中国网/中国发展门户网讯  建设海洋强国是实现中华民族伟大复兴的重大战略任务。党的二十大报告明确提出，发展海洋经济，保护海洋生态环境，加快建设海洋强国。2025年10月，党的二十届四中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》提出，加强海洋开发利用保护，包括：实施海洋调查和观测监测；强化深海极地考察支撑保障体系；坚定维护海洋权益和安全等。加快建设海洋强国，必须推动实现海洋领域高水平科技自立自强，在开发海洋、利用海洋、保护海洋、管控海洋方面提供强大的科技供给。

海洋环境信息是海洋科技供给的重要基础，海洋环境保障对资源开发利用、生态环境保护和海洋权益维护具有重要战略意义。中国科学院作为海洋领域国家战略科技力量主力军，加快抢占海洋环境精准保障科技制高点，开展重大理论创新和关键技术突破，构建了海洋环境“观测—预报—应用—评估”全链条精准保障技术体系，建成了海洋环境综合立体观测和数据应用体系，牵头建设海洋环境重大科技基础设施，组织实施海洋环境保障国家重大科技任务，开展了重点海域海洋环境信息观测预报和重要方向海洋环境保障应用示范，对构建中国特色的海洋环境精准保障技术体系发挥了战略先导作用。

全球海洋环境保障技术发展现状浅析

海洋环境信息主要包括地形、地貌、底质、生态、海水温度、盐度、密度、海浪、潮汐、海流、海风、海雾、海冰、重力、磁力、噪声、混响、水声等环境要素。海洋环境保障技术主要开展对环境信息的获取、反演、同化、预报，实现海洋环境要素收集、态势结果分析、辅助决策建议，为重要海上活动提供环境信息保障。

美国等全球海洋强国的海洋环境保障工作始终以实际需求为牵引，其保障策略和资源配置随着技术装备迭代与海洋活动样式的演变而动态调整。通过对全球和区域海洋环境信息的精准掌握，降低任务计划和实施中因环境因素引起的不确定性，为其实现战术目标提供便利。二战期间，海洋环境保障主要为海上航行安全和登陆提供气象水文信息报告。20世纪80年代开始，以美国为首的西方国家认识到海洋环境保障对海洋安全、经济发展和资源开发的重要作用，建立了覆盖全球的综合立体观测网络，推动了如美国海洋观测先导计划（OOI）、欧洲水下滑翔机观测网建设（EGO），以及海洋与气候方面的世界海洋环流实验（WOCE）、全球地转海洋学实时观测阵计划（ARGO）、全球海洋观测系统计划（GOOS）等一系列独立建设和国际合作计划，在海洋环境数据获取技术、预报预测技术、保障应用技术等方面取得了持续进展，许多产品进入业务化运行阶段。21世纪初，美国相关部门开发了适应性快速环境评估系统，核心思想是将有限的保障资源整合到海洋环境的不确定性对行动影响最大的海域，提升海洋环境适应性保障能力，降低声纳性能估计的不确定性，实现环境观测、海洋预报、声学评估和辅助决策等功能模块的有机结合，从而完成对目标海区的快速、高效、集约的环境保障。当前，美国已建立了完备的海洋环境保障技术体系，积累了海量海洋环境数据资源，研发了全球、区域和局部海洋环境预报模型，拓展了针对特定用户的海洋环境应用系统，形成了覆盖近岸—大洋—极地的保障技术和信息能力优势。

