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海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室陈松林研究 员荣获第十二届光华工程科技奖
2018-06-16 10:53:40

5月30日下午,第十二届光华工程科技奖颁奖大会在北京会议中心举行。海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室副主任陈松林研究员等29位工程科技界不同领域的科学家获得“光华工程科技奖”。

陈松林研究员是水产生物技术和遗传育种专家,青岛海洋科学与技术试点国家实验室“鳌山人才”卓越科学家。多年来一直从事鱼类生物技术和遗传育种研究工作。在鱼类精子胚胎冷冻保存、基因资源发掘、性别控制、全基因组选择和高产抗病良种培育以及基因组编辑等方面取得多项创新性成果。陈松林研究员领衔建立了20多种鱼类精子冷冻保存的技术体系;在国内率先筛选到鱼类(半滑舌鳎)性别特异分子标记并建立其遗传性别鉴定技术;领衔完成世界首个比目鱼类、国内首个鱼类(半滑舌鳎)全基因组解析和精细图谱绘制;发现半滑舌鳎雄性决定基因,揭示鲆鲽鱼类性别决定的分子机制;建立鲆鲽鱼类分子性控和抗病育种技术,培育高产抗病鲆鲽鱼类新品种2个;突破海水鲆鲽鱼类基因组编辑技术。主持国家级和省部级课题30多项,建立的多项海水鱼类遗传育种生物技术,解决了海水鱼类养殖产业中存在的多项技术难题,研究成果不仅提升了我国鱼类遗传育种的研究水平及其在国际上的影响力,而且还实现了产业化应用,产生了重大的经济和社会效益。共发表研究论文380多篇,其中第一或通讯作者SCI论文160多篇,包括Nature Genetics论文2篇,Genome Research论文1篇。连续4年入选中国高被引学者榜单。获授权发明专利30多项。获国家技术发明二等奖2项(排名1), 国家科技进步二等奖1项(排名2),省部级科技成果一等奖3项。曾获全国首届创新争先奖状,中华农业英才奖,全国优秀科技工作者,全国农业先进工作者,中国青年科技奖,国家“百千万人才工程”第一、二层次人选,“山东省泰山学者攀登计划专家”等10多项国家和省部级荣誉称号。

据悉,光华工程科技奖由全国政协副主席朱光亚先生和台湾实业家陈由豪先生、杜俊元先生和尹衍梁先生共同捐资设立,经国家科技奖励办公室批准,由光华工程科技奖基金会管理。该奖旨在对工程科技领域取得突出成绩和重要贡献的华人工程师、科学家给予奖励,激励其从事工程科技研究、发展、应用的积极性和创造性。光华工程科技奖包括“光华工程科技成就奖”和“光华工程科技奖”两个奖项,每两年颁发一次。本奖于1996年首届颁发,至今已评选12届,共有机械、运载、信息、电子、化工、冶金、材料、能源、矿业、土木、水利、建筑、环境、轻纺、农业、医药、卫生、工程管理等十几个不同工程学科的264位科学家获奖。


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国家海洋局与吉林省人民政府签署战略合作框架协议 助力吉林打造“向海经济”
2018-06-15 21:33:53

    为贯彻落实党的十九大提出的“加快建设海洋强国”战略部署,推动“一带一路”建设和“长吉图”战略实施。2月26日,国家海洋局和吉林省人民政府在京签署战略合作框架协议,双方就推进海洋经济发展等方面的合作达成协议。国家海洋局党组书记、局长王宏,吉林省委副书记、省长景俊海出席签约仪式并讲话。

 

    国家海洋局党组成员、副局长孙书贤与吉林省副省长金育辉代表双方签署了《国家海洋局-吉林省人民政府战略合作框架协议》。国家海洋局党组成员、副局长林山青,吉林省政府秘书长彭永林参加签约仪式。

 

    根据协议,双方将在海洋经济发展、战略研究和重大项目实施、海洋产业集聚发展以及海洋国际合作等方面深化合作。

 

    双方一致表示,将以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入贯彻落实党的十九大精神,充分发挥吉林省边疆通海的地理优势,全面提升海洋经济发展和海洋国际合作水平,建立有效沟通协调机制和长期稳定的合作关系,为实现吉林省“开边通海”、实施“长吉图”战略,推动海洋经济向质量效益型转变,为“加快建设海洋强国”和“一带一路”建设做出应有的贡献。

 

 

    王宏指出,吉林地处东北亚区域中心地带,北接黑龙江面向俄罗斯,东连日本海面向东北亚,地理位置特殊。打通吉林的向海通道,发展“向海经济”,对推动吉林省海洋经济发展,进而带动东北地区经济发展具有重大战略意义。这也与国家海洋局在新时期提出的“三个聚焦”工作方向高度契合,希望双方以此次战略合作框架协议的签署为抓手,进一步加强沟通合作,搭建长期工作机制,建立稳定合作关系。国家海洋局也将对吉林省和东北地区海洋经济的发展提出针对性的建议,助力吉林打造“向海经济”。

 

    景俊海说,地处中国东北、沿边近海的吉林省,多年来一直在“望海兴叹”,此次签署战略合作框架协议,是双方进入新时代的新举措,意义重大。下一步,吉林将充分利用好东北亚地理几何中心、沿边近海优势,迅速落实框架协议的有关内容,推动吉林省对外开发和新一轮振兴发展,以及全国海洋经济转型升级和布局优化。希望国家海洋局在海洋经济示范区建设、海洋国际合作等方面给予大力帮助和指导。

 

    国家海洋局、吉林省人民政府相关部门和单位负责人参加了签约仪式。


连续工作119天“海燕”再创国产水下滑翔机续航能力新纪录
2018-05-25 13:27:47


近日,海洋国家实验室海洋观测与探测联合实验室(天津大学部分)海洋技术装备团队研制的长航程“海燕”水下滑翔机在南海北部安全回收,创造国产水下滑翔机连续工作时间最长、测量剖面最多、续航里程最远等新纪录,一举将我国水下滑翔机的观测续航能力提升到四个月。这也是继“海燕”万米级水下滑翔机今年4月在马里亚纳海沟附近海域深潜至8213米,创造水下滑翔机工作深度的世界纪录后,再次取得技术突破。


