国际Argo计划的观测目标是在全球海洋上获取精准度分别为0.005℃和0.01的海水温度和盐度资料。由于目前海水盐度还无法从海洋中直接测量获得，需要采用海水电导率间接导出。而测量海水电导率的传感器只要受到轻微的物理变形或油污等污染物的影响，其测量值就可能产生较大偏差。
因此，要长期保持电导率传感器的高精度似乎并不现实，需要寻求其他合适的方法来尽可能提高浮标观测资料的质量。从Argo计划实施之初到现在，自动剖面浮标观测资料的质量控制一直是国际Argo指导组（AST）和国际Argo资料管理小组（ADMT），以及各国Argo资料中心工作的重中之重。
为了满足读者对各国Argo资料中心，特别是中国Argo实时资料中心（亦称“杭州全球海洋Argo系统野外科学观测研究站”），是如何对自动剖面浮标观测资料进行质量控制工作的了解及其好奇心，本平台征得《西太平洋Argo实时海洋调查》一书（列入“十三五”国家重点出版物出版规划项目、深远海创新理论及技术应用丛书）著作者的同意，愿将该书中阐述的相关内容放在平台上与广大读者分享。
因原文篇幅较长，平台将其拆分为剖面浮标观测资料质量控制流程与实时质量控制（上）和剖面浮标观测资料延时质量控制（中），以及全球海洋Argo散点资料质量再控制（下）等３篇，做一全面、系统介绍。
剖面浮标观测资料延时质量控制（中）
上篇叙述的实时质量控制过程是以快速、自动处理为目标，难免会因设定的阈值过大或限制过宽而遗漏一些错误的信息。也就是说，实时质量控制过程以删除明显错误信息或对可疑信息标记质量控制符为主，提醒用户使用这些信息或数据时要特别留意。
为此，对经过实时质量控制的Argo资料，仍需进行更加严格、甚至苛刻的质量控制，才能满足广大用户和科学研究的需求。
于是，人们又提出了对Argo资料进行延时质量控制的措施。当然，对Argo资料校正的理想方法是，利用浮标观测剖面附近的船载CTD仪观测资料作为检验或校正的标准。
尽管近些年国际Argo指导组和Argo资料管理组一直在呼吁各国Argo资料中心应尽可能多地收集和提交船载CTD资料，以便建立一个高质量的参考数据库（CCHDO），用于对Argo资料进行延时质量控制。但这种方法显然不可能应用到所有的Argo观测剖面中，如在一些深海大洋区域，至今还尚无任何现场观测资料或者观测站极其稀少，必须借助一些间接的办法，针对不同的问题寻找不同的解决方案或校正方法。
1、压力资料质量控制
自动剖面浮标携带的压力传感器由于其性能和制造工艺的缺陷，有时会出现约5×104~10×104 Pa的漂移误差。针对这一问题，国际Argo资料管理组提出了利用浮标数据中的海表压力（SP）参数，对浮标观测的压力数据进行质量控制和校正处理。
1）海表压力序列
自动剖面浮标在完成一个观测周期，将剖面资料发送给卫星、并开始下沉之前，会通过压力传感器将SP值记录下来，待浮标再次完成一个观测周期浮出海面后，先前记录的SP值将会随着观测剖面资料一起通过卫星发送回资料接收中心。
因此，可从同一个自动剖面浮标的所有剖面资料中提取出SP值并组成一个数列（若有缺测情况出现，则SP=NaN），然后通过窗口大小为40 d（剖面日期的±20 d）的滑动平均进行滤波，这样可以充分消除掉天气尺度的影响，又可以保留大气季节变化的作用。滤波后再将缺测资料插值补充完整，最后就得到了用来进行浮标压力校正的海表压力序列。
2）负压力漂移截断问题
APEX型剖面浮标是国际Argo计划实施以来较早选用、也是数量占比最多的一种常规观测设备，其装载的Druck压力传感器曾发现存在微泄露问题，会引起5×104~10×104 Pa的负压力漂移误差，极端情况下会达到20×104 Pa。由于早期APEX型浮标控制器制造工艺的原因，当浮标SP观测值小于0时不能被正常记录，而是直接截断负压力记录为“0”值。这就导致了SP序列无法反应压力传感器发生负压力漂移的问题，称为负压力漂移截断问题（TNPD）。
当浮标出现TNPD问题时，由于SP值会连续出现“0”值，所以可以根据SP序列来判断浮标是否发生了TNPD问题。国际Argo指导组规定：如果浮标记录的SP值连续6个月出现“0”值，且之后也不再出现正值，那么就可以判定该浮标存在TNPD问题。
