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吴立新院士:海洋科学呼唤新技术革命

作者:陆琦 发布时间:2015-04-09 浏览量:2199

“海洋科学的每一次突破,都离不开技术的进步;如今的海洋科学,更需要海洋新技术的革命。”4月2日,中科院院士吴立新做客北师大全球变化与地球系统科学研究院前沿讲座时如是说。

“海洋与气候是个超级科学,因为它几乎包含了各个学科层面的问题。”吴立新说。

海洋既是碳汇也是热汇;全球水循环86%的蒸发来自海洋,78%的降水流入海洋,从这个角度讲,海洋控制着全球水循环。

因此,吴立新认为,对气候系统中长期变化的预测能力与水平,在很大程度上取决于对深海大洋的巨大热容量及热输送能力变化的观测、机理认识以及预测能力。

海洋观测在认知海洋方面有着特殊的重要性。海洋科学研究中的重大发现和科学问题,如大洋环流、中尺度涡流、厄尔尼诺现象等,往往都是在长期观测的基础上完成的。

海洋观测系统包括水下移动平台、固定平台、卫星观测平台以及数据集成与产品四个组成部分,非常复杂而且昂贵。“特别值得一提的是全球海洋Argo观测网。”在吴立新看来,Argo观测网是海洋观测史上一次革命性的进展,“它首次让科学家在自己的办公室就可以知道全球海洋水深2000米以上正在发生的变化”。

Argo观测网在全球布放了约4000个浮标,其中大部分来自发达国家,“我国的贡献大约为100个,这与一个大国的地位和身份很不相称”。

海洋占地球表面的71%,其中84%的海洋水深超过2000米。不过,现在的Argo浮标只能观测到海平面下2000米,因此国际上正在酝酿第二轮Argo计划,向2000米以下的深海拓展。

在新一轮深海Argo观测大计划中,我们应该怎么办?吴立新认为,这不仅是挑战,更是一次难得的机遇,是我国深海大洋研究实现跨越,抢占制高点的契机。

他提出,研制面向全球深海大洋的智能浮标——具有2000米以下的海洋环境综合准实时观测技术、动力定位与可持续海洋环境能源供电技术、自适应的区域三维高分辨率的观测技术、基于机动平台的多学科传感器同步观测技术。

“但现在由于缺乏资金维护,有几乎一半的浮标不能工作,西太平洋暖池区的浮标原来由日本布放和维护,也由于经费原因面临困境。”吴立新说,“在这个问题上,我们怎么做,需要好好思考和筹划。”

海洋观测的一个重要任务是要为预测服务。但吴立新坦言,我国由于体制机制问题,观测、机理与预测三方面的联系松散,观测资料缺乏连续性、系统性,共享程度低,关键观测仪器受国外封锁,科学与技术发展脱节。

为此,吴立新希望能够开展协同研究,通过复杂的观测和数据预测系统把海洋的状态、过程和变化搞清晰,使其成为“透明海洋”。

来源:科学网