西北太平洋臺風海域實時海洋監(jiān)測

曹敏杰，劉增宏， 許建平

（1.自然資源部第二海洋研究所；2.衛(wèi)星海洋環(huán)境動力學國家重點實驗室，浙江 杭州310012）

0 引言

西北太平洋海域是全球熱帶氣旋（臺風）發(fā)生最為頻繁和活躍的區(qū)域，同時也是登陸我國臺風的主要源地。據(jù)世界氣象組織統(tǒng)計，每年約有三分之二的熱帶氣旋形成于北半球，一半以上發(fā)生在北太平洋海域，而這些熱帶氣旋中約有80%會發(fā)展成臺風[1]。熱帶氣旋是影響我國的主要災害性天氣之一，通常伴隨有巨浪、暴雨、狂風和風暴潮，造成洪澇，沖毀水庫，引發(fā)山體滑坡和泥石流，對經(jīng)過地區(qū)的人民生命財產(chǎn)和生產(chǎn)活動造成巨大威脅，對海上作業(yè)、海洋漁業(yè)和海水養(yǎng)殖業(yè)等造成重大安全隱患和經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計，2016年，我國沿海共發(fā)生臺風等風暴潮過程18次，直接經(jīng)濟損失45.94億元，受災人口多達 339.39萬。隨著沿海地帶經(jīng)濟的迅速發(fā)展和全球氣候變暖，臺風災害有愈演愈烈之勢，已成為我國海洋經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的一個制約因素[2-3]。

臺風路徑和臺風強度預報是臺風預報中的 2個關鍵因子。過去幾十年，臺風路徑預報水平有了顯著提高，但有關臺風強度的預報水平仍發(fā)展相對緩慢，依然是科學界公認的難題。其原因在于臺風強度變化不但與大氣復雜的渦旋動力學、熱力學過程緊密聯(lián)系，而且與臺風下墊面上層海洋的相互作用存在緊密關系[4-6]。海洋是臺風增強的能量供應來源，特別在海面到300 m上層是臺風與海洋相互作用最為強烈的區(qū)域。臺風經(jīng)過海域的上層海洋熱（鹽）結構是影響臺風強度及其預報的重要因素。長期以來，由于缺乏臺風生成源地或路徑附近海域長時間的實時海洋（次表層）觀測資料，阻礙了人們對海洋與臺風相互作用過程的深入了解和準確模擬，更無法獲得臺風預報所需要的可靠的海洋初始場。如果在臺風路徑附近能獲取實時的、大面積范圍內(nèi)（300 km）的上層海洋觀測資料，對研究上層海洋對臺風的響應和調制機理，進而提高臺風預報（路徑、強度）精度能起到重要作用。

由此可見，有必要加大對西北太平洋臺風海域的實時海洋環(huán)境監(jiān)測和基礎研究，特別是利用業(yè)已研制成功的、適合在惡劣環(huán)境下觀測的新穎海洋儀器設備，以便能大范圍、長時間、高分辨率和實時地獲取臺風天氣條件下的上層海洋環(huán)境資料；為發(fā)展和完善海洋與臺風相互作用的理論方法、耦合數(shù)值模式等相關基礎研究提供充分的數(shù)據(jù)源。從而深化對臺風生成與發(fā)展機理的認識，提高對臺風的實時監(jiān)測和預報能力，減少臺風和風暴潮等氣象和海洋災害對沿海社會經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)帶來的重大損失。這無疑是國家防災減災的重大需要。

1 臺風海域實時海洋監(jiān)測

過去的臺風觀測手段主要有拋棄式溫度測量儀（AXBT）、拋棄式海流剖面觀測儀（AXCP）、錨碇浮標以及調查船等[7]。其中 AXBT和 AXCP通過飛機來投放，投放成本非常大，其觀測壽命也比較短，無法獲取長時間序列的資料。一些錨碇浮標的觀測資料也被用于偶然經(jīng)過的臺風對海洋影響的研究，這種浮標可攜帶多種海洋或氣象傳感器，但其成本和維護費用都相當大，且容易受到人為因素的破壞以及惡劣天氣的影響，難以構建用來專門觀測臺風的陣列或觀測網(wǎng)。常規(guī)的船只走航或定點海洋觀測，一般只能在臺風發(fā)生前或過境后實施，尤其是臺風發(fā)生前的海洋調查，不是離臺風生成日期或源地、路徑太遠，就是離臺風太近，形成的大風大浪導致調查船無法實施觀測，而且也十分危險。近年來，衛(wèi)星遙感技術的發(fā)展似乎給惡劣天氣下的海洋觀測帶來了曙光，其反演資料被廣泛應用于熱帶氣旋對海洋上層影響的研究[8-9]。但衛(wèi)星遙感只能觀測海洋表面的溫、鹽度等海洋環(huán)境要素，而無法獲取人們更關心的上層海洋（如1 000 m水深以淺）的環(huán)境要素資料。可見，上述的這些觀測手段受各自條件的限制，只能用于有限區(qū)域的觀測，無法獲取到大范圍臺風海域長時間序列的上層海洋資料。

