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向着深海智能浮标发力 科学家技术上寻突破

发布时间: 2016-10-14
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智能浮标是海洋观测、探测、深海开发的关键平台。目前世界各国正在大力研发新型深海浮标技术,抢占新一轮深海竞争的制高点,“面向全球深海大洋的智能浮标”作为我国海洋科学领域获批的第一个国家重大科研仪器研制项目,对于推动我国深海大洋研究实现跨越式发展,把深海大洋变“透明”具有重要作用。

观测海洋的“n”个眼

还是在1998年,美国等国家大气、海洋科学家推出了一个全球海洋观测网计划(ARGO)。该计划构想用3年至4年时间在全球大洋中每隔300公里布放一个卫星跟踪浮标,总计为3000个,构成一个庞大的ARGO全球海洋观测网。

全球海洋观测网首次让科学家在自己的实验室里就能知道全球海洋水深2000米以内正在发生的变化,其中的关键就是卫星跟踪浮标。这些浮标能漂移自动下潜至2000米左右深度,然后上浮到海面,可以快速、准确、大范围地收集全球海洋上层的海水温度、盐度剖面资料,提高气候预报的精准度,从而有效防御全球日益严重的气候灾害给人类造成的威胁,被誉为“海洋观测手段的一场革命”。

“然而,这一轮的浮标投放大部分来自发达国家,中国投放的数量不多,对ARGO全球资料中心实时上传的数据也相对较少。直至21世纪初,中国才正式加入全球海洋观测网。”智能浮标项目首席科学家中国科学院院士、青岛海洋科学与技术国家实验室主任吴立新说,“习近平总书记在全国科技大会上指出,深海蕴藏着地球上远未认知和开发的宝藏,但要得到这些宝藏,就必须在深海进入、深海探测、深海开发方面掌握关键技术。智能浮标就是其中之一。”

向2000米水深以下进军

近年来,多个国家启动了新一轮深海大洋观测计划,向2000米以下的深海延拓。比如,目前美国日本、法国等国在大力研发深海ARGO浮标技术,以占领新一轮深海竞争的制高点。

作为我国海洋科学领域获批的第一个国家重大科研仪器研制项目,“面向全球深海大洋的智能浮标”项目也于2016年3月3日正式启动。该项目紧紧围绕“深海大洋变化及其在全球气候系统中的作用”这一关键科学问题,针对目前浮标观测存在的问题和制约,研发一种新型智能浮动观测平台技术。

“新一轮深海大洋观测计划对我国不仅是挑战,更是一次难得的机遇。”吴立新说,“智能浮标的研制将助力国家抢占科技战略制高点、提高中国海洋领域国际话语权。”

据上海交通大学连琏教授介绍,该平台采用了快速动力定位与可持续海洋能供电技术,发展自适应的区域三维高分辨率的观测技术以及基于机动平台的多学科(物理、声学、生物地球化学)传感器同步观测技术,使海洋综合观测延拓至2000米以下深层海洋,形成对全球深层大洋的观测能力,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支撑。

带动国产海洋装备新突破

在9月初召开的智能浮标项目进度与方案研讨会上,最终确定3套智能浮标于2017年底前完成海试工作。据介绍,该智能浮标的研制将突破几大技术。比如,搭载传感器高精度、低漂移深海长期观测技术,机动平台多传感器综合观测干扰消除技术,大数据的存储、处理及准实时通讯技术,海洋环境能源获取与高效利用技术、基于自主卫星的数据通讯技术等。

“在智能浮标项目中,我们鼓励专家学者勇于创新,大胆尝试,采用新技术、新材料,为我国海洋仪器装备的制造、发展寻求大的突破。”吴立新说,“目前我们已经搭建起‘两洋一海’观测网,今后将全力开发智能潜标、浮标等高端海洋仪器装备,努力实现国产深海观测仪器装备达到甚至超越国际先进水平。”

吴立新表示,目前我国海洋仪器装备国产化进程方面还处在加速时期,该阶段需要科研机构与企业合作,力求技术与资本的有机结合,深化整合和优化配置,完善产学研结合的体制和机制,形成有效的协同创新链条。此外,还要加大高端海洋科学和技术人才的培养,完善人才队伍。到“十三五”末,力争形成一批国际领先的海洋监测核心关键技术,核心部件拥有自主知识产权,培育十几家核心技术型企业,占领海洋监测装备产业新高地。

文章来源: 中国海洋报
责任编辑: 奚婷
 
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