열대 해양 지구 대기 프로그램

Tropical Ocean Global Atmosphere program
다른 용도는 Toga(동음이의)를 참조하십시오.

열대 해양 지구 대기 프로그램(TOGA)은 세계 기후 연구 프로그램(WCRP: World Climate Research Programme Research Programme)의 10년 연구(1985-1994)로, 수개월에서 수년까지의 시간 척도로 기후 현상을 예측하는 것을 특별히 목표로 했다.

TOGA는 열대 해양과 지구 대기와의 관계를 강조했다. 토가(TOGA)의 기저에는 열대지방의 해양의 동적 조정이 높은 위도보다 훨씬 더 빠르다는 전제가 깔려 있다. 따라서 서태평양(엘니뇨와 같은)에서 발생하는 장애는 높은 위도에서 해당 분지 폭의 전파에 대한 년도에 비해 몇 주 단위로 분지 전체에 전파될 수 있다. 적도 부근에 있는 짧은 동적 시간 척도의 의미는 그것들이 매우 에너지 넘치는 대기 모드의 척도와 유사하다는 것이다. 이 유사성은 바다와 대기 사이의 결합 모드를 형성할 수 있게 한다. TOGA는 적도 태평양에 대한 종합적인 관측 시스템을 개발하는 데 중요한 역할을 했으며, ENSO 예측, 데이터 동화 및 공해상 상호작용의 이해를 위한 중요한 토대를 마련했다.

배경과 동기

TOGA 프로그램의 뿌리는 1920년대로 거슬러 올라갈 수 있으며, 기후 패턴의 주요 동인으로 보이는 태평양 전역의 기압 이상 사이의 명백한 연관성인 Southern Oviation으로 알려진 것에 대한 Gilbert Walker경의 연구결과로 거슬러 올라갈 수 있다.[1] 이 작품은 1960년대에 제이콥 비에르크네스가 페루 해안에서 보통 서늘한 물의 겨울 따뜻한 이상 현상인 엘니뇨 현상과 남쪽의 진동 사이의 연관성을 확고히 하면서 더욱 부각되었다.[2] 엘니뇨 – 남방진동(ENSO) 또는 ENSO의 결합은 인간과 경제적 영향을 모두 갖는 계절적 기후 변동성의 주요 원인이 되는 것으로 밝혀졌다. 이러한 연계된 현상에 대한 연구는 ENSO 현상의 잠재적 전구체인 적도 켈빈파의 발견을 포함한 다양한 관찰 및 모델링 연구를 통해 1970년대와 1980년대까지 계속되었다.[3]

이러한 점을 염두에 두고, 세계기후연구계획은 열대 해양 유역의 해양-대기권 상호작용을 이해하기 위한 10년간의 연구 계획을 수립하기 시작했다. 이 프로그램의 목표는 1982-1983년에 현재까지 가장 강력한 엘니뇨 현상이 사전 예측이나 탐지 없이 강타했을 때 확고해졌다.[4] 이 특히 강한 사건은 가뭄, 홍수, 극심한 더위, 심한 폭풍우로 인해 중단되었다.[5] 이러한 사건들은 ENSO에 대한 더 나은 예측 메커니즘의 필요성과 예측을 지원하기 위한 신뢰할 수 있는 실시간 데이터의 필요성을 명확히 정의했다.

TOGA의 출범 및 과학적 목표

토가(TOGA)는 1985년 3대 열대 해양 분지의 해양과 대기 변동성을 연구할 목적으로 출범했다. 미국의 초점은 태평양 분지에 있었고, 국립 해양 대기 협회(NOAA), 국립 과학 재단(NSF), 미국 항공 우주국이 자금을 제공하고 있었다. TOGA의 구체적인 목표와 과학적 목표는 다음과 같다.[6]

  • 시스템이 몇 개월에서 몇 년 사이의 시간 척도로 예측 가능한 정도를 결정하기 위해 열대 해양과 지구 대기에 대한 설명을 얻고 예측가능성의 기초가 되는 메커니즘과 과정을 이해한다.
  • 수개월에서 수년까지의 시간 척도 변화를 예측하기 위한 목적으로 두 개의 해양-대기권 시스템을 모델링할 수 있는 타당성 연구한다.
  • 이 기능이 입증될 경우, 해양-대기권 모델을 결합하여 작동 포기에 대한 관찰 및 데이터 전송 시스템을 설계하기 위한 과학적 배경을 제공한다.

TOGA 목표 달성을 위해 일련의 국가적, 다국적, 국제적 노력을 통해 상층 해양과 대기에 대한 대규모, 장기적 모니터링 전략, 집중적이고 매우 구체적인 프로세스 지향적 연구, 모델링 등을 기획하고 제정하였다. 모델링 활동은 TOGA 수치 실험 그룹(TOGA NEG)에 의해 조정되었다.

관측 시스템

TOGA 프로그램은 ENSO 온난화 주기의 연구와 예측을 지원하기 위해 고급 해양 관찰 시스템을 구축했다. 기회의 배와 내륙 조수계 등 전통적인 방식을 채용한 반면, 가장 큰 성과는 열대대기해양(TAO) 어레이의 배치였다.

TAO Array는 적도 태평양을 따라 배치된 70개의 계류 부표로 구성된 NOAA와 태평양 해양환경연구소(PMEL) 합작으로, 자율온도선 획득시스템(ATLA)을 이용해 실시간 바람, 해수면 온도, 심해 온도 데이터를 제공했다.[7]

또한, 이 프로그램의 과학자들은 인공위성 유도 제품들이 프로그램을 위해 특별히 만들어지지 않았음에도 불구하고 다수의 인공위성 유도 제품들을 이용했다. 가장 중요한 것은 해수면 온도에 대한 NOAA 고급 고해상도 방사선계(AVHRR), 해수면 높이에 대한 지형실험(TOPEX)/포세이돈, 풍속 측정을 위한 다양한 방어 수동 마이크로파 위성이었다.[8]

모두 합쳐서, 위성과 상황 데이터의 조합과 실시간 접속이 이 프로그램의 성공에 매우 중요한 것으로 입증되었다.