21世紀初開始在全球海洋中構建的全球Argo實時海洋觀測網(wǎng)，為人們帶來了觀測臺風作用下的海洋是如何響應/反饋的希望和新思路[10-11]。國際Argo計劃自2000年啟動以來，已經(jīng)于2007年10月在全球無冰覆蓋的大洋上建成了一個由3 000多個 Argo剖面浮標組成的觀測網(wǎng)（簡稱“核心Argo”），每個浮標能每隔 10 d自動觀測 1條 0～2 000 m水深內(nèi)的溫、鹽度剖面，并通過衛(wèi)星將觀測資料經(jīng)地面接收站和數(shù)據(jù)處理中心及互聯(lián)網(wǎng)傳遞給用戶[12-13]。早期的 Argo浮標，大部分使用Argos衛(wèi)星進行單向通訊，即無法在臺風到達前或經(jīng)過時能隨時改變浮標的觀測周期等技術參數(shù)實施對海洋的加密觀測，數(shù)據(jù)傳輸速率也較慢（＜1 bytes/s），無法滿足高分辨率觀測數(shù)據(jù)的傳輸要求。于是，人們開始嘗試使用具有雙向通訊、高速率傳輸（180～300 bytes/s）功能的銥衛(wèi)星（IRIDIUM）通訊系統(tǒng)。目前，在全球海洋近4 000個仍在工作的Argo浮標中，已經(jīng)有近60%的浮標采用銥衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)。特別需要指出的是，2015年 9月，由中船重工七一〇所自主研制的 HM2000型剖面浮標，采用了我國的北斗衛(wèi)星系統(tǒng)（BEIDOU）定位與傳輸觀測資料，并具備與銥衛(wèi)星相同的雙向通訊功能，同樣可用于臺風海域的實時海洋監(jiān)測。第一批（6個）HM2000型剖面浮標已經(jīng)由中國科學院海洋研究所率先布放在西北太平洋西邊界流海域（呂宋島以東）；2016年 9月，國家海洋局第二海洋研究所承擔的國家科技基礎性工作專項“西太平洋Argo實時海洋調查”重點項目在我國南海海域布放了10個HM2000型剖面浮標。上述部分資料經(jīng)過中國Argo實時資料中心嚴格質量控制后，已經(jīng)通過全球通訊系統(tǒng)（GTS）和互聯(lián)網(wǎng)（WWW、FTP），與世界氣象組織（WMO）和國際 Argo計劃成員國共享，并得到了國際Argo信息中心（AIC）的認可。表 1列出了上述各種觀測儀器設備或觀測系統(tǒng)的特點和優(yōu)劣勢對比[14]?？梢钥吹?，利用Argo剖面浮標（具有雙向通訊、高速率傳輸功能的IRIDIUM通訊系統(tǒng)）構建海洋觀測陣，對臺風作用下的海洋進行大范圍、長期、連續(xù)、實時監(jiān)測，將會是今后一段時間內(nèi)最理想、最有效的觀測手段。

表1 臺風天氣條件下不同海洋觀測方式比較Table 1 Comparison of various ocean observing methods under typhoon conditions

2 西北太平洋臺風海域實時海洋監(jiān)測網(wǎng)

