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【来源：河北省自然资源厅_国际交流】 7 S. m5 o4 r1 q1 U p
国外海洋测量方面的最新进展 % l- s( [+ A' W9 e/ _' Z5 X
地球上最大也是最没有存在感的栖息地，就是水体。然而，水体与海洋的联系远远超出了我们人类眼睛所能看到的情景。水体与我们呼吸的空气、食用的海鲜、使用的物品息息相关，这意味着水体是一个值得人类进一步深入探索的领域。更好地理解水体的化学、洋流和物理动力学之间的相互作用，能够帮助人们弥补知识欠缺。因此，现在比以往任何时候都更需要精确、可靠的技术和更积极的创新，以应对海平面上升、海洋环流、碳封存、海洋酸化等所带来的日益严峻的挑战。 ( _0 F4 w, K5 {* N
物理化学数据 . A6 J' B+ T# k* h
使用传感器是获取一致、准确的水体物理化学数据的主要办法。 9 Z+ K4 n- B9 a1 B9 y5 c
如由原位公司(In-Situ)制造的多参数探测仪，能够帮助获取长期的水质记录。最近测量技术的进步，大大提升了人类在几个营养循环中测量和分析基本化学成分的能力。 $ ], `/ i: v+ ?6 |' r0 d
布洛克·休斯顿是海岸事业应用开发方面的经理，他表示：“我们用简单的传感器改进了沿海水质监测的效率，传感器使用手机支持的应用程序就可以采集数据。我们的专利传感器技术显著降低了干扰，提高了测量精度。结合我们的防污解决方案，这些功能显著挺长了仪器的维护间隔。这意味着在测量的过程中可以减少维护的次数，同时获得更准确的数据。” * @( b' m. Q2 b* F% W$ A1 Z' _
传感器技术，例如达特茅斯海洋技术公司(DartmouthOceanTechnologies)制造的磷酸盐传感器可以提供磷酸盐循环监测和建模的综合解决方案。通过传感器技术，能够为碳循环提供更加准确可靠的测量分析手段。ProOceanus公司租阿波罗公司(Apollo)都向人们展示了如何使用传感器技术测量水体中二氧化碳气压的方法，水体中二氧化碳的气压是模拟海洋酸化和碳循环所必需的测量要素。ProOceanus的马克·巴里表示，“原位公司生产的传感器能够精确测量水体的某些化学、物理特性，使人们对水体中分析物的监测变得容易，并且减少了整体的工作量。这使我们能够以更可持续的方式获取所需的信息。” " j9 r& {+ ]5 J2 n' \. G
诺泰克(Nortek)和水听器(TeledyneMarine)公司能够提供声学多普勒电流剖面仪(ADCP)，对水体的探索，我们了解到洋流还有许多除了方向和速度以外的其它特性。水听器公司提供的ADCP数据，是海洋学家建立数据集的基础，可以量化营养循环的通量，以便深入了解敏感渔业至关重要鱼类幼体的游动规律，并预测影响鱼类运动的因素。”化学和物理海洋测量技术结合在一起，可以完成一些独特的事情。
' d& V) i$ @: D2 S1 [, a 生物测量
l. O7 C: o2 k/ S 传感器技术除了用于常规的化学和物理测量之外，也进入了生物地球化学领域，现在可以进行更多的生物测量了。特纳设计公司(TurnerDesigns)开发的C3潜水式荧光计等传感器，现在可以测量色素浓度，这对监测和量化有害藻类大量繁殖至关重要，这对渔业和整体海洋健康保护十分重要。TurnerDesigns表示，他们的光学传感器可以与仪器无缝衔接，更好地测量水生栖息地的特性。
# M! p4 Y. A% w' a( X3 [/ X } 除了对生物色素的测量外，还有一些环境DNA领域方面的测量新 # W4 P) h: \/ t9 U; Z2 {% [
技术，如蒙特利湾水族馆研究所开发的环境样本处理器，由麦克莱恩实验室商业化，使科学家和研究人员能够解决有关海洋环境生物多样性的问题。
3 x5 ^ w7 L$ [9 Q3 I# o. O& Y 机器人测量
- b& n* t+ y, m5 H5 C4 k" a 我们无法否认的现实是，海洋是一直变幻莫测的。极端天气、猛烈的海上风暴、持续的生物污染和深海压力是油气开采行业所面临的令人厌烦的问题。
& }7 V2 J! w7 y% F 人类能够直接做的事情十分有限，所以我们需要求助于机器人。像海洋滑翔机和自动潜航器这样的技术，可以到达人类无法到达的地方进行测量。以帮助人们在确切的地点和确切的时刻获得需要的信息，形成基于数据的决策。 ) I5 ?+ R. P8 M' z. p3 V B, x
由德尔·马海洋公司(DelMarOceanographic)研发的Wirewalker机器人，为人们提供了解决方案。除了能接触到水体之外，机器人解决方案也减少了测船作业，从而提高了获取水体数据的整体可持续性。DelMarOceanographic的克里斯·康托斯表示：“Wirewalker机器人为海洋观察者提供了一种经济实惠的方式，可以收集垂直分布和及时的高分辨率水体数据，提供真实、准确的水下动态视图。它提供了一个安静的测量环境，便于与多种传感器有衔接，可以量身打造所需要的设定，以完成具体的海洋测量任务。” 8 l- R( W* J9 {6 Y4 M- B
可靠性与验证
7 \+ k6 Y$ |9 ]7 W6 A" c* F& N* O: y 对于海洋测量数据来说，人们最关心的事项包括：准确性、可靠性和可验证性。
$ `/ ?7 h4 n% U) E" ^2 R 美国国家海洋和大气管理局(NOAA)和荷兰辉固国际集团(Fugro)等组织和公司在数据收集、处理和建模过程中为世人作出了示范，他们通过广泛的质量保证和质量控制程序，确保所收集数据的可靠性。美国国家海洋和大气管理局海洋探索部的物理学家阿德里安娜·科普兰认为：“水体对海洋和我们星球上生命的未来的重要性不能被低估。尽管我们已经意识到它作为栖息地和食物网的重要性，以及它在全球碳和其他生物地球化学循环中的重要作用，但我们仍然有很多东西需要了解。”
2 Y o6 `7 P& n5 M 创新与改进
6 z- s: H6 \& W* m+ v 传感器可以准确测量营养物浓度、pH值、浑浊度、荧光颜料和环境DNA数据，这将有助于海洋酸化、有害藻类大量繁殖、污染等问题的解决。总的来说，政府、科学家和海洋产业发出的呼吁与可持续海洋勘探解决方案的需求相一致。需要技术解决方案来监测、测量、并量化水体的化学、物理和生物地球化学特征。 5 G( |1 a* d( t
摘自《海洋世界》2023年3期 9 x8 p2 }" g& K( ^/ @% G7 a
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