|
4 P! p( X k6 \5 l4 r4 F( M/ L8 D 作者 |张思玮 廖洋 
. P" r& z5 L s8 A 中科院海洋科考船队  1 O3 ~" @- c: T7 V* r' M
“空天海地”一体化综合立体观测网络  & Y+ |& Z+ A0 a
科研人员进行复杂微量有机分析  * E6 j% M, e# |1 h. k
海洋人工智能和大数据可视化服务平台 ! d n. Y) x! X& B8 W* u% b
看海，需要的是一种心情；探海，则需要的是一种情怀。这种情怀既包含科学家们的使命与担当，更承载着几代海洋人的海洋强国信念。
' N# O: M1 M( Z' p* }$ F 历经70年的风吹雨打、潮起潮落，几代中科院海洋所人传承跨越、锐意进取，乘风破浪、耕海探洋，用拳拳赤子之心一步步叩开海洋的“心扉”。
" e9 G/ R" ?$ E/ M- A8 v 如今，面向加快建设海洋强国的重大需求，以海洋所为核心力量，联合中科院内其他涉海院所组建了一支海洋科考“集团军”，高效运行“四所十船三码头”科考船队，系统构建了“四站四网”空天海地一体化观测网络，打造海洋大型仪器区域共享体系，建设海洋人工智能与大数据中心，为海洋科学研究提供服务支撑平台，迸发创新火花，深耕蓝色国土。 / n7 O) E, T( `2 m, [5 {
起航聚力，“集团军”从浅海走向大洋 ( d5 C O% R# P% B3 P
“海洋科学是一门实验科学，现场观测是最基本的手段，海洋科学的每一次重大进步都离不开海洋科学观测的助力。而要进行海洋观测，自然离不开海洋科学考察船。”海洋所科考船运行管理中心主任刁新源说。 ' g$ ^6 r0 H: D0 E3 X
1957年，海洋所成立科考船队，我国第一艘专业海洋调查船 “金星”号投入使用。1958年，以海洋所为骨干力量、“金星”号为主力科考船，开展了新中国首次大规模全国海洋综合调查，摸清了我国海域家底，为新中国海洋科学研究事业奠定了基础。
* ^5 W. P$ n5 C 1980年，排水量3324吨的“科学一号”海洋科考船正式服役，实现了中国海洋科学考察从近海走向远海。
0 Q; ?' V" p5 k9 K8 Q 2006年，1000吨级近海科考船“科学三号”启用，海洋所组织开展中国近海开放共享航次，开创了我国科考船“共管、共用、专业运行”的新模式。
7 T) \5 Z/ b: r" J: E 2012年，我国自主设计建造的海洋科学综合考察船“科学”号交付使用，真正意义上实现了我国从浅海走向深海、从近海挺进大洋的强国梦想。 2 n' p) G% H) `
2015年，中科院党组决定由海洋所牵头组建中科院海洋科考船队，统筹调配院内“科学”“实验”“探索”“创新”4个系列10艘科学考察船，建立了“四统一、三统筹、双闭环”的管理体制机制，形成了从海岸带、近海到深海大洋的谱系化科考能力，建成了全海域可达、全海深探测、全要素获取、全链条保障的综合探测体系，有力推动了中科院海洋科考能力的跨越式提升，为全国的海洋科研力量提供开放共享的创新基础平台。
7 p; h0 l9 {7 X8 F7 i0 b+ M* k% [& B 可以说，从“金星”号到“科学一号”，再到“科学”号，几代海洋所人秉承科学报国之志，怀揣探秘海洋之心，以对科学问题孜孜以求的态度，不畏风浪不惧险阻，乘风破浪耕海探洋。
4 j; X" n6 ?0 K 建站织网，打造立体化“透明海洋”
* z: q$ ^' Q( P: y$ ]3 c; y “想要深入了解海洋，除了需要科考船，更离不开与大海日夜厮守的海洋观测台站网络。如果说科考船是有目的地获取海洋某个区域的短期数据，那么海洋观测台站网络记录的则是长期、动态、实时的监测数据。”海洋所海洋观测网络管理中心主任于仁成说。 1 \, C* { q0 U l P. c
野外台站网络是科学研究的前沿阵地，能为科学研究与社会经济发展提供一手的数据。几代海洋所人通过建立野外观测台站，铺设观测网络，由点及线、由线到面地观测海洋、透视海洋，以期更准确地把握海洋的脉搏。 . N+ ~' L, y9 B; [! E
如今，海洋所牵头建设的海洋大科学研究中心，通过整合胶州湾生态站、黄河口滨海湿地生态站、牟平海岸带试验站、长江口生态站以及黄海浮标观测网、东海浮标观测网、西太潜标观测网、环渤海陆海气环境立体观测网，构建了“四站四网”海洋观测网络，这是国际上最大规模的“空天海地”一体化综合立体观测网络，布局从中国近海及邻近大洋正向大洋深处覆盖……