2.1 觀測網(wǎng)組成

西北太平洋臺風海域實時海洋監(jiān)測網(wǎng)主要由海上自動剖面浮標觀測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)自動接收/監(jiān)視系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與分發(fā)系統(tǒng)等組成。其中海上自動剖面浮標觀測系統(tǒng)將維持一個由 30～45個具有雙向通訊功能的自動剖面浮標組成的西北太平洋臺風海域實時海洋監(jiān)測網(wǎng)。利用其雙向通訊功能，實現(xiàn)在臺風天氣條件下對上層海洋進行加密觀測的目標，實時獲取臺風源地及其經(jīng)過前后上層海洋的現(xiàn)場環(huán)境要素資料。數(shù)據(jù)自動接收/監(jiān)視系統(tǒng)通過建立北斗（或銥星）數(shù)據(jù)接收站，接收通過北斗/銥衛(wèi)星傳輸?shù)钠拭娓擞^測信息及數(shù)據(jù)。其中采用北斗衛(wèi)星傳輸?shù)母擞^測信息及數(shù)據(jù)，可以利用北斗剖面浮標數(shù)據(jù)服務中心（中國杭州）在國內(nèi)直接接收；而采用銥衛(wèi)星傳輸?shù)钠拭娓擞^測信息及數(shù)據(jù)，則利用銥衛(wèi)星地面服務中心（美國馬里蘭）間接獲取。數(shù)據(jù)處理與分發(fā)系統(tǒng)對這些接收到的數(shù)據(jù)進行自動編碼、實時質量控制等處理，快速分發(fā)到不同級別的資料用戶手中。觀測網(wǎng)的技術方案如圖1所示。

圖1 西北太平洋臺風海域實時海洋監(jiān)測網(wǎng)技術方案Fig.1 Technical program of real-time ocean monitoring network in typhoon genesis region of northwestern Pacific Ocean

2.2 關鍵技術及解決方案

西北太平洋臺風海域實時海洋監(jiān)測網(wǎng)建設需要解決如下兩項關鍵技術：1）數(shù)據(jù)自動接收/監(jiān)視系統(tǒng)，主要針對國產(chǎn)與國外各種型號的自動剖面浮標。由于它們的通訊方式、信息編碼方式、數(shù)據(jù)文件格式等各不相同，需要建立與之相匹配的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)自動接收系統(tǒng)，形成對大量觀測數(shù)據(jù)的自動批處理能力。2）數(shù)據(jù)處理與分發(fā)系統(tǒng)，需要對觀測數(shù)據(jù)實施實時和延時質量控制，確保符合Argo計劃對海洋環(huán)境資料觀測精度的要求，通過互聯(lián)網(wǎng)和GTS實現(xiàn)與國內(nèi)外用戶數(shù)據(jù)共享。

2.2.1 數(shù)據(jù)自動接收/監(jiān)視系統(tǒng)

數(shù)據(jù)自動接收/監(jiān)視系統(tǒng)主要是用于接收通過北斗/銥衛(wèi)星傳輸?shù)钠拭娓擞^測信息及數(shù)據(jù)。通過銥衛(wèi)星傳輸?shù)臄?shù)據(jù)由銥衛(wèi)星地面接收中心（美國馬里蘭）進行接收，然后自動轉發(fā)到中國Argo實時資料中心；通過北斗衛(wèi)星傳輸?shù)臄?shù)據(jù)則由北斗剖面浮標數(shù)據(jù)服務中心（中國杭州）進行接收。這里重點圍繞北斗剖面浮標數(shù)據(jù)接收/監(jiān)視系統(tǒng)進行展開。

北斗剖面浮標數(shù)據(jù)接收/監(jiān)視系統(tǒng)主要由北斗指揮單元、大屏拼接單元和數(shù)據(jù)存儲/處理單元等組成。北斗地面接收站的主要設備包括北斗指揮機專用天線、北斗指揮機主機、工控機和數(shù)據(jù)存儲控制器等，具備管理并接收 5 000個浮標的能力，硬盤容量不小于20 T。北斗指揮單元是數(shù)據(jù)接收/監(jiān)視系統(tǒng)的核心，配備有北斗指揮機、工控機及GSM模塊等硬件設備。北斗指揮單元通過與浮標進行通信，實現(xiàn)對浮標狀態(tài)（包括電池電壓、傳感器數(shù)據(jù)、沉浮調節(jié)裝置和北斗通信終端等）的監(jiān)測和工作參數(shù)的設定。工控機上配套安裝有浮標態(tài)勢顯控軟件，該軟件采用交互式圖形操作界面設計，使檢測和設定工作簡單快捷，并可通過 GSM 模塊發(fā)送手機短信提供浮標新剖面實時提醒功能。

北斗剖面浮標接收數(shù)據(jù)與參數(shù)操作流程如圖2所示，通過“HM系列剖面浮標數(shù)據(jù)接收/監(jiān)視系統(tǒng)”和“北斗剖面浮標數(shù)據(jù)自動轉發(fā)系統(tǒng)”，實現(xiàn)了北斗剖面浮標數(shù)據(jù)的自動接收、浮標參數(shù)的調整以及數(shù)據(jù)自動轉發(fā)等功能。