TNPD问题有时也会导致观测的温、盐度剖面出现异常，如在温跃层处会出现温度异常偏低、等温线变浅、盐度出现微小的正偏差等。但需指出的是，由压力传感器漂移引起的盐度异常与电导率传感器的漂移相比要小得多，并且这种情况大都发生在早期布放的APEX型剖面浮标上。随着2007年新的浮标控制器和压力传感器开发成功并投入使用，TNPD问题也就已经不复存在。
3）校正方法
尽管在2007年以后，APEX型浮标安装上新的控制器和压力传感器后，再也没有发现TNPD问题，但对早期由这类浮标观测的压力资料，仍需进行校正，以便能与其他类型浮标观测的压力资料相匹配。
当然，首先需要判断浮标是否发生了TNPD问题。若浮标没有发生TNPD问题，校正方法相对比较简单，只需将浮标剖面压力数据减去下一个观测周期中的SP值，即（其中代表第n个剖面的压力校正值，代表第n个剖面文件的压力观测值，代表海表压力序列的第n+1个SP值），就可方便地获得压力校正值。但如果最终的压力校正值出现负值的情况，那么仍需将其标记为可疑资料。
倘若浮标经判断确实存在TNPD问题，目前似乎还没有找到一种有效的校正方法。由于浮标控制器直接将压力传感器观测到的负海面压力采取了截断处理的方式，从而没有任何可以用来进行校正的信息。延时质量控制也只能将发生TNPD问题的浮标标记出来，提醒Argo用户这些浮标的压力数据可能存在问题。
2、温度资料质量控制
国际Argo计划伊始，温度传感器的制造技术已经成熟，其性能比较稳定。近20年的海上应用也表明，温度传感器几乎不存在漂移现象，但也难免会受外界环境因素干扰造成数据异常。
虽然在实时质量控制过程中，对发现严重错误的温度数据已经进行了剔除处理，但对一些可疑的异常温度数据，仅标记了质量控制符。
延时质量控制就是要对这些可疑数据进行辨别，将其与经过严格筛选的周围Argo温度剖面资料或历史温度观测资料进行比较，若发现明显不符，则将异常数据剔除即可。
3、盐度资料质量控制
早期研究人员在对剖面浮标观测资料进行分析时，均发现浮标在等位温面上的盐度观测值会出现比较大的变化（最大可达到0.15），国际Argo指导组就开始认识到有必要对Argo盐度剖面资料进行延时质量控制。
随后几年，研究人员根据对回收的自动剖面浮标进行的实验室标定也发现，浮标携带的电导率传感器平均以0.005/年（换算成盐度）的速率发生漂移。为此，有必要采取有效措施对Argo盐度资料进行校正及严格的质量控制。
1）盐度漂移校正
早期的研究发现，除了深层水形成海域（如拉布拉多海、威德尔海等）以外，盐度在全球大洋深层变化非常缓慢，故可以认为自动剖面浮标在有限的观测期（3~5 a）内，其观测到的深层盐度值会比较恒定，这就为盐度漂移校正提供了一个较为可行的方法，即利用Argo观测剖面周围的历史观测资料对存在盐度漂移误差的资料进行校正。
2003年美国太平洋海洋环境实验室（PMEL）的Wong等首次提出了一种利用客观估计法和历史资料校正Argo盐度的方法，简称WJO方法。该方法利用最优插值和根据合适时空尺度选择的自动剖面浮标周围的历史资料，估计得到Argo剖面位置处标准位温层上的气候态盐度值，并将Argo剖面资料插值到标准位温层上；然后再根据各个标准位温层上的盐度观测值与气候态盐度值之间的差异进行加权平均，从而得到整个剖面上的盐度校正值；最后将该浮标所有剖面的盐度校正值利用分段线性拟合，完成盐度校正工作。
由于该方法的广泛适用性和计算过程的自动化，很快就被国际Argo资料管理组确定为延时质量控制模式的标准方法。但是经过多年的实践后，资料管理人员发现该方法也还存在着一些缺陷，例如WJO方法在北大西洋、南大洋等垂向层化较弱、水团性质时空变化较大的海域几乎没有校正效果；在浮标观测温度插值到标准位温层时无意中引入了不必要的插值误差；在计算气候态盐度值的误差时，将所有标准位温层都考虑了进去，又会引入表层海水盐度正常变化所带来的误差，进而对校正结果的误差估计过高；在进行最后的分段线性拟合时需要人为选择间断点，从而给校正结果带来了人为影响等。
