对“透明海洋”建设的理论认识

作者:倪国江 韩立民  来源:中国海洋报   发布时间:2017-01-11 10:37:08   [打印本页] [关闭窗口]

  当前,国际海洋竞争激烈,我国在经济、社会、环境、安全等方面对海洋资源、环境和气候相关信息的需求不断增大,开展以我国近海为基础并向深海大洋关键区域延伸的“透明海洋”建设,提高海洋认知能力,既是我国经济社会发展新阶段的客观需求,也是海洋强国建设的重要内容,还是推进21世纪海上丝绸之路建设的必要举措。本文尝试通过对“透明海洋”的概念、特征、功能、影响因素、建设意义等问题的研究和探讨,构建一个较系统的“透明海洋”建设理论体系,以提升对“透明海洋”建设的理论认识,引导“透明海洋”建设实践的加快开展。

  “透明海洋”概念的提出

  “透明海洋”这一概念是由中科院院士、着名物理海洋学家吴立新较早提出的。吴立新院士指出,所谓“透明海洋”,是指集成运用现代海洋观测探测、通讯和信息等技术,针对特定海区,实时或准实时地获取和评估不同空间尺度海洋资源环境信息,研究其多尺度变化及其气候资源效应机理,并以此为基础,预测未来特定一段时间内海洋资源、环境和气候的时空变化,实现海洋状态透明、过程透明和变化透明,为国家海洋事业发展提供全面准确的海洋资源、环境和气候相关信息服务。

  这里的特定海区主要指关乎我国资源、环境、气候和国防安全的核心战略海区,即西太平洋—南海—印度洋。该海区不仅对我国海洋资源开发、海洋经济发展、海洋防灾减灾、海防安全和通道安全、海洋生态文明建设构成直接影响,还是我国海洋强国战略、21世纪海上丝绸之路倡议实施的重要空间载体,是我国海洋事业发展的核心利益所在。

  “透明海洋”在空间上是一个拓展的概念,即以西太平洋—南海—印度洋观测系统和科研体系建设为基本载体,逐步实现从透明陆架海、透明南海、透明西太平洋、透明印度洋向南大洋和两极的拓展。此外,还将通过海洋观测预测国际合作机制的构建,实现国际海洋观测体系的有机整合和协同发展,推动建立可持续的、综合性的全球海洋观测系统,对全球海洋的未来发展给予诊断、预测及应对,维护全球海洋生态系统的可持续发展。

  “透明海洋”概念的提出有着非常深刻的时代背景。在过去相当漫长的历史时期里,海洋的价值主要体现在渔盐获取和舟楫之便,但在18世纪工业革命后,海洋开始更多地承载起新兴资本主义国家争夺海上空间、拓展海外殖民地的使命。二战前西方资本主义国家对海洋的争夺主要局限于空间范畴,而在战后则增加了资源的内容。工业化带来的陆地资源消耗的增大和可开发量的趋减以及海洋科技的进步,为蕴藏丰富资源的海洋带来了开发契机,获取海洋空间及其资源成为争夺海洋控制权的基本主题。而随着全球环境恶化、气候变暖、海灾频发等问题的日益突出,海洋的战略意义又在关系全球可持续发展的环境、气候等重大问题上得到了进一步的体现。

  海洋是解决人类社会面临的资源、环境和气候三大问题的关键,海洋价值的充分实现,首先需要人们依靠科技手段实现对海洋的了解和认知。认知海洋就是要使海洋“透明化”,利用先进的科技手段对海洋资源、环境进行立体观测和探测,对变化状态作出科学预测,较全面准确掌握海洋资源、环境和气候等方面的动态变化信息,使海洋的状态透明、过程透明及变化透明,在此基础上实现对海洋资源的合理开发和海洋资源、环境、气候变化状态的科学预测预报。基于这样的战略考量,“透明海洋”的概念也就应机而生,“透明海洋”建设开始从概念走向实践。

  “透明海洋”的特征

  高科技性。主要体现在立体化海洋观测系统建设和海洋资源环境信息开发利用两个方面。立体化海洋观测系统是用于海洋资源环境要素观测的一系列高技术与装备集合,主要由卫星、飞机、船舶、观测站、雷达、浮标、水下滑翔器、水下环境监测机器人等构成。海洋资源环境信息的开发利用是一个包含信息采集、传输、整理、加工、利用等多个环节的价值创造链条,现代信息技术在其中发挥着穿针引线作用,将每个环节紧密相连,最终将海洋资源环境信息“透明化”,服务海洋开发与发展。