我国的海洋环境保障技术随着我国海洋科学观测探测能力的提升不断发展壮大。20世纪50年代以来，我国逐步发展了海洋科学考察、卫星遥感应用、载人无人观测平台等技术，组织实施了一批海洋环境综合调查专项任务，初步形成了海洋环境保障的技术能力。党的十八大以来，我国组织实施了国家重大科技基础设施、国家重点研发计划、科技基础资源调查专项等重大项目，研制了一批重要海洋观测装备，开展了立体海洋监测网建设，提升了预报模式性能，在海洋环境观测探测技术、数据分析处理技术、预报技术和应用保障技术等方面取得大幅进展。“十四五”期间，围绕海洋环境观测能力提升，我国组织实施了“海洋环境安全保障与岛礁可持续发展”“深海和极地关键技术与装备”等国家重点研发计划重点专项，重点发展海洋自主传感器研制能力，构建自主可控的南海观测示范系统；发展先进的自主同化与预报技术，实现重点海区观测水平、预报产品和预警能力的超越；着力突破深海科学考察关键技术与装备，形成世界领先的深海进入能力；着力攻克极地空天地海立体探测、极地保障与资源开发利用技术装备体系，显著提升极地监测预报能力。中国科学院在热带西太平洋系统、海洋环境精准保障、深海深渊智能技术等重点方向部署了一批战略性先导科技专项。在国家重点研发计划重点专项、中国科学院战略性先导科技专项、行业部门专项的支持下，我国的海洋环境保障工作取得了长足的进步，构建了海洋科学观测探测技术体系和环境业务预报系统，完成了全球海洋立体观测网、海底科学观测网、海洋野外台站观测网络等观测能力建设，我国的海洋环境保障技术能力逐步从“跟跑”向“并跑”“部分领跑”转变，为我国海洋强国建设和高水平科技自立自强等提供了支撑。

中国科学院海洋环境全链条精准保障技术体系构建

聚焦海洋环境保障高水平科技自立自强，中国科学院充分发挥多学科体系化建制化优势，按照“需求牵引、目标导向、技术引领”的建设发展理念，原创提出了海洋环境“观测—预报—应用—评估”全链条精准保障技术体系 （图1）；建设了海洋环境综合立体观测网络和数据应用体系，形成了海洋环境国家重大科技基础设施集群，推动了人工智能（AI）赋能海洋环境保障工作；初步实现全时全域、多维一体的环境观测能力，实时精准、客观定量的预报预测能力，高效安全、稳定可靠的信息传输能力，以及精准运筹、高效便捷的辅助决策支持能力；形成了海洋环境精准保障全链条技术研发和实施能力，在理论、科研、装备、人才等方面处于国内领先地位；在西太平洋潜标实时观测、深海海底原位科学实验站、首次北极载人深潜科考、重点海域海洋环境预报等方面取得一批代表性成果。

   “观测—预报—应用—评估”全链条技术体系

在全链条精准保障技术体系的指导下，中国科学院组织开展了一系列科研攻坚和用户实践工作，取得的阶段性成果已经在用户端发挥重要作用。在全链条精准保障技术体系中，观测和预报技术是海洋环境保障的基础技术，确保提供覆盖保障空间和时间的历史背景（历史场）、实时态势（实时场）、变化趋势（预报场），保障用户能够全面掌握关注区域过去、现在和未来的海洋环境情况；应用技术是将基础海洋环境保障数据转化为用户使用产品的关键性工作，即将环境数据与用户实际需求结合起来，转化为其可直接应用的保障产品，其技术能力决定了海洋环境保障工作的实际效能；评估技术是对观测、预报和应用技术的检验评估，其评估结论不断由用户端反馈到研发端的各个技术环节，其不仅能够真实展现保障技术的能力水平，还是推进整体技术体系不断迭代完善的动力。“观测—预报—应用—评估”技术体系涵盖了海洋环境保障的主要关键技术节点，同时能够确保科研技术向用户端的高效转化，形成一套全面紧密闭环的技术体系。

