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向著深海智慧浮標發力 科學家技術上尋突破

發佈時間: 2016-10-14
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智慧浮標是海洋觀測、探測、深海開發的關鍵平臺。目前世界各國正在大力研發新型深海浮標技術,搶佔新一輪深海競爭的制高點,“面向全球深海大洋的智慧浮標”作為我國海洋科學領域獲批的第一個國家重大科研儀器研製項目,對於推動我國深海大洋研究實現跨越式發展,把深海大洋變“透明”具有重要作用。

觀測海洋的“n”個眼

還是在1998年,美國等國家大氣、海洋科學家推出了一個全球海洋觀測網計劃(ARGO)。該計劃構想用3年至4年時間在全球大洋中每隔300公里布放一個衛星跟蹤浮標,總計為3000個,構成一個龐大的ARGO全球海洋觀測網。

全球海洋觀測網首次讓科學家在自己的實驗室裏就能知道全球海洋水深2000米以內正在發生的變化,其中的關鍵就是衛星跟蹤浮標。這些浮標能漂移自動下潛至2000米左右深度,然後上浮到海面,可以快速、準確、大範圍地收集全球海洋上層的海水溫度、鹽度剖面資料,提高氣候預報的精準度,從而有效防禦全球日益嚴重的氣候災害給人類造成的威脅,被譽為“海洋觀測手段的一場革命”。

“然而,這一輪的浮標投放大部分來自發達國家,中國投放的數量不多,對ARGO全球資料中心實時上傳的數據也相對較少。直至21世紀初,中國才正式加入全球海洋觀測網。”智慧浮標項目首席科學家中國科學院院士、青島海洋科學與技術國家實驗室主任吳立新説,“習近平總書記在全國科技大會上指出,深海蘊藏著地球上遠未認知和開發的寶藏,但要得到這些寶藏,就必須在深海進入、深海探測、深海開發方面掌握關鍵技術。智慧浮標就是其中之一。”

向2000米水深以下進軍

近年來,多個國家啟動了新一輪深海大洋觀測計劃,向2000米以下的深海延拓。比如,目前美國日本、法國等國在大力研發深海ARGO浮標技術,以佔領新一輪深海競爭的制高點。

作為我國海洋科學領域獲批的第一個國家重大科研儀器研製項目,“面向全球深海大洋的智慧浮標”項目也于2016年3月3日正式啟動。該項目緊緊圍繞“深海大洋變化及其在全球氣候系統中的作用”這一關鍵科學問題,針對目前浮標觀測存在的問題和制約,研發一種新型智慧浮動觀測平臺技術。

“新一輪深海大洋觀測計劃對我國不僅是挑戰,更是一次難得的機遇。”吳立新説,“智慧浮標的研製將助力國家搶佔科技戰略制高點、提高中國海洋領域國際話語權。”

據上海交通大學連璉教授介紹,該平臺採用了快速動力定位與可持續海洋能供電技術,發展自適應的區域三維高解析度的觀測技術以及基於機動平臺的多學科(物理、聲學、生物地球化學)感測器同步觀測技術,使海洋綜合觀測延拓至2000米以下深層海洋,形成對全球深層大洋的觀測能力,實現我國深海大洋觀測研究跨越式發展,為防災減災、深海生物資源開發、關鍵海區的水下環境安全保障提供支撐。

帶動國産海洋裝備新突破

在9月初召開的智慧浮標項目進度與方案研討會上,最終確定3套智慧浮標于2017年底前完成海試工作。據介紹,該智慧浮標的研製將突破幾大技術。比如,搭載感測器高精度、低漂移深海長期觀測技術,機動平臺多感測器綜合觀測干擾消除技術,大數據的存儲、處理及準實時通訊技術,海洋環境能源獲取與高效利用技術、基於自主衛星的數據通訊技術等。

“在智慧浮標項目中,我們鼓勵專家學者勇於創新,大膽嘗試,採用新技術、新材料,為我國海洋儀器裝備的製造、發展尋求大的突破。”吳立新説,“目前我們已經搭建起‘兩洋一海’觀測網,今後將全力開發智慧潛標、浮標等高端海洋儀器裝備,努力實現國産深海觀測儀器裝備達到甚至超越國際先進水準。”

吳立新表示,目前我國海洋儀器裝備國産化進程方面還處在加速時期,該階段需要科研機構與企業合作,力求技術與資本的有機結合,深化整合和優化配置,完善産學研結合的體制和機制,形成有效的協同創新鏈條。此外,還要加大高端海洋科學和技術人才的培養,完善人才隊伍。到“十三五”末,力爭形成一批國際領先的海洋監測核心關鍵技術,核心部件擁有自主智慧財産權,培育十幾家核心技術型企業,佔領海洋監測裝備産業新高地。

文章來源: 中國海洋報
責任編輯: 奚婷
 
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