  高系统性。“透明海洋”的高系统性,表现为运行过程、参与要素、参与学科等的系统性。海洋资源环境信息的采集、加工与利用,是一个完整的且不断循环往复的过程,由此构成一个高端庞大的生产作业系统,为海洋开发与发展持续提供必要的信息资源。在海洋观测和海洋资源环境信息处理系统运行中,大量人力资源和一系列现代高技术与装备等要素资源参与其中,形成了高智力和高技术支撑体系,通过发挥各要素的协同作用,保障系统的有效运行并创造价值。“透明海洋”的系统性还表现为支撑学科的多样性,海洋科学、海洋技术以及数学科学、网络技术、信息技术、通讯技术、材料科学、经济学、管理学、法学等多个学科的共同参与和交叉融合,构成了“透明海洋”的学科支撑基石。

  高信息化。信息技术在海洋领域的创造性应用,带来海洋资源环境状况的高度信息化、资源化,这是“透明海洋”的一个重要特征。海洋资源环境信息是指人们通过科技手段获取的关于海洋资源环境运动状态、方式的知识和情报。海洋信息化则是指利用信息技术,开发利用海洋资源环境信息,通过信息交流和共享机制的运作,发挥信息作用,提高海洋科研和生产能力,改善沿海居民生活质量。

  高价值性。“透明海洋”的建设和运行过程,是一个系统性的高价值创造过程,其价值体现在信息资源创造、人才培养、高技术与装备创新以及海洋科学发展等多个方面。“透明海洋”带来的海洋资源环境信息,使得海洋的状态透明、过程透明及变化透明,为海洋经济发展、海洋防灾减灾、海洋权益维护等提供信息保障;“透明海洋”的建设和运行,离不开人力资源投入,因此能够培养一大批海洋观测、海洋信息加工处理、海洋科学研究等领域的高精尖人才;“透明海洋”建设的深入实施,需要高技术与装备支撑,由此可激发人们的创新意愿和动力,推动观测技术与装备的不断创新和应用;同时海洋资源环境信息的不断完善和充分利用,也为海洋科学研究提供了重要的基础资料,带动海洋科学不断创新发展。

  “透明海洋”的功能

  经济功能。“透明海洋”的经济功能是指其在海洋资源开发和海洋经济发展中所体现的能力。主要包括4个方面:一是供给海洋资源开发状况和开发潜力信息,为实现海洋资源开发合理有序的目标提供科学依据;二是供给海洋环境和气候信息,为港口运输、海上捕捞、海上油气开发等作业活动提供安全生产保障;三是伴随立体化海洋观测系统与海洋信息管理系统建设,带动海洋观测技术与装备及海洋信息技术创新,促进海洋观测与海洋信息产业发展;四是通过对海洋资源环境信息的综合运用,对海洋经济发展前景作出预测。

  社会功能。“透明海洋”的一项重要功能是服务社会发展,是社会安全保障体系的重要组成部分,主要通过提供海洋环境信息预报来实现。通过“透明海洋”系统的建设和运行,采集和应用海洋环境和气候信息,可以及早预测预报气候变化、异常海况、海洋灾害及海洋污染行为,并据此作出应急决策,实施预防措施,降低灾害损害强度,保证沿海居民生产生活安全,促进沿海社会可持续发展。同时,海洋环境信息预报还为人们安排日常生产生活提供了重要指南,有利于社会的稳定和发展。

  科技功能。“透明海洋”的科技功能包括促进海洋观测技术与装备创新和海洋科学研究发展两个方面。海洋观测技术与装备是目前发达沿海国家重点发展的高新技术领域,不仅为立体化海洋观测系统建设提供了高端技术与装备条件,同时还带动海洋观测产业的形成与发展,成为具有国际竞争力的高技术海洋产业部门。“透明海洋”建设带来的大量海洋资源环境信息为海洋科学研究提供了必要的基础资料,为科学家深入开展海洋动力过程与气候、海洋生态系统演变、海洋环境与海底资源效应等重大科学问题研究提供了可能。

