厉害了，中国科技：两千米下深海 照样看得透

《人民日报》(2018年1月5日，第12版)

工作人员正在降低温度计以检测海水的温度、盐度和深度。信息图片

就像对浩瀚星空的痴迷一样，人类从未停止过对海洋深处的探索。静态水流很深。在浩瀚神秘的深海中，海水运动的规律是什么？海洋温度变化如何影响气候？如何更清楚地观察海洋动力学并做出准确的预测？

最近关于“透明海洋”科技创新项目的新闻发布会使“透明海洋”的概念更加贴近公众。“透明海洋”是指通过建立三维海洋观测系统，可以获得海洋环境的综合信息，建立预测系统，掌握海洋环境的变化，能够“看得清楚，查得清楚，报得准确”。透明海洋项目已经实施了4年。现在怎么样了？

世界上第一个马里亚纳海沟观测网已经建立，10，000米的综合潜艇标志已经成功回收。

马里亚纳海沟是世界上已知的最深的海沟。它位于太平洋的底部，靠近菲律宾东北部的马里亚纳群岛。它的最深深度约为11000米，是地球的第四极。

这里一直是世界深海研究的焦点，也是难点。海沟的特殊性质使其海洋动力过程、生物地球化学过程、生物种群的分布和起源以及深海碳循环与公海相比具有不同的特点。马里亚纳海沟是探索海洋动力过程、物质和能量传输、生物地球化学过程、壳幔结构和极端环境中物种起源的最佳天然窗口。它也是研究深海科学和技术的最佳场所。

作为“透明海洋”项目的重要成果之一，科学家们在这里首次将“人类的眼睛”放入10，000米的深海——他们建立了世界上第一个综合海洋科学观测网络——马里亚纳海沟，并成功地恢复了世界上第一个10，000米综合海底标志，使深海状态的变化不再神秘。

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果:三项世界第一的技术已经成功开发，两项技术填补了国内空白，两项技术打破了国外垄断。

青岛海洋科学技术国家实验室是由中国海洋大学与山东省其他五所大学和科研院所共同建立的。它也是目前“透明海洋”项目的实施者。中国科学院院士、青岛海洋国家实验室主任吴礼鑫说，海洋占地球表面的71%，海洋水深超过2000米的84%。不幸的是，人类对2000米以下海洋的理解大多局限于“点和线”，并不全面和立体。吴礼鑫希望通过“透明海洋”项目，它可以透过海洋看到2000米以下。

许茂波表示，目前，“透明海洋”项目已经从四个方面进行规划:一是技术突破。重点加强深海观测系统关键设备和技术的研发，特别是水下浮力平台观测技术，形成核心自主产品，提高观测能力，突破国外*。二是扩大观测网络。努力提高观测网络的时空分辨率，从单一观测扩展到多元综合观测，形成三维、实时、多学科的观测网络。第三，理论创新。我们将对西太平洋-中国海-印度洋和极地地区的环境、气候和资源进行深入合作研究，努力实现海洋环境多尺度变化机制和气候资源效应的重大创新。第四，预测体系的构建。根据国家具体要求，逐步有序建立西太平洋-中国海-印度洋气候预测系统和区域预测系统，形成多层次、多学科、多目标的预测体系。

需要一个稳定的全球观测系统来透视海洋。为此，青岛国家海洋实验室与中国海洋大学等科研机构合作，成功开发了一个4000米深海自浮剖面探测观测浮标，使中国拥有4000米全球海洋连续观测能力。项目组还成功完成了世界上最大的区域海底浮标观测网络——南海和西太平洋海底浮标观测网络——的维护和扩展。项目组首次在世界范围内实现了对南海深海盆地多尺度动态过程的全面覆盖和全面监测。这些发展加速了观测设备的本地化，一些子项目甚至可以实现所用设备的独立开发。

减轻海洋灾害强度，促进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，与“透明海洋”相关的项目已获得6亿多元科技资金。除了加深我们对海洋的了解之外，另一个重要职能是对海洋科技和公共福利至关重要的关键技术进行研究和突破，从而影响和改善人民的生活。

青岛海洋国家实验室教授陈先尧表示，近年来，由大型绿藻浒苔形成的绿潮在南黄海爆发已有10年，对山东和江苏沿海的旅游业和海水养殖业造成了极大的危害。每年夏天，在受绿潮影响的地区，*部门需要投入大量的人力和物力来收集、打捞和处理沿岸的绿藻。“透明海洋”项目在渤海、黄海和东海建立了高分辨率精细短期预报系统。基于卫星遥感和其他观测数据反演的浒苔生物量，建立了浒苔漂移的短期预测模型，实现了浒苔漂移路径和一周覆盖范围的定量预测。2017年，该系统进一步应用于黄海浒苔预警预报。根据系统预测的浒苔漂移路径和覆盖影响，相关单位建议青岛市*在浒苔漂移过程中对重点区域进行早期打捞和拦截，从而减缓浒苔向青岛沿海的大规模入侵，降低灾害强度。

许茂波表示，近年来，美国、加拿大、日本、欧盟等国家和地区正在加快制定和实施全球海洋立体观测系统(GOOS)计划。因此，建设中国的全球海洋观测系统网络迫在眉睫。这不仅对国家海洋国土安全、海洋资源利用、海洋保护和开发具有重要意义，而且对山东省海洋经济的发展也起到了促进作用。

山东省科技厅海洋科技司司长孙高祚认为，“透明海洋”项目能够及时反映近海和远洋海洋资源的开发现状和潜力信息，为海水养殖、远洋渔业等的合理有序发展提供科学依据。它能及时提供海洋环境和气候信息，为港口运输、海洋捕捞、海上油气开发等作业提供安全生产保障。通过海洋资源和环境信息的综合应用，也可以预测海洋经济的发展前景。对山东而言，“透明海洋”项目将产生新技术和新动能，推动山东海洋观测、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精确的海洋模拟系统

根据吴礼鑫的构想，“透明海洋”项目分为五个子计划，即海洋星团、海空表面、深海天空、海底视角和海洋模拟器。通过卫星遥感、水下机器人、超级计算等技术，分别实现了海洋表面、海洋深度和海底的三维观测，建立了可靠、准确的仿真系统，实现了真实的透视。

“这是一个复杂的大规模科学项目，需要许多学科的合作创新。”吴礼鑫说，这绝不是一个省或一个科技机构能够支持的。

以深海天空项目为例，吴礼鑫希望生产数以千计的具有各种传感器和智能控制的水下机器人，实现水下联网和导航。这项工作不仅困难而且昂贵，还需要在材料、能源、自动控制、通信等学科的合作研发。在海洋深处，如何完成大数据的高速传输，如何实现长续航能力、智能观测等技术都是吴礼鑫团队目前正在解决的难题。

2017年底，美国国防部高级研究计划局发布了“基于海洋的物联网”的概念。根据这一概念，美国海军可以通过部署大量低成本的小型浮标传感器来形成分布式网络，从而在浩瀚的海洋中实现持久的态势感知。这个想法大致类似于中国的“透明海洋”项目。“我们早些时候提出了这一建议，并成功地开展了初步研究工作。我们已经领先了。”吴礼鑫说。

吴礼鑫对“透明海洋”项目的未来描述如下:“实验室中的科学家可以知道全球海洋正在发生什么，例如海洋温度的变化、水声通道的变化、鱼群的变化等。，并能做出预测。在国家海洋利益延伸的地方，将建立“透明海洋”项目。

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