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5月15日,海洋观测与探测联合实验室(天津大学部分)承担的国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项“长航程水下滑翔机研制与海试应用”项目详细设计评审会在海洋国家实验室成功召开。评审专家组听取了项目组关于“长航程水下滑翔机研制与海试应用”项目汇报,详细了解了“海燕”长航程水下滑翔机连续119天、862个剖面、2272.4公里航程、最大1040米潜深的安全滑翔试验情况,一致表示,海上试验结果初步验证了详细设计的可行性和有效性。项目组较全面地完成了设计工作。


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目前,海洋观测与探测联合实验室(天津大学部分)海洋技术装备团队已经具备工作深度200m、1000m、4000m和10000m谱系化的“海燕”水下滑翔机生产和研发能力。本次成功通过海上试验验证的长航程水下滑翔机是“海燕”航行里程谱系化中的“明星”,设计航程3000公里级,于2018年1月16日在南海布放,5月14日安全回收;连续运行119天,完成剖面862个,航行里程2272.4公里。



来源:海洋观测与探测联合实验室   

【新时代 新动能】开采可燃冰重器“山东造” “海上蓝鲸”领跑世界
2018-05-17 11:47:39


    天然气水合物,又名可燃冰,被公认为石油、天然气的接替能源,其试开采是世界性难题。我国在南海神狐海域首次试采可燃冰成功,令世界瞩目。更让人自豪的是,从事开采的神器蓝鲸1也完全由我国自主制造。1214日,记者跟随第十三届中国网络媒体山东行采访团来到位于烟台的中集来福士海洋工程有限公司,近距离探访蓝鲸1真容。

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作业中的蓝鲸1

  沿着码头驱车前行,远远地就看到几座庞然大物矗立在海中,这些钻井平台中,黄色的蓝鲸1格外显眼。顺利完成试开采任务后,蓝鲸1现在已返回了烟台中集来福士船厂深水码头,接受适应性改造。

  “蓝鲸1117米,高118米,重达42000吨,甲板面积相当于一个标准的足球场,从船底到顶端有37层楼那么高,最大钻井深度15240米,是全球作业水深、钻井深度最深的半潜式钻井平台。工作人员介绍,蓝鲸1不仅在钻井参数上达到了世界领先水平,建造模式也独一无二,创造了多项世界第一:比如在海工领域第一次成功进行CTOD试验,在全世界最重的一次起重吨位、最长时间开采可燃冰的记录等,代表了当今全球海洋钻井平台的最高水平。

  “蓝鲸1为啥能做到作业水深、钻井深度两个世界之最?这与其特殊的钻井系统有关。其钻井平台是双钻塔,像两条铁臂一般悬挂在船舷左、右两边。钻井作业时,普通的钻井平台只有一个钻塔,一套钻井系统,一个顶驱钻井,钻井越到深处,越需要花费大量时间接管。而蓝鲸1却可以不间断地将油管提起、连接,然后送进地下。另外,蓝鲸1还为多放油管专门预留了空间,出海钻井时可携带370根几十米长的大管子,双钻塔同时工作。

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返回烟台码头进行维保的蓝鲸1

  作为中国在海洋工程超深水领域的首个交钥匙工程,蓝鲸1拥有27354台设备、40000多根管路和50000多个MCR报验点,电缆拉放长度可达120万米,体内首次使用100毫米NVF690超厚钢板,相比传统单钻塔平台,可提升30%的作业效率,节省10%的燃料消耗。

  生产工程师孙凯告诉记者,中集来福士对蓝鲸1工艺设计进行了创新改革,用全世界起重能力最大的20000吨桥式龙门吊——“泰山吊改变了半潜式钻井平台的建造模式,一举解决了半潜式平台生产工艺的交付期问题。这个技术可以缩短建造周期10个月,2008年荣获世界吉尼斯记录。

  南海也是全球海洋环境最为复杂和特殊的海域之一,台风强度和频率很大,研发设计中心人士表示,蓝鲸1的设计工况能够抵抗16级风暴,使用寿命是25年,可以在全球95%的海域作业。

  在南海执行试采可燃冰任务时,刘腾飞是蓝鲸1唯一一名中国工程师。他向记者回忆,今年夏天试采期间,遇到了猛烈的海上风暴,最大风力达到12级。是撤回码头还是继续开采?当时很难决定。最后,事实证明,这个大块头果然不负众望,顺利完成了作业任务。

  海上钻井平台被称为流动的国土,十年前,中国还完全没有自主制造海上钻井平台的能力。作为我国首批进入工信部海工装备企业白名单7家企业之一,中集来福士现在已累计交付36座各类海洋工程装备,其中一半以上来自国际主流客户订单,已交付9座深水半潜式钻井平台,占到国内80%的市场份额。

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 进入调试阶段的“蓝鲸2号”


  习近平总书记在十九大报告中提出加快建设海洋强国。当初为这座钻井平台取名蓝鲸,就蕴含着它将成为代表人类海工领域最高科技水平的平台的美好希望。现在,蓝鲸1的姊妹船蓝鲸2也已经完成试航,进入最后调试阶段。像蓝鲸这样的一系列高端海工装备,正成为保障国家战略能源供应和经济持续增长的重要支撑。

 

来源:央视网

为情怀而来 为担当而聚 ——鳌山论坛“现代化海洋牧场构建”精彩纷呈
2018-05-16 13:11:22


    党和国家高度重视海洋牧场建设,2017年中央一号文件首次提出“发展现代化海洋牧场”,2018年中央一号文件再次强调“建设现代化海洋牧场”。2018年4月13日,习总书记出席庆祝海南建省办经济特区30周年大会并发表重要讲话:“要坚定走人海和谐、合作共赢的发展道路,提高海洋资源开发能力,支持海南建设现代化海洋牧场,加强深海科学技术研究。”