該系統(tǒng)的主要功能包括：

1）自動接收及數(shù)據(jù)解碼功能：能自動接收多種型號（COPEX、HM系列）的北斗剖面浮標信息，并進行數(shù)據(jù)解碼。

2）實時海圖態(tài)勢顯示功能：接收并實時顯示海上工作浮標的漂移軌跡。

3）實時圖形界面顯示功能：以圖形和數(shù)據(jù)方式直觀顯示接收到的觀測參數(shù)（如溫度、鹽度和深度等）數(shù)據(jù)。

4）無人值守功能：系統(tǒng)工作過程全由計算機自動完成，無需人員值守，浮標浮出水面上傳數(shù)據(jù)時，能夠自動提醒相關操作技術人員。

5）雙向通信功能：設定或更改浮標工作參數(shù)，實現(xiàn)遠程控制浮標工作狀態(tài)功能。

圖2 HM2000型浮標數(shù)據(jù)接收流程Fig.2 Flow diagram of data receiving for HM2000 profiling float

2.2.2 數(shù)據(jù)處理與分發(fā)系統(tǒng)

所有的包括通過北斗和銥衛(wèi)星傳輸?shù)钠拭娓擞^測數(shù)據(jù)，經(jīng)信息自動提?。òǜ思夹g信息和觀測數(shù)據(jù)）后，按照國際Argo資料管理組規(guī)定的程序（http://dx.doi.org/10.13155/33951）對壓力進行實時校正，并對溫、鹽度觀測剖面和衛(wèi)星定位等數(shù)據(jù)進行實時質量控制[15]，其主要流程如圖 3所示。實時質量控制一般在獲取浮標資料的 24 h內(nèi)可以完成，其中通過北斗衛(wèi)星傳輸接收的觀測資料，在獲取2 h內(nèi)即可完成。

延時模式質量控制將在浮標布放后6個月進行，主要針對電導率傳感器長期工作后可能會產(chǎn)生漂移的問題，需要收集該海域內(nèi)高精度的船載CTD儀觀測資料作為參考數(shù)據(jù)集，并建立歷史CTD資料數(shù)據(jù)庫。如果沒有CTD資料庫，將挑選浮標附近高質量歷史Argo資料進行對比分析，其主要流程如圖4所示。

圖3 Argo資料實時質量控制流程Fig.3 Flow diagram of Argo data real-time quality control

圖4 Argo資料延時模式質量控制流程Fig.4 Flow diagram of Argo data delayed-mode quality control

3 臺風海域實時海洋環(huán)境智能服務平臺

全球Argo資料具有超海量、大覆蓋、高頻率等特點。如何對這些Argo資料進行高效存儲，以解決今后Argo資料因高速增長、高頻更新所帶來的存儲、更新與檢索瓶頸；同時，如何將Argo資料和臺風信息等多源海洋環(huán)境數(shù)據(jù)在統(tǒng)一的時空框架下快速集成和共享，從而實現(xiàn)臺風海域 Argo資料的快速查詢，進行可視化、統(tǒng)計分析等增值服務，這些都是目前急需攻克和解決的問題。

3.1 平臺框架設計

針對上述的現(xiàn)實需求，并基于在西北太平洋海域布放具有雙向通訊功能的剖面浮標構建Argo實時海洋觀測網(wǎng)的契機，我們研制了臺風海域實時海洋環(huán)境智能服務平臺，旨在為國內(nèi)相關研究項目或海洋、氣象服務部門提供更加豐富的臺風海域實時海洋環(huán)境數(shù)據(jù)與信息服務。整個平臺包括 2大系統(tǒng)，分別為西北太平洋臺風海域海洋環(huán)境數(shù)據(jù)實時集成與管理系統(tǒng)、西北太平洋臺風海域實時海洋環(huán)境智能服務系統(tǒng)，如圖 5所示。西北太平洋臺風海域海洋環(huán)境數(shù)據(jù)實時集成與管理系統(tǒng)將會管理包括基礎地理空間數(shù)據(jù)、海量的Argo元數(shù)據(jù)、觀測剖面資料臺風數(shù)據(jù)、其他海洋環(huán)境數(shù)據(jù)以及相關衍生數(shù)據(jù)產(chǎn)品等多樣化的資料。而基于海洋環(huán)境數(shù)據(jù)多源異構、海量遞增的特點，采用全自動化準實時入庫系統(tǒng)對海量Argo資料、臺風資料、SST資料等進行入庫，采用云存儲技術與關系型數(shù)據(jù)庫相結合，對大規(guī)模海量異構數(shù)據(jù)進行高效管理，同時在后臺入庫時監(jiān)聽海量數(shù)據(jù)和大量文件，針對不同時空分布下的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)進行相關產(chǎn)品的自動化制作。西北太平洋臺風海域實時海洋環(huán)境智能服務系統(tǒng)采用了海量數(shù)據(jù)的分布式存儲技術和分布式網(wǎng)絡環(huán)境下的海量信息共享服務智能服務平臺體系結構，以及 WebGIS、RIA等支撐技術和規(guī)范體系，在空間信息共享與服務框架下，實現(xiàn)了對臺風路徑附近Argo剖面浮標位置的實時監(jiān)控、漂移軌跡的可視化追蹤，以及剖面資料的高效檢索和實時繪制等功能。平臺總體架構如圖6所示。

