典型观测成果

尽管目前科学家们还在对ACO获取的数据进行校正和处理，但已展露出巨大的科学价值。ACO布放后仅一个月，水下摄像机就记录了涉及15种以上大型生物各类精彩场景400多个，其中最令人激动的一次是深海蜥鱼试图捕食一只须虾。科学家们试图利用ACO这种全新的观测手段来激发新的科学假设，进而不断更新和扩充ACO上的仪器和设备。

6.4.1 洋底冷水事件

HOT计划实施的一系列观测航次在ALOHA观测站海域记录到深部洋底发生的冷水事件。冷水事件可以导致深部海水的温度和盐度发生异常。近底CTD的测量发现在深度超过4500m的海水温度波动可以超过0.01℃，盐度也会相应地发生一些高频的变化和震荡。ALOHA观测站附近的冷水事件通常认为是Maui Deep的深部冷水溢过Oahu海山浅部洋中脊到达ALOHA观测站附近的Kauai Deep所引起的。然而，基于HOT计划观测航次的船基调查取样，存在着许多不足，包括采样频率低，易受内潮、内孤立波等噪音的影响等，从而可能会导致较大的观测误差。

基于缆系观测的高频采样允许在温盐记录中过滤掉海洋内部噪音的影响，而这个问题正是船基观测方式所不能解决的。图6-5显示了2013年ACO记录的冷水事件。与HOT观测航次记录的数据相比，ACO的数据采样频率高，因而采用了日平均的方式剔除了内潮、内孤立波等海洋噪音的影响。可以看出，短短几天时间，两次冷水事件的最高温度波动范围超过了0.02℃。通常情况下，在深度超过4000m的深海区域，基本不受深部对流的影响，海水温度的日变化值最大也就是0.001℃。从ACO连续的观测数据还可以看出，在两个冷水事件之间有一个持续缓慢的回暖过程，这是因为热的垂直紊流扩散作用是非常缓慢的。此外，尽管由于仪器固有的原因，测量的盐度数据通常会有0.01psu的漂移，但ACO观测到了0.02psu的变化，变化的幅度要大于仪器漂移造成的误差，说明在冷水事件期间的确可以引起盐度的变化。

图6-5 2013年ACO记录到的冷事件（引自http：//aco-ssds.soest. hawaii.edu/ALOHA/index.html）

蓝色数据为ACO记录的温度和盐度的日平均值，红色数据则为HOT计划的HOT232（2011年）至HOT254（2013年）航次期间的调查数据

6.4.2 声学探测及其应用

ACO配备了一系列的水听器，能够为声学测量提供足够的冗余度并确定其方向性。实际上，在ACO建设的第一阶段，也就是“验证模块”阶段，科学家们就已经从海底收集到了异常丰富的声学数据：2007年2月—2008年10月，持续时间近20个月，每5分钟取样一次，每次持续1.5分钟时间，频率为24k Hz，提供了0.0114Hz～10k Hz声学数据的功率谱密度的数据。利用这些仪器设备，科学家们可以侦听和记录起源于不同距离和方向的地震、海啸、人类活动以及海洋哺乳动物的信号，这些可以为我们提供有关人类居住的固体地球以及栖息于海洋环境中的生物的丰富信息。例如，近些年发生的一系列地震，包括菲律宾地震、瓜地马拉地震和智利地震等，均在ACO留下了记录。图6-6显示的是发生于2014年4月2日的智利大地震，震级为8.2级，由ACO宽频水听器测得；图6-7则显示了不同的海洋哺乳动物、船只活动以及降雨等留下的声学信息。

图6-6 ACO宽频水听器记录的智利地震（引自http：//aco-ss-ds.soest.hawaii.edu/ALOHA/index.html）

X轴为UTC时间（hh：mm：ss）；红色曲线是0.01～0.15Hz的能量，而蓝线为3.5～10Hz的能量。能量较强的高频信号是从震源来的T相位到达

图6-7 ACO水听器的时频图（waterfall spectrogram）（引自http：//aco-ssds.soest. hawaii.edu/ALOHA/index.html）

图中不同颜色表示了不同的能量，红色区域为高能区。A—船只经过；B—自然降雨；C—座头鲸；D—长须鲸；E—小须鲸

在ACO的主页收集了包括地震、微震、玻璃浮球爆裂、各种鲸鱼发出的形形色色的声音资料档案。此外，还可以对ACO海底水听器侦听到的声音流信号进行实时的直播。实际上，不仅仅是声学数据，包括水下摄像视频影像、温度、盐度、深度、荧光光度计、溶解氧、洋流剖面等数据均可以从ACO的主页上进行实时查看。