我國“透明海洋”觀測體系實現跨越式發展

本報記者 王建高 通訊員 王 寧

近日，青島海洋科學與技術試點國家實驗室（以下簡稱海洋試點國家實驗室）船隊平台之一的“東方紅3”號新型海洋綜合調查船，圓滿完成黑潮延伸體綜合科考任務返航。

本航次任務中，海洋試點國家實驗室海洋動力過程與氣候功能實驗室（以下簡稱功能實驗室）科考團隊在西北太平洋黑潮延伸體，順利布放自主研發的中緯度大型浮標觀測系統，併成功完成深海潛標系統的即時化升級工作，標誌着我國在西太平洋—南海—印度洋“兩洋一海”關鍵海區深海即時觀測能力建設實現了跨越式發展。

西北太平洋黑潮延伸體海區是全球海洋和大氣動力過程最活躍的區域，也是影響整個太平洋乃至全球氣候變化的關鍵區域。研發人員通過多年努力實現了一系列技術突破，構建完善熱帶西太平洋即時科學觀測網，自主研發的大型浮標成功布放在海況更為惡劣的黑潮延伸體主軸北側區域，經歷了多次颱風之後仍穩定運行。

目前擁有20套深海潛標和3套大型浮標，共計1000餘件觀測設備，已成功獲取最深觀測深度達5800米、連續5—6年的温度、鹽度和海流等數據。融合感應耦合和聲學通信技術首次實現了深海6000米全水深數據的即時傳輸，同時實現了深海大容量數據基於我國北斗衞星的即時傳輸。通過技術創新，西太平洋觀測網具備深海數據即時傳輸功能的潛標套數、設備深度、設備密度逐步增加，系統運行的穩定性和長期性大幅度提高，即時觀測網總體技術指標已達到國際先進水平，部分關鍵技術是國際上首次實現。

從2009年起，海洋試點國家實驗室逐漸在南海構建了國際上規模最大的區域海洋觀測系統——南海潛標觀測網，規模遠超KESS、OSNAP等國際上其他區域海洋潛標觀測網，形成了南海海洋環境長期觀測能力。“東方紅3”號在此前的南海調查航次中，已成功完成8套即時潛標觀測系統的升級工作。

在印度洋關鍵海域，海洋試點國家實驗室以我國自主研製的“白龍”浮標技術為基礎，實現深水大洋水下感應耦合傳輸和特種尼龍繩國產化，優化系統集成，發展新一代高國產化率的深海氣候觀測浮標系統，在大於4000米海域實現海面氣象、海氣通量和水下0—700米的温度、鹽度、海流剖面測量數據從現場到全球電信系統的即時、無縫傳輸，支持我國和國際社會的海洋觀測、研究與服務。圍繞國家“一帶一路”倡議，已經分別和澳大利亞、印度尼西亞、馬來西亞、泰國和肯尼亞等國家合作，在印度洋布放了系列“白龍”浮標，深度參與全球海洋治理，提高了我國在國際上的影響力。南緯8度東經100度的白龍浮標站位，被世界氣象組織WMO賦予編號53041，即時數據上傳全球電信網絡GTS，這是目前唯一實現我國深海浮標即時數據上傳至GTS並進行全球共享的深海浮標，是我國積極參與全球海洋觀測和氣候變化領域國際合作的重要代表。

根據海洋試點國家實驗室“透明海洋”計劃實施方案，在“兩洋一海”關鍵海域布放並回收了近500餘套深海浮、潛標觀測系統。截至目前，仍有超過100套深海定點觀測系統正在穩定運行。深海即時潛標系列關鍵技術的成功研發，突破了海洋潛標觀測高頻採樣、數據即時傳輸這一瓶頸問題，同時面向全球海洋熱帶及中高緯度系列海—氣大浮標的成功研發，使我國全球海洋定點觀測能力走到世界前沿。

“透明海洋”被納入聯合國“海洋科學與可持續發展十年計劃（2021—2030）”的六大路線圖；今年9月，在美國夏威夷召開的第三屆世界海洋觀測大會上，中國科學院院士、海洋試點國家實驗室主任吳立新呼籲全球科學家共建“透明海洋”科研共同體，獲得全球科學家熱烈響應與支持。