토가 코아레

1992년부터 1993년까지, 결합 해양 대기 연구 실험(TOGA-COARE)으로 알려진 특별한 현장 프로젝트가 실시되었다. 4개월간의 노력에는 1200명, 1만6000명 이상의 선박 시간, 125대의 항공기 운항, 12,000대의 라디오폰드 출시 등이 포함되었다. 그것의 주요 임무는 서태평양 온난화 수영장 지역을 특별히 다음을 위해 조사하는 것이었다.

  • 해양 대기 상호작용 방법
  • 대류를 구성하는 메커니즘
  • 부력 및 풍력응력강화 복합에 대한 해양반응
  • 다른 지역에 영향을 미치는 대기/해양 상호작용

TOGA-COARE 실험은 매든-줄리안 진동 및 서풍 폭발과 같은 현상을 포함하여 계절 간 척도의 대기 및 해양 변동성에 대한 이해를 향상시켰다. 또한 COARE 프로그램은 적운, 해양 혼합 및 공해 유속에 대한 모델 매개변수화의 개선을 제공하였다.

결과.

TOGA 프로그램은 무역풍 변이와 해수면 온도 사이의 상호작용을 포함하여 ENSO 주기에 대한 이론적 이해를 직접적으로 향상시켰다. 또한 ENSO 이벤트의 진화, 개발 및 붕괴를 설명하는 데 도움이 되었다.

TOGA의 결과, 계절 예측 모델(통계학적 모델과 동적 모델 모두)이 개발되었다. 그 개선으로 1986년에 처음으로 ENSO 예측을 성공시켰고, 프로그램 종료 전에 연간 예측을 도출했다.

TOGA의 영향은 순수하게 과학적인 발견을 넘어 해양학과 기상학 분야 내에서 작업이 수행되는 방식을 바꾸었다. TOGA 프로그램은 해양학자 및 기상학자 간의 새로운 협력을 바탕으로 개방된 데이터 접근의 새로운 문화를 조성했다. 각각의 연구가 자신의 데이터를 수집하고 사용하기 보다는, 이제는 모든 사람이 데이터를 실시간으로 자유롭게 이용할 수 있게 되었다.

아마도 TOGA 프로그램의 가장 큰 성공은 역사상 가장 큰 엘니뇨 사건 중 하나인 1997-1998년 엘니뇨에 대한 성공적인 예측과 모니터링이었을 것이다. TOGA 프로그램 중에 제시된 조사 결과와 데이터 수집 방법만이 그러한 운영상의 성공을 가능케 할 것이다.[10]

참고 항목

참조

  1. ^ Walker, G. T. (1924). "Correlations in seasonal variations in weather. Part IX: A further study of world weather". Memoirs of the India Meteorological Department. 24 (4): 275–332.
  2. ^ Bjerknes, J. (1969). "Atmospheric teleconnections from the equatorial Pacific". Monthly Weather Review. 97 (3): 163–172. doi:10.1175/1520-0493(1969)097<0163:atftep>2.3.co;2.
  3. ^ Wyrtki, K. (1975). The Dynamic Response of the Equatorial Pacific Ocean to Atmospheric Forcing (5): 572–584. {{cite journal}}: 누락 또는 비어 있음 title= (도움말)
  4. ^ McPhaden, M. J.; Busalacchi, A. J.; Cheney, R.; Donguy, J. R.; Gage, K. S.; Halpern, D.; Ji, M.; Julian, P.; Meyers, G.; Mitchum, G. T. (1998). "The Tropical Ocean-Global Atmosphere (TOGA) observing system: A decade of progress". Journal of Geophysical Research. 103: 14, 169–14, 240. Bibcode:1998JGR...10314169M. doi:10.1029/97jc02906.
  5. ^ Canby, T. Y. (1984). "El Niño ill wind". National Geographic. 165: 144–183.
  6. ^ McPhaden, Michael J.; Antonio J. Busalacchi; Robert Cheney; Jean-René Donguy; Kenneth S. Gage; David Halpern; Ming Ji; Paul Julian; Gary Meyers; Gary T. Mitchum; Pearn P. Niiler; Joel Picaut; Richard W. Reynolds; Neville Smith; Kensuke Takeuchi (1998). "The Tropical Ocean-Global Atmosphere observing system: A decade of progress". Journal of Geophysical Research. 103 (C7): 14, 169–14, 240. Bibcode:1998JGR...10314169M. doi:10.1029/97jc02906.
  7. ^ McPhaden, M. "Tropical Atmosphere Ocean project". NOAA PMEL. Retrieved 9 December 2013.
  8. ^ McPhaden, M. J.; Busalacchi, A. J.; Anderson, D. L. T. (2010). "A TOGA retrospective" (PDF). Oceanography. 23 (3): 86–103. doi:10.5670/oceanog.2010.26.
  9. ^ "TOGA COARE, Earth Observing Laboratory". University Corporation for Atmospheric Research. Retrieved 9 December 2013.
  10. ^ McPhaden, M. J.; Busalacchi, A. J.; Anderson, D. L. T. (2010). "A TOGA retrospective" (PDF). Oceanography. 23 (3): 86–103. doi:10.5670/oceanog.2010.26.

외부 링크