工作人員正在下放溫鹽深儀(yi) ，用於(yu) 探測海水溫度、鹽度和深度。資料圖片

猶如對浩瀚星空的癡迷，人類對於(yu) 海洋深處的探索也從(cong) 未止步。靜水流深，在廣袤神秘的深海，海水的運動有著怎樣的規律？海溫變化如何影響氣候？如何更加清晰地觀測海洋的動態並進行準確的預報？

近日召開的“透明海洋”科技創新工程新聞發布會(hui) ，讓“透明海洋”的概念走近公眾(zhong) 。“透明海洋”就是通過建立海洋立體(ti) 觀測係統，獲取海洋環境綜合信息，建立預測係統，掌握海洋環境變化，實現目標海域“看得清、查得明、報得準”。透明海洋工程實施4年了，目前進展如何？

構建了全球首個(ge) 馬裏亞(ya) 納海溝觀測網，成功回收萬(wan) 米綜合潛標

馬裏亞(ya) 納海溝是目前世界上已知的最深海溝，位於(yu) 菲律賓東(dong) 北、馬裏亞(ya) 納群島附近的太平洋洋底，最深處深度約為(wei) 1.1萬(wan) 米，堪稱地球第四極。

這裏曆來是世界深海研究的焦點，更是難點。海溝的特殊性質使其海洋動力過程、生物地球化學過程、生物種群分布及起源、地球深部碳循環與(yu) 開闊大洋相比具有不同的特性。馬裏亞(ya) 納海溝是探索海洋動力過程、物質與(yu) 能量輸運、生物地球化學過程、殼幔結構及極端環境下物種起源的最佳天然窗口，同時是研究深海科學與(yu) 技術的最佳場所。

作為(wei) “透明海洋”工程的重要成果之一，科學家們(men) 正是在這裏，實現了首次將“人類的眼睛”放入萬(wan) 米深海——他們(men) 構建起全球第一個(ge) 馬裏亞(ya) 納海溝海洋科學綜合觀測網，還成功回收了世界首套萬(wan) 米綜合潛標，使深海狀態變化不再神秘。

山東(dong) 省科技廳巡視員徐茂波在會(hui) 上宣布了包括這一成果在內(nei) 的一係列成績：已經成功研發三項世界首創性技術，研製出兩(liang) 項填補國內(nei) 空白的技術，並有兩(liang) 項技術打破國外壟斷。

青島海洋科學與(yu) 技術國家實驗室由中國海洋大學等5家駐山東(dong) 高校和科研單位共同發起籌建，也是目前“透明海洋”工程的實施者。據中科院院士、青島海洋國家實驗室主任吳立新介紹，海洋占地球表麵的71%，84%的海洋水深超過2000米。遺憾的是，人類對2000米以下的海洋的了解多局限於(yu) “點和線”，不夠全麵和立體(ti) 。吳立新希望通過“透明海洋”工程，可以把2000米以下海洋看通看透。

徐茂波介紹，目前，“透明海洋”工程從(cong) 四個(ge) 方麵進行了規劃：一是技術突破。著重加強深海觀測係統關(guan) 鍵設備與(yu) 技術研發，特別是水下浮力平台觀測技術，形成核心自主產(chan) 品，提升觀測能力，突破國外封鎖。二是觀測網拓展。著力提高觀測網的時空分辨率，從(cong) 單一觀測拓展為(wei) 多要素綜合觀測，形成立體(ti) 、實時、多學科的觀測網。三是理論創新。深入開展西太平洋—中國海—印度洋與(yu) 極地環境、氣候、資源的協同研究，力爭(zheng) 在海洋環境多尺度變化機理及氣候資源效應等方麵取得重大原始創新。四是預測係統構建。逐步有序構建起西太平洋—中國海—印度洋氣候預測係統以及針對國家具體(ti) 要求的區域預測係統，形成多層次、多學科、多目標的預測體(ti) 係。

想把海洋看通透，需要穩定的全球觀測係統。為(wei) 此，青島國家海洋實驗室聯合中國海洋大學等科研機構，成功研製出4000米深海自沉浮式剖麵探測觀測浮標，使我國具備了對全球海洋4000米持續觀測能力。項目組還成功完成對世界上最大規模的區域海洋潛標觀測網——南海、西太平洋潛標觀測網的維護及擴充，在國際上首次實現了對蘊含豐(feng) 富多尺度動力過程的南海深海盆的全麵覆蓋及完整監測。這些研發加速了觀測裝備國產(chan) 化，有的子項目甚至可以做到所用設備均為(wei) 自主研發。