海洋环境综合立体观测和数据应用体系

中国科学院构建了自立自强的海洋科学观测探测技术体系，初步建成了“空-天-地-海-礁”综合立体观测网络，获得了覆盖中国近海、西太平洋、东印度洋、北冰洋等海域的数据资料，形成了国内最全面、最系统的南海观测数据，以及国内规模最大、观测时间最长的热带西太平洋、印度洋观测数据；研发了系列北极水下无人观测技术与装备，建立了高分辨率合成孔径雷达北极海冰协同探测技术体系，形成北极海冰高分辨率遥感数据产品，构建了国内领先的北极航道智能规划系统；发起了国际大科学计划“全球深渊探索计划”，获得“联合国海洋科学促进可持续发展十年”执行委员会批准，“奋斗者”号全海深载人潜水器完成了国际首次北冰洋海域加克洋中脊载人深潜任务，使我国成为世界上唯一在北极密集海冰区连续载人深潜的国家。此外，中国科学院建立了院级海洋科学数据中心，建立了国家海洋科学数据中心中国科学院分中心、国家地球系统科学数据中心南海分中心等国家级数据中心，发展了多源观测数据融合、数据质量控制、数据分析挖掘、数据产品研发、海洋AI赋能等关键技术，构建了海洋环境数据应用体系，研制了面向用户的海洋环境数值预报产品和辅助决策支持系统，得到了用户的高度评价。

海洋环境国家重大科技基础设施集群

围绕地球系统数值模拟、海底环境综合观测、冷泉生态环境监测等重大战略方向，中国科学院牵头建设海洋科学综合考察船、载人潜水器与海上作业母船、地球系统数值模拟装置、南海海底科学观测网、冷泉生态系统研究装置等国家重大科技基础设施，在海洋环境保障方向初步形成了重大科技基础设施集群效应。以“科学”号为代表的我国新一代海洋科学综合考察船自2012年下水以来，逐步研发形成了可全海域到达、全海深工作的国际一流海洋环境探测体系，确立了我国在南海—东印度洋—西太平洋前沿研究的领跑地位，实现了由近岸到大洋、由浅海到深海的历史性跨越。“深海勇士”号载人潜水器、“奋斗者”号全海深载人潜水器引领了全球深海深渊载人深潜科技的发展。地球系统数值模拟装置于2022年投入运行，主要研究地球五大圈层过程及其相互作用，实现对地球系统复杂过程的定量描述与模拟，开展了海洋精细化模拟预报研究，研发了自主全球高分辨率海洋环境预报系统，突破全球水平1 km海洋预报和海气耦合模拟技术，在远洋气象预报与应用方面发挥了重要作用。南海海底科学观测网于2025年实现全线贯通运行，标志着我国已建成目前全球规模最大的深海海底科学观测网络，构建了覆盖南海北部关键海区的全天候、全时空、多层次的海洋感知体系，为南海资源开发、灾害预警、全球气候变化及多学科协同研究提供关键环境数据，推动我国深海观测技术跻身国际先进行列。冷泉生态系统研究装置于2025年启动建设，主要建设面向冷泉生态系统的深海载人驻守型海底实验室，为我国深海冷泉极端环境探索和综合保障提供先进的平台支撑。

AI赋能海洋环境精准保障

围绕“观测—预报—应用—评估”全链条精准保障技术体系，中国科学院组织开展AI赋能海洋环境精准保障工作，形成了海洋环境精准保障产品，在用户中开展试用并获得认可。

在基础数据库方面，构建了关键海域历史近30年的高时空分辨3 km小时级再分析产品，为基于自主数据的智能预报模型构建提供数据基础。在观测数据融合和地形数据卫星反演方面，使用时空客观分析—深度学习结合的多级超分、智能空间填补和局地智能订正技术，获取了1 km国产海洋表面温度融合产品和近岸0—50 m卫星反演地形产品。在海洋环境预报方面，采用物理先验知识融合的深度学习方法研发了三维现报重构模型“海境·涡流”，提升了关键深海区涡分辨率三维温盐流现报的精度；采用转置transformer技术发展了卫星产品的7 d智能预报技术，并结合智能订正技术，有效提升了三维温盐流7 d预报的精度；采用内嵌物理知识神经网络的多模型择优融合技术，研发短临预报智能外推插补和释用订正技术，提升信息受限情景下重点区域预报评估能力。