    为加快现代化海洋牧场建设步伐,贯彻习总书记重要讲话精神,2018年4月26日,青岛海洋科学与技术国家实验室(以下简称“海洋国家实验室”)组织召开了第35期鳌山论坛——“现代化海洋牧场构建”主题研讨会。会议由海洋国家实验室主办,海洋国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室和中国科学院海洋研究所共同承办。中国科学院海洋研究所/烟台海岸带研究所常务副所长、海洋生态与环境科学功能实验室学术委员会成员杨红生研究员担任本期论坛执行主席。山东大学(威海)梁振林教授、中国海洋大学张秀梅教授、上海海洋大学章守宇教授和中国水产科学研究院黄海水产研究所方建光研究员分别主持本次论坛。全国水产技术推广总站张锋书记、山东省海洋与渔业厅宋继宝副厅长和海洋国家实验室学术委员会秘书长潘克厚教授以及来自四十余所著名高校、科研院所和企业的专家学者参加了本次研讨会。

 

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海洋国家实验室学术委员会秘书长潘克厚致辞

 

    潘克厚秘书长出席论坛并致辞,对本次论坛的召开表示祝贺,对与会代表表示热烈欢迎,并介绍了海洋国家实验室和鳌山论坛的相关情况。他指出,海洋牧场是集环境保护、资源养护、休闲渔业、景观生态、滨海旅游为一体的海洋农业的新业态,《全国农业现代化规划(2016-2020)》也把海洋牧场列为未来发展的重要方向,因此海洋牧场建设必须进入快速发展阶段。现代化海洋牧场构建是一个复杂而长期的系统工程,涉及海洋科学、海洋工程等多个学科,能够体现出前沿、多学科融合与协同创新的鳌山论坛宗旨。

 

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全国水产技术推广总站张锋书记讲话

 

    张锋书记认为当前我国已经进入中国特色社会主义新时代,开启了建设美丽中国的新征程,要求我们必须走生态优先、绿色发展的新道路。现代化海洋牧场是一种新型的海洋渔业增殖方式,能够在保护生态、涵养资源的同时,持续健康的发展海洋渔业,修复传统粗放型的渔业生态方式对海域生态环境造成的损坏,因此建设海洋牧场是保护和增殖渔业资源、修复水域生态环境的重要举措,也是贯彻党中央提出的绿色发展战略的重要方式。

 

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山东省海洋与渔业厅宋继宝副厅长讲话

 

    杨红生研究员对本次论坛进行了背景介绍,对海洋牧场的发展过程及国内外研究现状进行了阐述。他强调目前我国的海洋牧场建设刚刚起步,需要尽快提高发展速度。本次论坛以形成现代化海洋牧场共识、加强海洋牧场建设的宏观引导、推动海洋牧场体系化建设、实施海洋牧场企业化运营,推动政府、企业、科研院所的政产学研结合、实现现代化海洋牧场的多元融合为目标,共同探索现代化海洋牧场建设的“理念现代化、装备现代化、技术现代化、管理现代化”。

 

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杨红生研究员主持会议

 

    会上,中国海洋大学张秀梅教授、中国科学院海洋研究所张涛研究员、大连海洋大学田涛副教授、上海海洋大学章守宇教授和中国水产科学研究院南海水产研究所秦传新副研究员五位专家分别作了题为“现代化海洋牧场构建——鱼类行为研究与资源增殖管理”、“现代化海洋牧场研究与展望”、“现代化海洋牧场的科学技术与未来发展”、“东海区海洋牧场现代化实践”、“南海海洋牧场建设及研究现状”的学术报告。海南大学李艳教授、山东蓝色海洋科技股份有限公司总经理王维忠、中集来福士海洋工程有限公司工程总监卢晓、大连獐子岛集团股份有限公司常务副总裁梁峻、唐山海洋牧场实业有限公司总经理张云岭五位专家分别作了题为“热带休闲旅游型海洋牧场构建实践与理论思考”、“产业融合,深耕海洋,加快新旧动能转换——全力推动现代化海洋生态牧场升级”、“着力研发海洋工程装备,助力海洋牧场建设”、“增殖型海洋牧场建设及问题探讨”、“唐山现代化生态海洋牧场的建设与思考”的产业报告。

 

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    报告结束后,与会专家针对现代化海洋牧场构建的发展趋势和国内外研究现状进行了热烈讨论与交流。山东省海洋与渔业厅宋继宝副厅长对本次论坛给予高度评价。他表示,本次论坛具有高定位、高权威、高度融合等特点,体现了我国海洋牧场建设的科研实力和建设水平。在未来工作中,必须加强“政产学研金”的交流与合作,共同推进习总书记提出的现代化海洋牧场的创新与发展。

    杨红生研究员代表承办单位向与会专家表示诚挚的感谢,并作了本次论坛的总结讲话,他指出本次论坛紧紧围绕习总书记重要讲话精神,凝练了当前海洋牧场建设过程中亟需解决的重大基础理论问题和关键技术,提出了现代化海洋牧场建设发展方向,为推动我国海洋牧场现代化建设具有重大意义。

 

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会议合影

 

    “鳌山论坛”是海洋国家实验室发起并搭建的高层次学术交流平台,旨在为海洋领域的科学家提供学术交流和自由讨论的宽松环境,以评述报告、专题演讲和交流讨论为主要方式,探讨海洋科学前沿和未来,酝酿、发起大科学计划和项目的高层次、跨学科、综合性研讨会。


来源:海洋生态与环境科学功能实验室


十年,引领深海综合观测系统技术创新——“白龙浮标”实现深海海洋气候实时观测
2018-04-26 10:22:15


白龙浮标

是海洋国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室在引进消化吸收国际先进技术基础上,自主研发的国内首套7000米级深海气候观测系统,也是我国首个面向深海大洋开展业务化观测的综合系统,能够搭载多要素传感器,实现对海表气象、物理海洋以及海洋化学等海洋要素的高频率采样。现已实现我国深海浮标实时数据上传全球电信系统(GTS),并进行全球共享。共享后的观测数据将应用到世界各大业务预报中心的资料同化系统中,为改进全球天气和气候尺度的预报、预测发挥重要作用。

