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开发海洋资源,美国基础研究做了什么

科普小知识2022-07-09 20:00:23
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最近,美国白宫发布了一项新的行政命令,以简化联邦海洋政策,并成立了海洋政策委员会,以发展海洋经济,优先考虑海洋科学研究,协调资源和数据共享,并促进利益攸关方的沟通和协调。

与此同时,白宫还发布了一份新报告,重点关注国家科学基金会(NSF)长期支持的一系列与海洋相关的基础科学研究——在海底放置仪器,研究海洋酸化的影响,了解洋流和海平面上升...

“海洋科学研究和海洋教育可以促进人类了解海洋及其与人类的互动。”国家科学基金会主任弗朗索瓦·科尔多瓦说。

防患于未然,增强防范海洋灾害的能力。

无人驾驶和人工驾驶都为海上搜救、海上补给和海上勘探提供了新的机遇。无人驾驶车辆可以在通信不稳定的恶劣环境中安全执行复杂任务。部署人机合作团队可以显著降低成本,提高安全性和效率。

风暴和海啸造成的洪水给沿海地区造成了灾难性的破坏,并将继续威胁不断增长的沿海人口和数万亿美元的基础设施。通过实验收集的数据和风暴后的侦察,研究人员可以了解和模拟海洋力量的潜在破坏程度,设计更灵活的结构和海岸。

国家自然科学基金已经开始投资近6000万美元在自然灾害工程研究基础设施(NHERI),这是一个共享的网络的国家最先进的研究设施和工具位于全国各地的大学。

充分利用一切来帮助增强美国的经济实力

海洋是一种财富。波浪、潮汐和洋流都是可再生能源,具有巨大的潜力。然而,为了获得高效、可靠和经济的海洋能源,有必要研究流体动力学、通信和控制系统以及将机械能转化为电能的技术。此外,相关的基础研究也可以阐明系统设计、场地和环境因素对获得这种能源的影响。

为了满足日益增长的淡水供应需求,国家自然科学基金多年来一直投资于海水淡化的基础研究。对各种膜和太阳能技术、防污和防垢方法以及低能耗和低压系统的研究将有助于提高海水淡化的效率、可持续性和可负担性。

该报告指出,更好地研究海洋生物学和可持续捕鱼方法也将有助于确保健康的海洋环境和丰富的食物来源。现在,研究人员刚刚开始探索海洋微生物和藻类食品和能源工程,从海狮到虾,这可以激励研究人员创造更强大的材料、更高效的机器人、更灵敏的传感器和成像系统,以及许多其他创新。

积累新知识,保持美国的全球领导地位

北极环境是海洋研究的一部分。国家自然科学基金资助的研究可以预测该地区迅速而复杂的环境和社会变化。国家科学基金会认为,这些研究可以帮助公众和下一代极地科学家继续跟踪和深入了解这些变化。通过这种方式,国家科学基金会提议在国际范围内加强美国在北极的战略和经济优势,并保护北极地区的人类福祉和环境。

此外,国家科学基金会还在努力规划未来海底实时数据采集。这些数据与地质灾害、矿产资源和生物多样性有关,但恶劣的环境和海底的动态变化仍在很大程度上阻碍这一进程。国家自然科学基金认为,将传感和通信系统的研究与海洋地质、物理和化学的研究过程相结合,将有助于对海底环境进行新的建模和预测,从而获得新的认识。

该报告阐述了流体动力学与海洋石油泄漏事故之间的关系、研究海底沉积物和岩石中记录的地球历史的重要性以及对南部海洋气候的观察和模拟。

报告最后还指出,国家自然科学基金资助的教育机会为培养有经验和有竞争力的未来海洋劳动力做了积极的准备。