在通用大模型方面，中国科学院于2025年正式发布“磐石·科学基础大模型”，正在推动在海洋环境保障观测数据分析应用、预测预报模型等方面的应用。在专用大模型方面，中国科学院研发的“琅琊”海洋大模型，可实现对全球温度、盐度、海流等海洋状态变量的中短期高精度预报，预报时效7 d，空间分辨率1/12°，时间分辨率为24 h，显著提升了全球海洋预报的准确性与可靠性。

加快抢占海洋环境精准保障科技制高点的思考与展望

主要问题

我国的海洋环境保障技术虽然取得了一定的进展，但是与全球海洋强国海洋环境保障能力和高水平科技自立自强的要求相比，还存在较大差距，主要问题表现在3个方面：① 科研成果和用户需求相对脱节，大量用户关心的基础问题和关键瓶颈技术尚未得到解决；② 海量数据资源共享共用不足，分布在不同科研主体的环境数据尚未得到有效开发应用；③ 科研任务布局分散统筹不够，国家战略科技力量作用发挥亟待加强等。

重点工作

强化需求导向，瞄准用户急需的重点问题持续迭代。是否满足用户需求是检验海洋环境保障科研攻关成败的基本标准。要坚持需求从用户中来、成果到用户中去的工作原则，把科研攻关和实际应用紧密联系起来，响应和突破用户急需的瓶颈问题和技术难关。瞄准自主可控的无缝隙观测技术、AI赋能的精准预报技术、研建一体的保障应用技术、体系耦合的效能评估技术等战略急需方向持续攻关，建立“边开发、边应用、边迭代”的研建用一体的创新工作机制，持续为用户提供最先进的技术成果。

加强统筹协调，推动国家层面环境数据共享和应用。海洋环境保障存在投入大、观测难、见效慢等特点，通过组织实施海洋环境调查专项等任务，我国已经积累了海量的海洋环境数据。但是，这些数据分布在研究机构、大学、用户方等不同单位，数据效能未能得到充分发挥。必须统筹协调各方面的数据资源，在国家层面推动建立涉海部门单位和内部行业间的海洋环境数据实时快速共享机制，明确数据管理方、使用方、提供方等责任权利义务，研究提出数据服务购置、数据汇交奖励、数据应用证明、数据有效监管等创新举措，为海洋环境保障能力提升提供数据支撑。

加快项目布局，推动海洋强国标志性重大成果产出。要发挥社会主义市场经济条件下新型举国体制优势，充分发挥中国科学院等国家战略科技力量主力军作用，建立以战略科学家领衔、优秀青年人才为骨干的科研攻关机制，重视培养综合性、复合型工程技术人才队伍，围绕“智慧海洋”“透明海洋”等组织实施一批重大科技项目和重大工程任务，在重点海峡重要通道关键岛礁综合立体观测、AI赋能全链条精准保障应用、深远海无人智能环境保障技术等方面持续发力，推动海洋强国标志性重大成果产出。

加快抢占海洋环境精准保障科技制高点，需要强化用户需求导向、加强数据统筹协调、加快重大项目布局，组织开展有组织的建制化基础研究，解决海洋环境观测、预报、应用、评估全链条关键技术的难点、卡点、关键点，推动实现海洋的状态透明、过程透明、变化透明、目标透明，为国家海上活动安全、海洋经济高质量发展和海洋权益维护等提供强有力的科技支撑。

（作者：吴园涛，中国科学院战略高技术研究局；万明月、陈得科，中国科学院南海海洋研究所；董丹宏，中国科学院战略高技术研究局；于垚，中国科学院海洋研究所；陈淼，中国科学院南海海洋研究所；《中国科学院院刊》供稿）