海底观测网研究进展与发展趋势

发布时间:2019-04-09 16:25:46  |  来源:中国网·中国发展门户网  |  作者:李风华 路艳国 王海斌 郭永刚 张飞  |  责任编辑:赵斌宇
关键词:海底观测,立体观测,美国海底观测网,加拿大海底观测网,地震和海啸海底观测密集网络

多种观测计划综合交叉融合发展

为满足在海洋科学研究、灾害研究和预报、环境监测和生态保护、能源资源开发利用及海洋安全的需求,近年来世界许多国家和地区纷纷加强了对深海技术的研发,先后有针对性地推出和实施了热带海洋与全球大气实验计划(TOGA)、综合大洋钻探计划(IODP)、国际大洋中脊计划(InterRidge)、Argo 计划等一系列的深海、远洋探测和考察计划,新的综合性研究计划还将不断涌现。

学科间的交叉融合往往导致重大科学发现和新兴学科的产生,也是科学研究中最活跃的部分之一。海底观测网观测计划与国际综合性研究计划相融合,对于整个国际深海技术的发展也起到了至关重要的推动作用。IODP 的海底钻孔观测点以有线方式接入日本的 DONET 观测网,实时获取太平洋板块俯冲地震带数据,对地震预警及揭示地震机理具有重要的意义。

全球海洋观测系统(GOOS)由联合国政府间海洋学委员会(IOC)、世界气象组织、联合国环境规划署等联合发起建立,是当前全球最大、综合性最强的海洋观测系统。该系统集成观测卫星、浮标等多种传感器并实现全球业务化运营。各海洋强国基于 GOOS 积极发展和建设海洋观测系统,如欧洲已成立了欧洲海洋观测系统(EUROGOOS),美国和加拿大联合建立了美加 GOOS。

面对世界海洋科技的发展趋势以及国家海洋安全、经济社会发展对海洋科技的强烈需求,世界各临海国家纷纷推出了海洋发展战略和海洋科技发展规划,加大海洋科技研究与开发的投入力度。如:美国的“美国海洋行动计划”、英国的“海洋科学战略2010—2025”、加拿大的“加拿大海洋行动计划”、俄罗斯的“2020 年前俄罗斯联邦海洋学说”、日本的“海洋基本计划”、韩国的“韩国 21 世纪海洋”等。

中国海洋科技的发展与美国、日本等海洋强国相比仍有较大差距,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020 年)》《中国至 2050 年海洋科技发展路线图》和《未来 10 年中国学科发展战略:海洋科学》对我国海洋科技发展进行了预测和规划,并对关键领域的科学问题研究进行了前瞻布局;其中,海洋的海底观测网络建设将成为未来海洋科技发展的重要技术支撑。

国际上的 OOI、ONC、DONET、S-net 等海底观测网均已建成运行。我国在海底观测网系统的建设过程中,应根据我国的实际情况,充分借鉴国际海底观测网系统建设、数据管理及运行经验,主要包括以下 3 个方面。

根据“海洋强国”“海陆统筹”等战略和“一带一路”倡议,结合现有技术基础,面向国家重大需求,充分考虑大型海底观测网长期运行情况,合理选择观测站点和配备探测仪器,创造性地解决数据质量控制、跨学科数据管理、安全防护等问题,建立开放共享的数据管理理念,为全方位数据挖掘、应用奠定基础。

以海底观测网建设为平台,联合研究所、高校、企业等行业优势单位,发挥学科技术优势,系统解决基础平台建设中关键器件、信息感知和数据传输等面向国家重大需求关键技术,提高海洋数据感知—传输—处理—应用能力,构建一支高效稳定的海底观测科研团队和技术人才梯队。

加强顶层协调和设计,建立海底观测网标准化体系。海底观测网缺乏相关标准,现有标准难以应对海洋观测技术、物联网技术、大数据技术、人工智技术等应用在海底观测网建设中面临的突出问题,迫切需要海底观测网标准的支持。同时,通过标准化实现国际同类装置的互联互通,推动中国的海洋装备、技术和服务“走出去”。(作者:李风华 路艳国 王海斌 郭永刚 张飞,中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室。《中国科学院院刊》供稿)

 

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