针对WJO方法的缺点，Böhme和Send于2005年提出了一种改进的客观分析方法，简称BS方法。研究表明，北大西洋的地形特点对该海域水团分布起到了关键性的作用，为此BS方法在选择历史水文数据时不仅考虑了时间与空间两个因素，还加入了相对涡度，从而提高了气候态盐度的计算精度，校正效果也得到了相应提高。
此外，BS方法不再将浮标观测温度插值到标准位温层上，而是直接在浮标观测温度层次上进行计算，也就避免了插值过程中引入的误差；而在估计气候态盐度误差时，不再考虑所有的标准位温层，而是选取500×104 Pa以下最大和最小压力、最大和最小温度、最大和最小盐度、以及温－压关系和盐－压关系最稳定的两个压力层等10个层次，这样既保证了垂直方向的代表性，又避免了过高估计校正误差。
BS方法研发伊始只针对位于北大西洋海域的自动剖面浮标观测的盐度进行校正，不适用于全球海域范围内的推广，另外其估计气候态盐度误差时选取的层次虽然在垂直方向上具有广泛的代表性，但是太过平均，反而没有达到最大程度上减小校正误差的目的。
为此，Owens和Wong于2008年整合了WJO和BS方法各自的优点，并为了更能客观准确的描绘出剖面浮标电导率传感器发生漂移的真实状况，引入了一种自动选择间断点的分段线性拟合方法，最后形成了目前在各个国家Argo资料中心通用的OW方法。该方法在扩大海域适应性、减小校正误差和消除人为影响等方面，都比WJO和BS方法有了较大改进。
2）热滞后校正
由于自动剖面浮标装载的电导率传感器的响应时间比温度传感器的响应时间长，这会使盐度在温度梯度较大的层（如温跃层）上容易出现盐度“尖峰”；同时也有证据表明，浮标在密度梯度较大的区域中其上升速度极其缓慢，这就加重了电导率热滞后效应的影响。
故对热滞后校正需根据不同的CTD型号（不同的采样频率和响应时间）、浮标上升速度来建立不同的校正系数。
４、讨论与小结
到目前为止，经过质量控制的Argo资料已经广泛应用到海洋和天气业务预测预报，以及海洋、大气等科学领域的基础研究中。但人们在应用和研究中也还不断发现Argo资料中存在着诸多的质量问题，这也说明了对Argo资料质量控制工作依然任重道远，Argo资料质量控制程序亟待优化。
如果对目前使用的Argo资料质量控制流程以及方法进行深入剖析，可以发现，在实时质量控制过程中，各项测试内容都涉及到一些人为设定的检测标准或阈值，如在检测浮标定位信息中设定的速度最大值为3 m/s，而实际情况中在西边界流（公认的强流区）区域的最大流速也仅为2 m/s左右，大洋内部的流速几乎不超过0.6 m/s；又如盐度的检测标准为（2，41），即最低盐度为2，最高为41，而在太平洋中盐度分布实际仅为（20，39）之间。
可以看到，资料质量控制过程为了追求在全球海洋上的适用性，各种检测标准或阈值范围往往设置得太过宽泛，使得实时资料中仍然会存在许多异常数据。针对这样的问题，不妨可以通过对不同海域、不同深度区间设定不同的检测标准或阈值来改进和解决。
此外，人们在进行Argo盐度延时质量控制和校正处理时发现，一些海域内的浮标会出现过度校正问题，进一步研究还表明，估计气候态盐度时使用的时空尺度参数对盐度校正结果有很大影响。
然而，目前延时质量控制和校正方案中，对这些参数的设定显然存在着不合理之处。由于Argo计划早期缺乏高质量的CTD参考资料，所以在估计气候态盐度值时设定了较大的时空尺度参数（其中时间参数为10 a左右，空间参数为24°左右），以便能利用足够多的历史观测资料来校正浮标资料。
但与此同时，参考数据中也就不可避免的混杂了一些不合适，甚至错误的历史资料，从而给校正结果带来误差甚至错误。这个问题在水团组成较复杂、年际变化较大的海域（如大西洋亚北极环流海域、南大洋海域和黑潮亲潮交汇区等）更加突出。
为此，中国Argo实时资料中心在对Argo资料按规定程序进行实时和延时质量控制的同时，还对收集的全球海洋Argo散点资料进行了质量再控制工作，并对延时模式质量控制方法进行了适当改进，以便能更适用于温、盐度变化较大的太平洋海域（如西边界流和黑潮与亲潮交汇区等），取得了较好的质量控制效果。