圖5 臺風海域實時海洋環(huán)境智能服務平臺主要功能模塊Fig.5 Main function modules of real-time ocean environment smart platform for typhoon genesis region

圖6 臺風海域實時海洋環(huán)境智能服務平臺總體架構Fig.6 General framework of real-time ocean environment smart platform for typhoon genesis region

3.2 基于混合數(shù)據(jù)庫架構的Argo資料存儲方案

Argo資料具有海量、實時、分布廣泛、更新速度快等特點[16]。現(xiàn)有的空間數(shù)據(jù)庫盡管可以對大規(guī)模異構空間數(shù)據(jù)進行管理，但其存儲的容量和靈活性存在一定局限性；同時，日益遞增的Argo觀測資料以及大量的衍生數(shù)據(jù)產(chǎn)品對存儲空間的需求越來越高，單機存儲或者簡單的集群共享已無法應對爆炸式增長的海量數(shù)據(jù)，存儲系統(tǒng)的彈性擴展能力和性能要求需進一步提高。為此，提出了一種基于混合數(shù)據(jù)庫架構的Argo資料存儲模型，采用關系型/非關系型數(shù)據(jù)庫相結合的分布式混合存儲模型對大規(guī)模高速增長的Argo數(shù)據(jù)進行高效管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)多級多態(tài)存儲、管理和實時更新。

HDFS是Hadoop實現(xiàn)的一個分布式文件系統(tǒng)，Hadoop是由Apache基金會開發(fā)的一個分布式系統(tǒng)基礎架構[17]。HDFS具有高可靠性/可用性、高擴展性、高效性、低成本等多方面優(yōu)點。PostgreSQL/PostGIS數(shù)據(jù)庫是一個輕型、開源的空間關系型數(shù)據(jù)庫，支持復雜查詢、事務完整性等，可通過增加新的數(shù)據(jù)類型、函數(shù)、索引等進行擴展，并且提供了OGC規(guī)范中的點、線、面等幾何對象類型以及空間索引和空間操作等能力[18]。考慮到Argo數(shù)據(jù)兼具結構化與非結構化的數(shù)據(jù)特性，且數(shù)據(jù)總量增長迅速，采用傳統(tǒng)單一的數(shù)據(jù)存儲方式難以進行有效組織與管理。因此，本文采用HDFS分布式文件系統(tǒng)和 PostgreSQL/PostGIS數(shù)據(jù)庫混合存儲的架構，如圖 7所示。其中，HDFS集群的主節(jié)點采用雙備份機制，僅一個節(jié)點負責與客戶端和子節(jié)點交互，另一個備份節(jié)點僅負責主節(jié)點的備份。數(shù)據(jù)節(jié)點內(nèi)的Argo剖面觀測原始資料和網(wǎng)格化數(shù)據(jù)產(chǎn)品被分塊到多個物理節(jié)點上存儲，其網(wǎng)絡路徑索引不僅存放在主節(jié)點上，也被記錄到 PostgreSQL中。同時，Argo浮標元數(shù)據(jù)和剖面觀測數(shù)據(jù)中的結構化信息以表格形式存儲于PostgreSQL。帶有空間位置屬性的Argo浮標空間信息、觀測剖面空間信息以及浮標軌跡信息等則從Argo浮標元數(shù)據(jù)和剖面觀測文件中抽取存放在PostGIS中。這種混合數(shù)據(jù)庫架構的存儲模式充分發(fā)揮了分布式文件系統(tǒng)和空間數(shù)據(jù)庫各自的特點，實現(xiàn)了對Argo資料結構化數(shù)據(jù)和非結構化數(shù)據(jù)的高效存儲和一體化管理，其高可擴展性也為日益遞增的非結構化數(shù)據(jù)提供了硬件級的彈性擴展能力。