降低海洋災害強度，帶動工程裝備等產(chan) 業(ye) 轉型升級

據青島海洋國家實驗室不完全統計，“透明海洋”工程相關(guan) 課題目前已獲得了超過6億(yi) 元科技資金支持。除了加深對海洋的認識，還有一項重要功能就是開展海洋科技基礎性、公益性的關(guan) 鍵技術研究和突破，影響和改善民生。

青島海洋國家實驗室教授陳顯堯介紹，近年來，由大型綠藻滸苔形成的綠潮在南黃海連年暴發，長達10年之久，對山東(dong) 、江蘇沿岸的旅遊業(ye) 和海水養(yang) 殖業(ye) 造成了巨大危害。每年夏季，受綠潮影響的地區，政府部門都需要投入大量人力、物力，對沿海一線綠藻進行收集、打撈和處理。“透明海洋”工程構建了渤黃東(dong) 海高分辨率精細化短期預報係統，根據衛星遙感反演的滸苔生物量和其他觀測數據，建立了滸苔漂移的短期預報，可以實現對一周內(nei) 滸苔的漂移路徑及覆蓋範圍的定量預報。2017年係統進一步應用到黃海滸苔的預警預測中，基於(yu) 係統預報的滸苔漂移路徑及覆蓋範圍影響，有關(guan) 單位向青島市政府提出在滸苔漂移過程中對關(guan) 鍵區域進行先期打撈攔截，減緩了滸苔大範圍侵入青島沿海，從(cong) 而降低了災害強度。

徐茂波表示，近幾年，美國、加拿大、日本、歐盟等國家和地區，都在加快製訂並實施全球海洋立體(ti) 觀測係統計劃，因此建設中國的全球海洋立體(ti) 觀測網的需求十分迫切。這不僅(jin) 對國家海洋國土安全、海洋資源利用和海洋保護開發具有重大意義(yi) ，對山東(dong) 省發展海洋經濟同樣具有推動作用。

山東(dong) 省科技廳海洋科技處處長孫高祚認為(wei) ，“透明海洋”工程可以及時反映近海以及遠洋海洋資源開發狀況和開發潛力信息，為(wei) 實現海水養(yang) 殖、遠洋漁業(ye) 等合理有序開發提供科學依據；可以及時提供海洋的環境和氣候信息，為(wei) 港口運輸、海上捕撈、海上油氣開發等作業(ye) 活動提供安全生產(chan) 保障。還可以通過對海洋資源環境信息的綜合運用，對海洋經濟發展前景作出預測。對於(yu) 山東(dong) 來說，“透明海洋”工程產(chan) 生新技術、形成新動能，將會(hui) 帶動山東(dong) 省海洋觀測、海洋工程裝備、海洋油氣資源開發等產(chan) 業(ye) 轉型升級。

多學科協同創新，將建立準確的海洋模擬係統

根據吳立新的構想，“透明海洋”工程共分為(wei) 海洋星簇、海氣表麵、深海星空、海底透視、海洋模擬器5個(ge) 子計劃，分別通過衛星遙感、水下機器人、超算等技術，實現對海洋表層、海洋深處、海底等的立體(ti) 觀測，建立可靠準確的模擬係統，實現真正意義(yi) 上的透視。

“這是一項複雜的大科學工程，需要諸多學科的協同創新。”吳立新說，這絕不是一個(ge) 省份、一所科技機構所能支撐的。

以深海星空計劃為(wei) 例，吳立新希望能製造出綜合多種傳(chuan) 感器、智能可控的幾千個(ge) 水下機器人，可以實現水下組網與(yu) 導航。這項工作不僅(jin) 難度大、花費高，更需要材料、能源、自動控製、通信等多個(ge) 學科的協同研發。在海洋深處，如何完成大數據高速傳(chuan) 輸、如何實現超長續航、智能觀測等技術，都是吳立新團隊目前正在攻關(guan) 的難題。

2017年底，美國國防部高級研究計劃局公布了“海基物聯網”構想，根據該構想，美國海軍(jun) 可以通過部署數量眾(zhong) 多的小型低成本浮標傳(chuan) 感器來形成分布式網絡，從(cong) 而在廣闊的海洋上實現持久的態勢感知。這一構想與(yu) 我國“透明海洋”工程大致相似，“我們(men) 提出時間更早，並已經成功開展前期研究工作，我們(men) 已經走在了前麵。”吳立新說。

吳立新這樣描述“透明海洋”工程的未來：“科學家在實驗室就能知道全球海洋正在發生的事情，如海洋的溫度變化、水聲通道的變化、魚群的變化等，並能做出預測，國家海洋利益拓展到哪裏，‘透明海洋’工程就建設到哪裏。”