“科学”号完成西太平洋科考回青 建成我国首个深海实时观测网

0 F2 ]" G3 t- j* l* o

青岛财经日报讯（记者 李倚慰）2月7日，我国新一代海洋综合科考船“科学”号在完成2017年西太平洋综合考察航次后，返回位于青岛西海岸新区的母港。本航次中，我国科学家成功建成我国第一个深海实时科学观测网，实现了西太平洋深海3000米范围内的温度、盐度和洋流等数据1小时1次的实时传输。

! n( L3 b$ l, h8 `! G3 D

“科学”号完成西太平洋科考抵达青岛

- I+ B3 U0 y! C3 [* r: n

“科学”号完成西太平洋科考抵达青岛

* ^/ V! g% G! g1 t0 t

“科学”号完成西太平洋科考抵达青岛

) T; _+ ?. F: ^

技术人员安装主浮球

玻璃浮球安装

“科学”号完成西太平洋科考抵达青岛

技术人员进行设备组装

首席科学家在实验室指挥潜标布放

本航次历时74天，航程9600余海里，除实时潜标的作业外，还完成了深海浮标布放、200余个大洋水文综合站位调查，并进行了多学科联合观测。航次期间，考察船还停靠印度尼西亚和菲律宾港口进行补给，并与当地科学家和社会团体进行了友好交流，并实施了我国与菲律宾之间首次联合科学考察，为“一带一路”倡议的实施奠定了基础。

6 ^5 R0 Q& E2 S% w

由连续观测推进为实时监测

“中科院海洋研究所从上世纪50年代运行国家第一艘科考船开始，已经开展了长达60年的海洋科考，从近海到大洋，从浅水到深海，如今取得的科学考察的成果和成就，是一步一步走出来的。从历史的角度来看，该航次是中科院海洋所过去几十年来承担的无数个航次中的其中一个。但是相比以往，该航次又取得了一系列新的突破。”中国科学院海洋研究所所长王凡告诉记者，“该航次第一次实现了十五套深海潜标的实时化传输。去年‘科学’号的航次只有一套潜标实现了突破，今年有十几套潜标都实现了实时化传输，表明我国海洋由连续观测阶段推进到实时监测阶段，在用于海洋科学研究的同时，还将对气候变化预测、海洋环境保障等多方面产生重要影响。”

“与以往航次不同的是，该航次还布放了由中科院海洋所自主设计的大型海上浮标。与潜标不同，浮标是监测海洋表面的数据，比如温度、盐度、海流等，潜标则是监测水下几百米或者几千米的信息，二者用途不一样，这也标志着中科院海洋所第一个自主设计的浮标正式在海上开始运行。”王凡表示，“此外，该航次也是第一次靠泊印度尼西亚港口，并邀请了4名菲律宾科学家共同开展考察研究，有助于我国今后在‘一带一路’倡议的实施过程中，与沿线国家如菲律宾、印尼等国开展全方位的合作，也为科技成果的转移转化奠定了基础。”

深海数据实时回传3万余组

2 N j+ ]1 }8 v; ]: e. N' a% R5 F

“过去潜标是每年回收一次，科学家把数据带回来进行科学研究，这些数据对于科研来说是很宝贵的。”王凡告诉记者，“过去这个区域没有连续的大规模的数据获取，像厄尔尼诺、拉尼娜等现象对我国每年冬季和夏季的旱涝都有很大影响。深海实时科学观测网建成后，相当于深海信息从‘录播’变成了‘现场直播’，海洋上层几百米的温度、盐度等数据都会第一时间传输给业务预报部门。深海实时科学观测网的建设将在今后的气候预测、防灾减灾等方面发挥不可替代的作用。”

“在深海观测数据实时传输方面，我们在2016年突破了潜标系统实时传输难题并实现深海潜标长周期稳定实时传输。在此基础上，得益于中国科学院先导专项、设备研制项目、国家实验室鳌山科技创新计划和‘问海计划’的支持，本航次实现了从单套到组网，从水下1000米到3000米的深海数据实时化传输的功能拓展。”王凡表示，“深海实时科学观测网的自主构建完成将有力推动我国和国际大洋观测能力的持续提升。”