圖7 Argo資料混合存儲架構Fig.7 Architecture of mixed storage for Argo data

3.3 平臺應用

西北太平洋臺風海域實時海洋環(huán)境智能服務平臺于2016年10月10日起在中國 Argo 實時資料中心部署并試運行服務，已穩(wěn)定運行1年，具備了對外業(yè)務化運行的能力，用戶可以通過訪問西北太平洋臺風海域實時海洋環(huán)境智能服務系統(tǒng)，查詢檢索臺風海域Argo資料及其衍生數(shù)據(jù)產(chǎn)品。具體的用戶使用流程如圖8所示。例如對于某個感興趣的臺風軌跡點，用戶可快速查詢到前后10天附近海域300 km范圍內(nèi)的浮標分布（圖9）；顯示相應浮標的動態(tài)漂移軌跡（圖10）；同時可以把最近時刻的 SST大面分布進行疊加顯示分析；對于查詢到的浮標資料，用戶可實時繪制溫、鹽度剖面圖，并對剖面資料進行下載；對于衍生數(shù)據(jù)產(chǎn)品，用戶可根據(jù)數(shù)據(jù)產(chǎn)品類型、各種時間尺度等不同需求組合查詢查看溫、鹽度網(wǎng)格化產(chǎn)品。

圖8 西北太平洋臺風海域實時海洋環(huán)境智能服務系統(tǒng)用戶使用流程Fig.8 Usage flow of real-time ocean environment smart platform for typhoon genesis region in northwestern Pacific Ocean

圖9 臺風附近浮標的快速查詢Fig.9 Rapid inquiry near typhoon

圖10 浮標漂移軌跡的顯示Fig.10 Display of drifting trajectory of profiling float

4 展望與前景

Argo 計劃的核心目標是觀測與氣候變化密切相關的海洋信息，包括海洋溫度與熱容量、鹽度和淡水容量、相對于總海平面的海面比容高度，以及大尺度環(huán)流等的區(qū)域性和全球變化。Argo資料的成功應用大大加深了對臺風活動的認識。利用Argo剖面浮標，我們有能力對臺風海域海洋環(huán)境進行實時監(jiān)測，從而可以大范圍、長時間、高分辨率和實時地獲取臺風天氣條件下的上層海洋環(huán)境資料。這些數(shù)據(jù)源對發(fā)展和完善海洋與臺風相互作用的理論方法、耦合數(shù)值模式等相關基礎研究具有重要意義。

在聯(lián)合國政府間海洋學委員會決議（XX-6和XLI-4）-Argo計劃框架下，以及在國際Argo組織（國際Argo指導組、國際Argo資料管理小組、國際 Argo信息中心）的協(xié)調和指導下，中國 Argo計劃擬在鄰近的西北太平洋臺風多發(fā)海區(qū)構建一個實時海洋監(jiān)測網(wǎng)。根據(jù)過去50年西北太平洋熱帶氣旋出現(xiàn)頻率的分布，選取 10°N～23°N、123°E～140°E包圍的區(qū)域作為海洋監(jiān)測網(wǎng)的建設海區(qū)；并建成一個由約30～45個自動剖面浮標（具有雙向通訊功能）組成的西北太平洋臺風海域實時海洋監(jiān)測網(wǎng)，每年需補充布放的浮標數(shù)量約30個，形成對深海大洋長期、連續(xù)、高時空分辨率和高精度觀測的能力，為促進臺風研究和提高臺風預測預報水平提供充足的數(shù)據(jù)源。

西北太平洋臺風海域實時海洋監(jiān)測網(wǎng)的建設目標主要是為了獲取臺風海域大洋表層到中層（約2 000 m），甚至到深層（約6 000 m）范圍內(nèi)的溫、鹽度剖面資料。通過北斗或銥衛(wèi)星及時調整浮標觀測參數(shù)，以獲取更多的加密觀測資料，并建立浮標信息接收專線，為海洋/氣象業(yè)務中心及研究院所提供實時/準實時的Argo資料；同時西北太平洋臺風海域實時海洋環(huán)境智能服務平臺旨在為國內(nèi)相關研究項目或海洋、氣象服務部門提供更加豐富的臺風海域實時海洋環(huán)境數(shù)據(jù)與信息服務，以便幫助科學家了解大尺度實時海洋的變化，提高天氣和海洋預報的精度，有效防御臺風給人類造成的威脅。