没有人能想到,十年前,在这个我们已经成为世界领先水平的领域,我国还是一片空白。

 

打破垄断,揭开我国海洋观测与研究新篇章

在深海观测中,最重要的一种观测手段是深海锚系浮标观测。早在上世纪80年代,发达国家已经展开了系列部署。并且,随着海洋环境监测要求的不断增加和提高,发达国家逐步建立了大区域、高密度、多参数、多功能的海洋浮标监测网,如美国NDBC(美国国家海洋和大气管理局的国家资料浮标中心)用于热带海洋大气观测的TAO(tropical atmosphere ocean)浮标网,日本TRITON海洋观测浮标阵等,而当时的我国,在深海锚系浮标观测系统上长期处于技术空白。

 

2007年,我国参加了印度洋海洋观测系统(简称IndOOS)国际计划,并在亚--澳季风分析和预测浮标网络(Research Moored Array for African-Asian-Australian Monsoon Analysis and Prediction: RAMA)中选取了一个站位。然而,当时的中国海洋领域应对气候变化的基础监测能力相对世界先进水平有较大的差距,我们无法做到布放5700米水深的浮标。为了顺利完成任务,我国的科学家找到当时处于领先地位的美国大气与海洋局(NOAA)、日本地球-海洋科学与技术机构(JAMSTEC),希望得到帮助,不出意料的,我们都被拒绝了。

 

发达国家的技术封锁,使得我们的成套系统完全依赖于进口,这在很大程度上制约了我国深海观测的发展。气候变化是关乎我国及世界社会可持续发展的重要领域,做好海洋环境监测、预报将对防灾减灾、海洋经济、海上军事活动等具有重大意义,这是关乎国计民生和国土安全的大事!怎能依靠进口、依赖国外仪器来完成我国深海观测领域的研究?时任国家海洋局第一海洋研究所研究员的于卫东说也许,因为长期的研究空白,我们输在了起跑线上,但是,当我们开奋起直追,凭借着全体科学家的勤奋与智慧,我们一定可以赢在终点!

 

凭借这种信念,2007年,在资金短缺,技术经验严重不足的条件下,于卫东研究员坚定地开展浮标研发工作,广纳科研人才。2009年,现海洋国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室、国家海洋局第一海洋研究所高级工程师宁春林博士正式加入到了浮标研发团队,实质性开展白龙浮标研发工作。宁春林博士回忆到为了尽快缩短差距,研发团队全体成员常年加点奋战在研发一线,付出了数倍的时间和心血,积极推进与国外研发团队的合作。不断引进和吸收国际先进技术,学习、吸收、再创新,一步一步推进浮标系统的研发集成工作。

 

2010530日,中美双方合作,在南纬,东经100°布放了中国第一个印度洋观测浮标,期间,研发团队边运行维护边进行科学研究,取得了大量宝贵经验。几年内,经过不断研发及多次实验室、码头调试,宁春林团队于201211月在泰国安达曼海成功单独布放了我国第一套自主集成的白龙浮标系统,宁春林博士动情的说到布放成功时,几位科研人员都很激动,因为我们知道,从这一刻起,我们国家终于有了自己的浮标了!

 

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白龙浮标布放现场

 

首套布放的试验性白龙浮标就表现出了良好的业务性能,在位工作达18个月,实时数据传输13个月。这套白龙浮标系统的成功布放不仅填补了国内空白,还打破了国外技术垄断,我国海洋观测与研究的新篇章就此揭开。

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开拓进取,探索创新永不止步

宁春林博士介绍,白龙浮标是我国第一个面向深海大洋开展业务化观测的综合系统,已经成功布放在东印度洋和安达曼海,是继美国大气与海洋局(NOAA)的TAO/Atlas浮标、日本地球-海洋科学与技术机构(JAMSTEC)的TRITON浮标之后的第三个深海气候观测浮标系列,也标志着我国业务化海洋观测系统真正从近海走向深海大洋,是我国积极参与全球海洋观测和气候变化领域国际合作的重要代表。

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宁春林在实验室中


白龙浮标问世后,许多人曾对其稳定性和可靠性提出质疑,2014年,借着在美国做访问学者的机会,宁春林博士专门在美国的太平洋海洋环境实验室(Pacific Marine Environmental LaboratoriesPMEL)做了白龙浮标与美国的ATLASTFLEX浮标的对比测试,测试结果显示,白龙浮标各项数据均表现优异。宁春林博士笑着说一切以数据说话,我们用实力证明自己。凭借这份比对报告,国际社会认可并接纳了白龙浮标。

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白龙浮标

 

1222日,世界气象组织(WMO)宣布将编号53041站位(南纬,东经100°)永久分配给白龙浮标站位。此后,白龙浮标获取的观测数据会通过铱星卫星实时传输至位于青岛的数据中心,同时自动上传到全球电信系统(GTS),向全世界用户提供数据共享服务。共享后的观测数据将应用到世界各大业务预报中心的资料同化系统中,为改进全球天气和气候尺度的预报、预测发挥作用。这是我国首次通过GTS向全球共享深海海洋气候实时观测产品,表明了我国深海气候浮标数据提供能力已达到世界领先水平。

 

为了让更多的海洋气候爱好者能够更加方便、快捷地了解到白龙浮标采集到的数据,区域海洋动力学与数值模拟功能实验室还开发了白龙浮标手机APP,让用户在手机上就能看到白龙浮标传回的最新数据。

 

现在我们通过手机APP就能看到白龙浮标的位置、浮标所在位置的气压、气温、深度、溶解氧等一系列数据了。我们正不断探索白龙浮标的创新应用模式。宁春林博士自豪地告诉我们。

 

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浮标位置                  详细数据参数

探索,创新。这简单的四个字,背后是科研人员对白龙浮标现状应用及未来发展的上下求索,切磋琢磨;是浮标研发团队通宵达旦的苦思和探讨。在向世界引领型迈进的征程上,白龙浮标研发团队付出的远比我们想象的更多。

 

