国家海底长期观测网即将完成立项:新型科研“利器”助推中国海洋研究
报讯(首席记者 樊丽萍)我国第一个国家级海底长期观测平台、被列入张江综合性国家科学中心重大科技基础设施之一的海底长期科学观测网即将完成立项,参与单位包括同济大学、中科院声学研究所等。据悉,海底长期观测系统的顶层框架设计目前正在紧锣密鼓推进之中。基于我国海洋科学界多年的研究积淀和前期实验获得的支持,海底长期观测网将铺设于我国东海和南海的关键区域。
海底长期观测网被普遍认为是继科考船、卫星之后,人类认识海洋的第三个观测平台,通过在海底铺设光电复合缆,以电力能源供应和光纤通信传输,在线实时传输来自海底的观测数据,从而克服卫星观测止步于海洋表面、船只科考受时间和气候因素影响等弊端,是海洋科学“改朝换代”的创举。故此有人形象地说,海底观测网的前景,相当于通过技术手段实现24小时的海底直播。
海底长期观测网项目的启动,意味着我国的海洋研究又迈出了坚实而关键的一步。目前,从美国的海洋观测网计划 (OOI)、加拿大的“海王星”海底观测网 (NEPTUNE-Canada),到日本、意大利、德国、法国等打造的海底观测系统,发达国家都在海底观测系统上有所布局,将其作为开创新一代海洋科学的举措。
此前,我国科学界已在一些特定海域选点建站开展小规模海底观测实验,第一个就是2009年建成的东海海底观测小衢山试验站。“打个比方,我们过去建的是幼儿园,而今后则是要建大学,开启系统性科学研究。”中科院院士、同济大学海洋与地球科学学院教授汪品先介绍,海底长期观测网列入重大科技基础设施建设,标志着在国家层面投入国际竞争。“深海观测是国际前沿,难度高、风险大,而在海洋科技的世界级难题上,中国科学家不应该总是跟在别人后头,而是要敢于知难而进,及时参与国际竞争,在解决科学问题时贡献自己的智慧。”
深海海底是地球表层最贴近地球内部的地方,借助海底观测平台,就能源源不断地获得从海水到海底再到地球深部的实时数据,从而实现对海洋环境作多学科的立体观测。对中国科学家来说,在实现水下和海底的数据采集、联网以及科学的大数据分析后,完全有可能开启地球系统科学研究的新思路和新天地。
“东海和南海是我国最重要的海域,在几个关键海域建设海底长期科学观测系统,相当于抓住了我国海洋科学问题的牛鼻子。”按照学术界不少专业人士的看法,此次海底长期观测网的铺设位置,经过了充足的前期准备和科学论证。
另据记者了解,结合海底长期观测网项目的实施,同济大学还将整合多方资源,建设海洋科学研究中心,积极助推上海科创中心建设。“海是连通的,组建一支研究海洋的专业队伍,要集结国际上的力量。”在汪品先看来,开放和国际化是各国海底长期观测网的共同特色,而海洋科学研究中心也必然成为启动国际化高水平合作的重要平台。
(作业船正在往水下投放观测设备,用于海底观测。周怀阳供图)
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中国的海洋科学研究,极有希望迎来一次“弯道超车”的机会———作为国家重大科技基础设施的海底长期观测网即将正式立项。伴随这只“靴子”落地,不少业界专家认为,海底长期观测网日后能够尽情释放科研功效,须满足一个前提:集全国之力,建立一支高水平、国际化、覆盖多学科的研究团队。
往常一说到国际合作和人才引进,发达国家科研机构往往是首选。而在同济大学采访时,不少学者吐露心声:海洋无国界,海洋科学的研究也需要整合一支“多国部队”,来自周边邻国和新兴国家的科研力量同样不容忽视。
中国的海洋研究,要学着打好“国际牌”
同济大学海洋学院的一个研究团队,上月又乘着科考船到南海“兜”了一回:通过投放锚系潜标,观测南海海平面下3000米的水体和海底沉积物变化。这个实验已持续了四五年,进展顺利,且收获颇丰。比如,该团队首次在南海水下几千米的地方发现了中尺度涡。中尺度涡是海洋中的一种物理现象,好比水体中刮起“龙卷风”,过去学界一度认为它只存在于海洋表层,在南海深处发现,还是头一回。
无论是从事前沿科研课题还是在国际刊物上发表论文,在同济大学海洋学院,有多个课题组专家在接受记者采访时表示,近年来产出的很多具有较高含金量的成果,都得益于国际合作。这里的学者们除了和美国、加拿大、德国、法国等发达国家科研机构的学者保持密切联系合作,一些持续推进中的深海研究项目,近年来还邀请了马来西亚、越南、菲律宾、泰国等周边国家同行参与。
“南海是中国的主要深海,是海洋科学多种学科的天然实验室,它不仅对中国来说非常重要,同时也是全球海洋学界关注的热点海区。”谈及正在进行顶层框架设计的海底长期观测网,中科院院士、同济大学海洋学院教授汪品先说,要把这一重大科技基础设施用足、用好,在管理上首先要做到开放。“这张网不仅向国内学界开放,向海洋各学科的研究人员开放,还要积极向国际学界开放,开启高质量的国际合作。”
细究一些在国际科学界具有重要影响力的研究项目,包括大洋钻探、极地科考等重大科研计划,其身后都有一支多国科学家队伍。
以去年12月出征的“决心”号大洋科学钻探船为例,这艘赴亚特兰蒂斯浅滩打孔钻探的科考船上,搭载的科学家约30位,来自美中英等12个国家。
重复投入和低水平建设,不利“弯道超车”
“中国的海洋研究,在经历了冗长的低温期之后,随着‘建设海洋强国’口号的提出,出现了令人兴奋的新局面:不仅国家层面非常重视,沿海各地也纷纷应声而动,现在要注意的是如何在热情的同时保持冷静的头脑。”汪品先直言,在经过多年的追赶后,我国的海洋研究有机会在一些领域和发达国家形成并跑甚至参与领跑的势头,越是这个时候,越是要沉得住气,“当务之急是要整合多方资源、调集全国相关单位和机构的力量,在学科融合上下功夫,通盘协调,错位发展,破除条块分割和门户之见”。
海底长期观测网的立项给业界释放了一个明确的信号:今后和这张“网”相关的海底工程建设会持续走热。
同济大学海洋学院教授周怀阳介绍,和海底观测相关的一些关键基础设施,从光纤复合缆、海底接驳盒、各种各样的传感器到水下机器人,这些和海底观测密切相关的海洋工程技术,必须和海洋基础研究并行、共融,并以解决关键科学问题为导向。毫无疑问,这依赖于不同学科的交叉、复合,除了海洋学研究的各个分支,电信、机械、环境、土建等多个学科专业都要投入专业力量。
还有一位学者介绍,和多学科的交叉融合相逆,当前有一种现象是需要警惕的,那就是过度的“海洋热”可能带来的重复投入和资源浪费。“据我所知,目前全国高校新建的海洋学院和正在造的远洋科考船的数目,都已经是两位数。”这位学者不禁反问:“如果相互之间不能明确地分工发展,若干年后会出现什么局面?”
海洋与陆地相对,在专业人才培养上,除了海洋学专业,更多的前沿研究依赖于现有多学科的交融,而不是低水平的重复建设。