“截至目前，深海数据已成功实时回传3万余组。”王凡打开手机上的“西太观测网”客户端，就看到了西太平洋深海刚刚传回来的现场数据，点击其中一个站点，漂亮的深海环境参数动态变化图自动绘制出来。王凡告诉记者，“这组深海海流计和温度盐度仪现在位于3200米深度，海水温度为1.6度上下，流速可以达到80厘米／秒。深海还有这么强劲的海流，并不是寂静的大洋，因此还有很多的科学奥秘等待我们去探索研究。”

4 ?" ~% ~; F9 W+ L9 ^& C

未来将在万米水下开展探测

+ Q2 i. J% ^5 C/ l E9 e

“这次‘科学’号回收了潜标16套，布放了潜标20套，有15套潜标做到了实时传输，并进行了3000米深海数据回传的实验，这是很不容易的，是相当大的突破。有了这个数据，我们就可以实时收到海里面的数据，可以用来预测气候变化。”中国科学院院士、中科院海洋研究所研究员胡敦欣表示，“这次我们实现了从水下1000米到3000米的深海数据实时化传输的功能拓展，与中科院声学所合作的比较成功，水下6000米的实时传输技术也已实现，未来我们有望在10000米的水下开展探测。”

9 N: m8 h& t: H. h" b

据该航次首席科学家张林林介绍，“15套潜标的覆盖范围为西太平洋，观测系统根据海洋环球结构来设计，覆盖主要分支，每个分支设计一个阵列，每个阵列包含4——5套潜标，可以通过潜标来监测每个阵列。”胡敦欣告诉记者，“此外，该航次我们还布放了一套浮标，浮标不是探测海洋深层，而是用来探测海洋上层，海洋上层热含量可以预测南海季风的爆发，南海季风可以预测东亚季风的变化。夏季季风会影响我国降水，也会引起干旱，浮标的布放对旱涝的预测将会更加精准。”

- ^6 A# H, @, v0 G2 f

稳定获取3至4年大洋数据

据悉，在中国科学院战略性先导科技专项“热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响”支持下，西太平洋科学观测网经过4年的建设，深海连续和实时观测能力取得了显著进展。20套深海潜标800余件观测设备多数已经稳定获取连续3至4年的大洋水文和动力数据，并且实现了大洋上层和中深层代表性深度的全覆盖。

6 i% [5 B0 A5 P& ? \/ k

王凡表示，西太平洋科学观测网建设现已实现从观测网科学规划、深海潜标设计、大洋海上作业、水下和卫星实时传输、数据智能分析挖掘、电脑手机终端图形接收的全流程一体化作业，建设与维护步入了批量化、标准化和常态化时代。观测网获取的连续和实时数据将为我国科学家研究西太平洋环流的三维结构、暖池变异及其对中国气候变化的影响提供宝贵资料，为我国的气候预报和环境保障业务提供重要的基础支撑。

从跟踪到引领的历史性跨越

“科学”号船长刘合义表示，“西太平洋的航次经历过好几次寒潮，最大波浪有4——5米，船体左右摇摆30度，条件辛苦，但经过全体人员的共同努力，我们开展了赤道区域的连续观测，顺利回首了16套潜标，投放了20套潜标以及2套浮标。”

西太平洋具有复杂多变的环流结构，又有全世界最大的暖水体-西太平洋暖池。西太平洋可通过调节大气环流进而调控季风、台风及我国的降雨情况，并对全球气候具有重要影响。本航次的成功实施，推动了由我国为主发起、8个国家19个研究机构参与的NPOCE大型国际合作计划的发展。该计划致力于通过强化观测、机理研究和数值模拟手段提高对西太平洋海洋环流与气候的认知能力，该计划的成功发起和实施标志着我国在西太平洋环流与气候领域的研究实现了从跟踪到引领的历史性跨越。

A, {6 J4 f7 h( ~ W : g% G; M- n- ]& G$ Y; Q/ D# c