服务国家战略,体现国家意志

印度洋是连接亚洲、非洲、欧洲和大洋洲的交通要道;同时,印度洋北部是全球季风活动最强烈的地区之一。该区域的气候变化对亚洲大陆尤其是南亚和东亚具有重要影响。发展深海综合观测系统技术,研究海-气相互作用与气候变化,开展海洋对短期气候影响的预测评估,将为世界各国开展防灾、减灾和应对气候变化提供重要科学依据。

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海洋国家实验室运行以来,积极推进透明海洋大科学任务,旨在西太平洋、南海、印度洋区域,运用水下智能观测装备、海底观测网、卫星遥感等综合观测手段,构建一个长期的、连续的、实时的立体观测网,实现海洋环境信息精准化预报,使海洋看得清、查得明、报得准。并积极推进围绕这一任务的核心技术体系、观测体系、认知体系、预测体系和服务体系建立。

 

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实验室里摆放整齐的浮标传感器   

 

作为体现国家意志、承担国家任务的国家队,海洋国家实验室打破科研机构和科研力量碎片化现象,开创了联合攻关的全新局面。组建区域海洋动力学与数值模拟功能实验室,汇聚全国优势资源,推进白龙浮标研发创新进程。并通过搭建国际化合作交流的平台,为白龙浮标的业务化运营提供了更优质的环境。目前,白龙浮标已经应一带一路沿线国家邀请,在相关海域进行布放。帮助这些国家的科研人员了解、研究季风现象。

 

2016年,全球海洋立体观测网正式纳入《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》的海洋重大工程中。要建立全球海洋立体观测网,就是要集合海洋空间、环境、生态、资源等各类数据,整合先进的海洋观测技术及手段,实现高密度、多要素、全天候、全自动的全球海洋立体观测。海洋国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室自主研发的白龙浮标将是其中的重要组成部分。

 

过去十年,我们见证了白龙浮标从无到有,引领深海综合观测系统技术创新的重要历程。未来十年,我们相信,在海洋强国战略的指引下,在海洋国家实验室主动顺应全球化新趋势,聚集、用好全球创新要素,统筹相关领域的思想创新、组织创新和链条式系统创新的协同模式下,白龙浮标必能取得更进一步的突破进展,中国必将打赢深海观测探测这场攻坚战!

 

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原创

来源:  海洋国家实验室

“透明海洋”:走向海洋强国的重要科技支撑
2018-04-19 13:44:10

 

建设海洋强国是我国在新世纪的宏伟战略目标,而挺进深远海是我国从海洋大国走向海洋强国的必由之路。西太平洋-南海-印度洋这一关键海区不仅关乎国家安全、资源、环境、气候等方面的核心利益,而且涵盖一带一路倡议构想中的“21世纪海上丝绸之路通过建立集卫星遥感平台、水下机动平台和固定观测平台为一体的,覆盖西太平洋-南海-印度洋的海洋观测系统,实时或准实时地获取这一海区不同空间尺度的海洋环境综合信息,研究其能量物质输运过程多尺度变化的机理,并在此基础上建立海洋环境和气候变化的预报和预测系统,从而实现海洋的状态、过程和变化透明(即透明海洋),是我们国家当前实施海洋强国战略所面临的迫切任务。

 

一、实施透明海洋计划的重要意义

 

透明海洋计划的重要性体现在以下三方面:首先,构建深远海水下环境安全保障体系、维护海防安全与海洋权益都需要实时、准确地获取和评估海洋多学科环境信息并建立可验证的四维海洋数值模型,实现海洋和海底状态、过程和变化的透明化;其次,该海区蕴藏着丰富的油气和重要经济鱼类资源,这些资源的形成机理及开发过程均需要对海洋动力过程和海底构造有全面了解;最后,该海区是影响东亚天气和气候变化的关键海区,也是灾害多发地带,建设透明海洋可以提高对台风、季风、厄尔尼诺,以及地震、海啸等海洋地质灾害的预测能力,从而为应对气候变化、气候谈判和防御海洋、气象及地质灾害提供重要的决策依据。

 

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二、透明海洋计划的主要内容

 

透明海洋是一个大科学计划,该计划应国家海洋强国战略需求提出,是可持续发展的必经之路。透明海洋计划将分步骤、有序来进行推进,而努力推进透明西太平洋-南海-印度洋透明两洋一海透明海洋计划全面实施的近期和中期的重点任务。为实现透明两洋一海这一重大建设任务,目前从四个方面进行了战略性的规划。一是技术突破。在现有观测技术难以支撑国家海洋发展要求的情况下,着重加强深海观测系统关键设备与技术研发,特别是水下浮力平台观测技术,形成核心自主产品,提升观测能力,突破国外封锁。二是观测网拓展。着力提高观测网的时空分辨率,从单一观测拓展为多要素综合观测,形成立体、实时、多学科的观测网。三是理论突破。深入开展西太平洋-南海-印度洋环境、气候、资源的协同研究,力争在海洋环境多尺度变化机理及气候资源效应等方面取得重大原始创新。四是预测构建。逐步有序构建起西太平洋-南海-印度洋气候预测系统以及针对国家具体要求的区域预测系统,即多层次、多学科、多目标的预测体系。

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三、透明海洋计划已经取得的阶段性进展

 

在国家海洋强国建设战略的有力支持下,经过不断地与国际接轨、与海洋科学前沿接轨,透明海洋计划的实施取得了一系列的阶段性进展。

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针对我国海上丝路安全需求,自主发展了4000米深海Argo、深海水下滑翔机、核心海区水下观测系统无人布放技术、水下目标声学探测技术等一批透明海洋水下关键观测技术与装备,构建两洋一海综合立体观测网;发展海洋环境精细化预报系统,初步建立透明海洋两洋一海预测系统,以实现重点海区环境信息透明化,提高海洋环境灾害及突发事件的预报预警水平和应急处置能力,提升我国海洋环境安全保障能力,实现核心海区环境信息透明化;在小尺度混合与能量传递、中尺度涡、大洋西边界流、全球变暖减缓特征及机制等方面取得了一批具有国际引领性的认知海洋研究成果,在ScienceNature系列顶级学术期刊发表。为加快推进透明海洋、智慧海洋、安全海洋建设,透明海洋计划取得了以下诸多成效: 