1 L1 s0 Z; M* a; p& s/ z “未来，利用野外台站观测网络，海洋科学将会从单纯科学研究转向支撑经济社会可持续发展。”于仁成说。 : y/ k, z) ^, a. e2 b$ l0 g- J) `
设备集群，海洋“核武”显威力
2 H$ e9 i7 l, ?5 v1 u* {& h 有了专业的海洋科考船队和海洋综合观测网络，还不足以完全承担解析海洋的秘密，一定要有先进的实验仪器做强大的“武器支撑”。 $ {0 }3 S; [6 k, d
“各单位甚至同一单位各种设备一同涌入，也带来了重复购置、使用效率低等问题。” 中科院海洋科学大型仪器区域中心管委会办公室主任宋金明表示。基于这样的背景，在中科院部署下，2008年，中科院海洋科学大型仪器区域中心在青岛成立，海洋所是牵头单位。自此，具有海洋科学特色的集大型仪器设备、一流科技人才、重大科研任务于一体的特色明显、功能强大的综合型研究实验集群初现端倪。 - Y8 k h6 Z4 k
当然，平台建设并非是简单的“拉郎配”，而需要充分发挥各自的集约优势，从“多股绳”转变为“一根缆”，实现“1+1＞2”的规模效益。
; Z @* G, E# y, l9 t, N* H* a 如今，中心涵盖中科院7个研究所，不断完善面向海洋样品全基质的系统测试平台，构建了以青岛和广州为核心，“南北双核、五地七所”的海洋观测与室内分析测试共享体系，并面向国内外高效开放共享。近两年，中心年均总共享机时超过 48 万小时，累计为 83 家院所、高校和企业提供分析测试服务，并连续两年在中央科研仪器设备开放共享评价考核中获评优秀。 - U0 G! O7 o* f+ k) w7 h4 p
人工智能，打造“数字海洋”新高地
: [. m% T: K* c y 无论是劈波斩浪的科考船队，“空天海地一体化”观测网络，还是开放共享的大型仪器设备，最终都会以观测数据、模式数据、实验数据等形式呈现。 - ]2 g n0 _# z a5 \; P# o
“这就需要建设一个开放共享的综合性海洋大数据中心。” 海洋所海洋大数据中心主任李富超说。
+ E3 b2 b: v0 C: q5 _ 早在2000年，海洋所就开始进行系统性的海洋科学数据库建设，联合中国海洋大学等5家高校科研院所建成青岛海洋科学数据平台，开展海洋科学数据整合和共享工作。 9 u+ \2 _+ @1 E: D
2018年中科院开始筹建海洋大科学研究中心，海洋所众望所归地整合相关资源成立海洋大数据中心，成为中心三个核心开放支撑平台之一。目前，该中心的数据资源量已近300TB。
) S q: n$ H1 X/ A6 p1 l* ~- k1 } 有了海量数据，如何将这些数据转化成产品发挥效能？李富超表示，这就离不开高性能计算平台保障。目前，海洋大数据中心的超算平台是中科院高性能计算环境青岛分中心，在数据管理和应用方面发挥了巨大作用。 / O/ N. }0 D: L7 h
在相关专项的支持下，海洋大数据中心研发出了适合于海洋遥感映像的深度学习模型、CASEarth-Ocean数据可深化服务系统以及一系列高水平海洋科学数据产品，这些成果都在海洋科学研究的“蓝色舞台”上发挥着不可替代的作用。
- G! C* W& t2 p8 F e' {7 Y' f5 R 如果将科研人员征服海洋的过程比作建高楼大厦，那么科考船队、海洋观测网络、分析测试中心、海洋大数据中心等平台就是支撑高楼大厦的中流砥柱。未来，相信在这些支撑平台叠加效应辐射下，海洋所在集聚优势创新团队，推动跨学科、跨领域、跨部门协同创新，支撑重大科技任务实施和重大成果产出等方面将会做出更多的贡献！ . K4 y8 r' F* e4 o9 w- o6 s) i
编辑 | 赵路
/ }, k+ u: _# S! l# d 排版 | 志海 & Q0 f" Z% `6 C0 h
不想错过中国科学报的推送？
" V" F1 A, y" e( G7 v 关注并将我们星标吧！ , k9 L) S5 [5 a' y
方法如下 ↓ 
* W: T& z, E4 J% s' n8 u1 Y
$ ?7 W1 T% D G: B
0 S1 t! g0 N4 Z/ Z0 r% R7 ?
5 L) k2 b- c6 e5 O% w
& y9 L* ]7 F# _# j | 
