北部端，，距離北極大約800英里。

溫鹽環流的變化與廣闊的大氣相結合，正反饋循環會對全球氣候產生影響。

有機物（CDOM）

該團隊的一個關鍵的測量參數是有色溶解有機物（CDOM），因為大量的CDOM會導致40%以上的光吸收。在北極，大部分CDOM來自俄羅斯北部的三個巨大的河口。在評論CDOM的重要性時，英國海洋學家Victoria Hill博士說：“在局部，CDOM應該增加熱分層作用，在表層附近捕獲熱量。水變得更穩定，混合減少。然而，如果表面冰融化了，它會在上層形成一層不混合的新鮮冷水。從長遠來看，表層水變得更暖，不再下沉，形成更深、更冷的水將墨西哥灣流吸引到北歐。"

研究人員預計北冰洋將是高度透明狀態，因為貢獻CDOM的河流被凍結了。然而，該調察小組認為情況并非如此。事實上，Hill博士透露：“在楚科奇，CDOM吸收了70%到80%的太陽輻射。"在由斯科特極地研究所的Adrian McCullum檢索的另一組數據中，有關結果是從水柱樣本中獲得的；在200米以下的深度，水溫比預期低1攝氏度。在通常穩定的深水中，這種顯著變化表明，表面融化的水正在下沉，促使溫暖的水與表層冰接觸。這進一步激發了人們對北冰洋溫度變化的興趣。

在200米以下的深度，水溫比預期低1攝氏度。在通常穩定的深水中，這種顯著變化表明，表面融化的水正在下沉，促使溫暖的水與表層的冰接觸。

北冰洋剖面儀

高度專業化設備是深水剖面測量所必需的。SonTek的CastAway-CTD開發出簡單而精確的方法，可以快速測定100米以下的電導率、溫度和深度。將GPS、傳感器、數據記錄和顯示器集成在一個緊湊的儀器中，該設備可以直接投入（或下放）水中并立即回收。

CastAway會自動收集和計算數據，用戶可以在一個小顯示屏上立即看到他們的工作結果。因此，SonTek CastAway-CTD（電導率、溫度和深度）是研究CDOM對海洋溫度影響的理想應用之一。這是一種重量輕、易于使用的水文剖面儀器，具有高分辨率的電導率、溫度和深度的取樣，是卡特林北極調察團隊使用的重要取樣設備。

將GPS、傳感器、數據記錄和一個顯示器集成在一個緊湊的儀器中，該設備可以直接投入（或下放）水中并立即回收。

Castaway-CTD用戶反饋

Castaway的部署很容易，可以將它丟進北極冰層上的鉆孔中，可以自由降落，深度可達100米的，利用傳感器收集數據，包括一個能夠在200毫秒內做出響應的溫度系統。該設備特別適合在這種嚴苛環境下進行調察。它堅固耐用，抗腐蝕性的外殼、流通式設計、AA電池供電和無需額外工具的操作意味著CastAway非常適合北極調察。

CastAway的維護非常簡單；在推薦的年度工廠校準之間，只需用淡水快速沖洗，偶爾擦洗耐腐蝕電極，即可保持CastAway-CTD的良好狀態。

CastAway保留了傳統CTD系統的所有優點，并且額外的吸引力在于其便攜、靈活性和速度， 無論應用在北極的冰冷水域還是斯里蘭卡的溫暖熱帶水域。