(一)初步建成了南海-西太平洋大规模定点观测系统。其中,完成对世界上最大规模的区域海洋潜标观测网南海潜标观测网的维护及扩充,并在国际上首次实现了对蕴含丰富多尺度动力过程的南海深海盆的全面覆盖及完整监测;初步建成热带西太平洋潜标观测网,奠定了我国在全世界对该海域观测研究的核心地位;万米深海行动计划取得突破性进展,在马里亚纳海沟成功完成万米深海研究科考任务,通过自主研发的海洋仪器装备,获得了诸多珍贵海洋观测资料,填补了多项海洋科研领域空白。

(二)开发了国际领先的深海浮标、潜标等综合观测设备与系统组网技术。其中面向全球深海大洋的系列深海浮标的研发及国产化,将为实现我国深海大洋观测研究跨越式发展,为防灾减灾、深海生物资源开发、关键海区的水下环境安全保障提供重要支撑;深海资源探测技术手段获得新突破,研制的海底电磁采集站在我国南部海域成功完成4000米水深海底大地电磁数据采集试验,填补了我国在这一方面的空白,使我国成为美德日之后第四个有能力在水深超过3000米以上海域进行海上电磁场测量和研究的国家。

 

(三)构建了覆盖近海、深远海及两极的精细化数值模拟系统,逐步建成立体化、综合化、智能化、实时化、精细化的海洋观测、预测和实时预报体系。突破了高效并行算法和全要素高效数据同化等核心技术,在国际上率先建立了全球高分辨率海浪-潮流-环流耦合模式,为提高海洋环境预报保障以及气候系统的预测奠定了坚实的科学基础;在极端气候事件演变与预测取得重要进展,自主研发了中等复杂程度海气耦合模式并成功进行了预测预报,该模式也成为我国首个入选国际极端气候事件实时预报系统的模式,成果凸显了我国极端气候事件研究已经进入了国际最前沿。

 

 

四、透明海洋计划未来发展的构想

 

在系统的规划指导下,透明海洋计划的实施取得了卓有成效的进展。下一步,透明海洋计划将建立以重大任务为驱动,以大科学平台为支撑的海洋观测、机理研究和模拟预测相互融合的协同创新机制,解决目前海洋观测缺乏连续性与综合性、资料共享程度低以及科学与技术协同不够等突出问题。通过顶层设计、总体规划、协同实施、资源共享,实现对现有南海、西太平洋、印度洋观测系统的统一规划和整合,协同构建基于系统观测和资料共享的综合性大科学平台。

 

透明海洋计划在未来围绕以下四个方面聚焦。一是形成一批海洋观测、探测和预测的关键设备的研制技术,带动我国海洋仪器产业的发展。二是构建西太平洋-南海-印度洋观测和预测系统,建成透明西太平洋-南海-印度洋,形成支撑海洋科学与国家重大海洋战略需求的能力。三是建立西太平洋-南海-印度洋多尺度能量、物质输运和交换的重大基础理论,形成具有国际水平的海洋环境、资源与气候新的前沿交叉学科体系,引领我国深海科技的发展。四是建立3-5个世界一流的深海研究创新团队,创建培养深海复合型人才的新模式,形成满足海洋科学与技术协同创新需求的人员聘用、人才培养新模式,成为国际海洋领域交流与合作最为活跃的平台之一。

 

海洋科学传统上包括物理海洋、海洋地质、生物海洋、化学海洋四个学科。但今天海洋科学的发展不仅需要四大学科的深度交叉,而且也需要分子、机器人、通信、纳米、卫星等技术学科的支撑,以及大气、数学、信息、生命、管理等相关学科的融合渗透。只有各学科有效交叉结合,我们才能做好海洋科学研究,满足国家战略发展需求,解决全人类共同的问题。促进海洋科学的发展、海洋强国建设,每个人都可以找到用武之地,这需要我们共同的努力。

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 林霄沛简介 

林霄沛,19765月生,教授,海洋国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室主任,中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室副主任,美国德州农工大学兼职教授和美国Woods Hole海洋研究所长期客座研究人员。在西边界流系统变异机理及其气候效应方面取得一系列原创性成果,在Nature及子刊等学术期刊发表相关论文近80篇,2013年入选CLIVAR太平洋委员会并于2016年接任联合主席,这是中国科学家首次担任该委员会联合主席;担任PICES气候变化工作组委员、西太平洋-热带太平洋 观测系统2020WP-TPOS2020)工作组委员;担任OSNAP科学指导委员会委员并参与这个计划的观测,是我国科学家首次在北大西洋深层水的形成源区(也是AMOC的关键区)参与大规模长时间的观测;还发起和作为联合主席主持了联合国海委会西太分委会AIKEC国际计划项目, 这是中国科学家首次在中纬度西边界流区 领导国际计划项目。2012年入选首批自然科学基金优秀青年基金和中组部青年拔尖人才计划,2013年入选科技部中青年创新领军人才计划。近5年获国家科技进步二等奖一项、教育部自然科学一等奖两项和海洋工程科学技术一等奖一项。

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 陈朝晖简介 

陈朝晖,男,19849月出生,教授,海洋国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室副主任,中国海洋大学物理海洋实验室副主任。作为本土培养的物理海洋优秀人才,近年来围绕透明海洋重大战略任务,在海洋多尺度过程机理研究和海洋观测与仪器研发等方面做了一系列重要工作,在NatureNature Climate ChangeScientific ReportsGRLJPOJGR等权威学术期刊发表论文21篇。主持国家自然科学基金2项,国家重点研发项目子课题1项,省部级项目2项。2015年获得教育部自然科学一等奖(第五位),2016年获得基金委优秀青年基金资助,2017年选为国际CLIVAR NPOCE计划科学指导委员会委员。

 

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原创

 来源:林霄沛 陈朝晖  海洋国家实验室

海洋“补铁”引争议研究人员对其可促进渔业发展表示怀疑
2018-03-31 16:42:38

    浮游植物需要铁,并通过光合作用生成能量。

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  海洋学家对一项提议表示警惕,该提议将把数吨铁倾倒进太平洋,以此刺激食物链的基础——浮游植物的生长。该计划背后的非营利组织称,它希望重振智利渔业。该组织还与2012年加拿大一项存有争议的项目存在联系,该项目被指责违反了海洋商业施肥方面的一项国际禁令。

  加拿大温哥华Oceaneos海洋研究基金会称,它正在寻求智利政府许可,最早于2018年年初在距离科金博海岸130公里的地方投放10吨铁粒子。但智利科学家对此表示担心,因为该基金会起步于一家营利性公司——温哥华海洋环境解决方案,该公司曾设法申请铁—施肥技术专利。一些研究人员猜测,该基金会最终将会从这项未经证明且存在潜在危害的活动中追逐利润。

  “他们宣称通过产生更多浮游植物,能够恢复渔业。”智利康塞普西翁千年海洋研究所主任Osvaldo Ulloa说,“但我们并没有看到支撑这一结论的任何证据。”

  该所研究人员在智利媒体采访中向公众说明了他们的担忧,今年4月气氛更加紧张。该国政府随后要求智利科学院提供意见,该国科学院近日在瓦尔帕莱索一次海洋科学会议上组织了相关论坛和研究。Oceaneos基金会拒绝了邀请,并指责智利科学家不恰当地将他们的工作划分为地质工程领域,而非海洋恢复领域。Oceaneos理事长Michael Riedijk说,他的团队希望与智利科学家合作,并愿意把所有实验数据向公众开放。该基金会计划随后召开自己的论坛,但Riedijk表示,如果智利科学家不愿参与,“我们将不理会他们,继续向前推进”。

  从1990年至今,全球研究人员已经在公海进行了13次主要的铁—施肥实验。它们的目的均是验证刺激浮游植物生长能否增加有机物对大气中二氧化碳的吸收,并在死亡后将其埋藏在海洋深处。然而,了解类似实验期间有多少碳被封存却存在困难,与此同时,科学家提高了对诸如有毒浮游植物过于茂盛等潜在负效应的担忧。为此,2008年,《联合国生物多样性公约》设置了一项禁令,禁止除了在海滨水域开展小型实验项目之外的其他所有海洋施肥项目。

  由于Oceaneos基金会计划开展的实验将在智利沿海水域进行,它属于上述公约许可范围之内。Riedijk说,该基金会将主动遵循类似研究的国际协定;然而,并不清楚这是否能够缓解忧虑,因为该基金会正在推动一项尚未得到证实的技术,而不是进行基础研究。

  澳大利亚塔斯马尼亚大学海洋生态学家Philip Boyd希望看到该基金会在走向野外试验之前,先发表基于实验室研究的结果。“如果它是一家想要与科学界合作的非营利科学机构,那么透明度肯定能让它们在一开始获得好印象。”

  Oceaneos与2012年加拿大英属哥伦比亚沿海一个铁—施肥项目的联系使一些研究人员存在警惕心理。在该项目中,美国企业家Russ George说服海达族村庄的居民相信施用铁化肥能够提高三文鱼的产量,此外项目还因为可将二氧化碳封存到海洋中而具备出售碳信用额的潜力。在项目组织方把100吨左右的硫酸铁倒入公海后,关于该计划的消息才曝光。在此后几年,科学家并没有证据表明该实验在起作用。

  Riedijk说,当他在2013年读到海达族的实验故事之后非常感兴趣,于是便联系了其中的一位组织者Jason McNamee。McNamee随后担任了Riedijk作为共同创始人成立的海洋环境解决方案公司的首席运行官,并在去年离开了该公司。

  尽管海达族项目存在问题,但Riedijk称海洋化肥值得进一步研究。“如果这的确能够发挥作用,那么它将带来全球性影响。”他补充说,海洋环境解决方案已经研发出一种铁化合物,能够有效地被浮游植物吸收,但他拒绝披露细节。Riedijk还说,该基金会正在研究一种方法来追踪铁经过食物链进入鱼群的移动方式。

  与此同时,科学家称很难从Oceaneos基金会计划的实验中获得切实的数据。智利沿海地质以及那里的水流模式形成了一种低铁和高铁混合水域。凤尾鱼、竹荚鱼和其他鱼类在这些水域自由活动。 

晋楠 编译 中国科学报


    揭秘“透明海洋”工程:两千米下深海 照样看得透
    2018-03-26 14:20:36

      犹如对浩瀚星空的痴迷,人类对于海洋深处的探索也从未止步。静水流深,在广袤神秘的深海,海水的运动有着怎样的规律?海温变化如何影响气候?如何更加清晰地观测海洋的动态并进行准确的预报?

    工作人员正在下放温盐深仪,用于探测海水温度、盐度和深度。

      工作人员正在下放温盐深仪,用于探测海水温度、盐度和深度。

      近日召开的“透明海洋”科技创新工程新闻发布会,让“透明海洋”的概念走近公众。“透明海洋”就是通过建立海洋立体观测系统,获取海洋环境综合信息,建立预测系统,掌握海洋环境变化,实现目标海域“看得清、查得明、报得准”。透明海洋工程实施4年了,目前进展如何?

      构建了全球首个马里亚纳海沟观测网,成功回收万米综合潜标

      马里亚纳海沟是目前世界上已知的最深海沟,位于菲律宾东北、马里亚纳群岛附近的太平洋洋底,最深处深度约为1.1万米,堪称地球第四极。

      这里历来是世界深海研究的焦点,更是难点。海沟的特殊性质使其海洋动力过程、生物地球化学过程、生物种群分布及起源、地球深部碳循环与开阔大洋相比具有不同的特性。马里亚纳海沟是探索海洋动力过程、物质与能量输运、生物地球化学过程、壳幔结构及极端环境下物种起源的最佳天然窗口,同时是研究深海科学与技术的最佳场所。

      作为“透明海洋”工程的重要成果之一,科学家们正是在这里,实现了首次将“人类的眼睛”放入万米深海——他们构建起全球第一个马里亚纳海沟海洋科学综合观测网,还成功回收了世界首套万米综合潜标,使深海状态变化不再神秘。

      山东省科技厅巡视员徐茂波在会上宣布了包括这一成果在内的一系列成绩:已经成功研发三项世界首创性技术,研制出两项填补国内空白的技术,并有两项技术打破国外垄断。

      青岛海洋科学与技术国家实验室由中国海洋大学等5家驻山东高校和科研单位共同发起筹建,也是目前“透明海洋”工程的实施者。据中科院院士、青岛海洋国家实验室主任吴立新介绍,海洋占地球表面的71%,84%的海洋水深超过2000米。遗憾的是,人类对2000米以下的海洋的了解多局限于“点和线”,不够全面和立体。吴立新希望通过“透明海洋”工程,可以把2000米以下海洋看通看透。

      徐茂波介绍,目前,“透明海洋”工程从四个方面进行了规划:一是技术突破。着重加强深海观测系统关键设备与技术研发,特别是水下浮力平台观测技术,形成核心自主产品,提升观测能力,突破国外封锁。二是观测网拓展。着力提高观测网的时空分辨率,从单一观测拓展为多要素综合观测,形成立体、实时、多学科的观测网。三是理论创新。深入开展西太平洋—中国海—印度洋与极地环境、气候、资源的协同研究,力争在海洋环境多尺度变化机理及气候资源效应等方面取得重大原始创新。四是预测系统构建。逐步有序构建起西太平洋—中国海—印度洋气候预测系统以及针对国家具体要求的区域预测系统,形成多层次、多学科、多目标的预测体系。

      想把海洋看通透,需要稳定的全球观测系统。为此,青岛国家海洋实验室联合中国海洋大学等科研机构,成功研制出4000米深海自沉浮式剖面探测观测浮标,使我国具备了对全球海洋4000米持续观测能力。项目组还成功完成对世界上最大规模的区域海洋潜标观测网——南海、西太平洋潜标观测网的维护及扩充,在国际上首次实现了对蕴含丰富多尺度动力过程的南海深海盆的全面覆盖及完整监测。这些研发加速了观测装备国产化,有的子项目甚至可以做到所用设备均为自主研发。

      降低海洋灾害强度,带动工程装备等产业转型升级

      据青岛海洋国家实验室不完全统计,“透明海洋”工程相关课题目前已获得了超过6亿元科技资金支持。除了加深对海洋的认识,还有一项重要功能就是开展海洋科技基础性、公益性的关键技术研究和突破,影响和改善民生。

      青岛海洋国家实验室教授陈显尧介绍,近年来,由大型绿藻浒苔形成的绿潮在南黄海连年暴发,长达10年之久,对山东、江苏沿岸的旅游业和海水养殖业造成了巨大危害。每年夏季,受绿潮影响的地区,政府部门都需要投入大量人力、物力,对沿海一线绿藻进行收集、打捞和处理。“透明海洋”工程构建了渤黄东海高分辨率精细化短期预报系统,根据卫星遥感反演的浒苔生物量和其他观测数据,建立了浒苔漂移的短期预报,可以实现对一周内浒苔的漂移路径及覆盖范围的定量预报。2017年系统进一步应用到黄海浒苔的预警预测中,基于系统预报的浒苔漂移路径及覆盖范围影响,有关单位向青岛市政府提出在浒苔漂移过程中对关键区域进行先期打捞拦截,减缓了浒苔大范围侵入青岛沿海,从而降低了灾害强度。

      徐茂波表示,近几年,美国、加拿大、日本、欧盟等国家和地区,都在加快制订并实施全球海洋立体观测系统计划,因此建设中国的全球海洋立体观测网的需求十分迫切。这不仅对国家海洋国土安全、海洋资源利用和海洋保护开发具有重大意义,对山东省发展海洋经济同样具有推动作用。

      山东省科技厅海洋科技处处长孙高祚认为,“透明海洋”工程可以及时反映近海以及远洋海洋资源开发状况和开发潜力信息,为实现海水养殖、远洋渔业等合理有序开发提供科学依据;可以及时提供海洋的环境和气候信息,为港口运输、海上捕捞、海上油气开发等作业活动提供安全生产保障。还可以通过对海洋资源环境信息的综合运用,对海洋经济发展前景作出预测。对于山东来说,“透明海洋”工程产生新技术、形成新动能,将会带动山东省海洋观测、海洋工程装备、海洋油气资源开发等产业转型升级。

      多学科协同创新,将建立准确的海洋模拟系统

      根据吴立新的构想,“透明海洋”工程共分为海洋星簇、海气表面、深海星空、海底透视、海洋模拟器5个子计划,分别通过卫星遥感、水下机器人、超算等技术,实现对海洋表层、海洋深处、海底等的立体观测,建立可靠准确的模拟系统,实现真正意义上的透视。

      “这是一项复杂的大科学工程,需要诸多学科的协同创新。”吴立新说,这绝不是一个省份、一所科技机构所能支撑的。

      以深海星空计划为例,吴立新希望能制造出综合多种传感器、智能可控的几千个水下机器人,可以实现水下组网与导航。这项工作不仅难度大、花费高,更需要材料、能源、自动控制、通信等多个学科的协同研发。在海洋深处,如何完成大数据高速传输、如何实现超长续航、智能观测等技术,都是吴立新团队目前正在攻关的难题。

      2017年底,美国国防部高级研究计划局公布了“海基物联网”构想,根据该构想,美国海军可以通过部署数量众多的小型低成本浮标传感器来形成分布式网络,从而在广阔的海洋上实现持久的态势感知。这一构想与我国“透明海洋”工程大致相似,“我们提出时间更早,并已经成功开展前期研究工作,我们已经走在了前面。”吴立新说。

      吴立新这样描述“透明海洋”工程的未来:“科学家在实验室就能知道全球海洋正在发生的事情,如海洋的温度变化、水声通道的变化、鱼群的变化等,并能做出预测,国家海洋利益拓展到哪里,‘透明海洋’工程就建设到哪里。”

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