  安全功能。海洋安全是一个包含海洋资源安全、海洋经济安全、海洋环境安全以及海防与通道安全等的综合性概念,“透明海洋”建设的一个重要目的即是维护海洋安全,尤其是海洋环境安全及海防与通道安全。当前,我国海灾发生频率增多,南海、东海主权争端激烈,海上石油和贸易通道威胁增强,海防安全系数减弱。保障海洋安全,需要加强对海洋资源环境状态的了解、分析和研究,因此需要建立一个完善的海洋观测预报体系,实现海洋“透明化”,为海洋安全服务。

  竞争功能。海洋观测与预报能力建设是当前国际海洋科技竞争的焦点,发达沿海国家在海洋观测技术与装备创新、海洋观测系统建设及海洋科学研究等方面已取得领先优势,相比之下,我国具有明显差距,海洋观测预报能力严重不足,国际竞争力薄弱,不能满足需求。我国是一个海洋大国,海洋对国家经济社会长远发展具有战略性影响。随着海洋强国和21世纪海上丝绸之路建设的推进,海洋观测预报能力建设必然成为我国取得海洋竞争优势的关键领域,“透明海洋”建设已急不可待。

  “透明海洋”建设的意义

  加快提升海洋观测技术与装备自主创新能力。“透明海洋”是一个以海洋观测技术与装备及其他工程技术学科为支撑的系统性高技术工程,其建设成效取决于技术创新能力和装备水平。同时,“透明海洋”建设也为海洋观测技术与装备的创新提供了契机。通过实施“透明海洋”科技创新工程,明确“透明海洋”科技创新的目标、重点任务和保障措施,强化政策扶持,能够有效促进资源集聚和优化配置,进而构建高水平海洋观测技术与装备创新体系,加速海洋观测、探测、预测和预报等领域关键、核心和共性技术创新,为“透明海洋”建设提供高技术装备支撑。

  加速立体化海洋观测系统建设。我国海洋观测系统建设刚刚起步,在海洋环境立体化观测技术与装备、数据同化技术和数值预报技术、数据处理和计算能力上与国际先进水平差距较大,海洋观测能力不能满足日益增长的需求。通过“透明海洋”建设,进行海洋观测能力建设的统筹规划和战略布局,推动管理体制和共建共享机制创新,提高海洋观测、探测、预测和预报相关技术自主创新能力,推进现有海洋观测能力整合和拓展,打造西太平洋—南海—印度洋立体化海洋观测系统,使之成为多学科综合交叉、岸海空天立体化、网络化、国际化以及业务化应用和科学研究兼备的海洋观测系统,能够满足国家海洋战略实施和海洋事业发展对连续、实时、可靠海洋资源环境信息的需求。

  推进重大海洋科学问题研究。通过“透明海洋”建设,可以获取海洋的热力和动力环境变化信息,为气候变化预测系统提供准确的初始条件,并结合对该海区海洋多尺度动力过程与海-气相互作用过程变化机理的研究,改进预测系统,提高对东亚季风年际及年代际变化的预测能力,从而为应对气候变化和防御海洋灾害提供重要的决策依据。同时,通过“透明海洋”建设,获取和评估海洋多学科、多尺度综合环境要素,可为开展海洋生态系统环境演变及其生物地球化学效应的研究提供关键支撑,能够提高预测未来海洋生态系统环境变化趋势的能力。此外,建设“透明海洋”,有利于推进海洋环境与海底资源效应方面的系统研究。

  助力国家战略实施和海洋发展。进入21世纪后,围绕促进国家海洋事业可持续发展,我国相继实施一系列海洋和涉海国家战略,如创新型国家建设、海洋强国建设、21世纪海上丝绸之路建设、创新驱动战略及海洋生态文明建设等,其中海洋强国战略是我国海洋事业发展的核心战略。“透明海洋”建设,是一个涉及技术创新、海洋科学研究发展、海洋资源开发、海洋经济建设、海洋生态环境保护和海防和海上通道安全等的综合性海洋基础设施工程,政治、经济、科技、军事以及生态等方面的综合价值显着,在推进海洋强国战略实施和国家海洋可持续发展方面具有重要地位,因此不仅是海洋和涉海国家战略的重要建设内容,也是国家战略有效实施的基础保障工程,还是国家海洋事业发展的重要标志。

  提高海洋观测科技领域国际竞争力。海洋观测科技领域是当前国际海洋竞争的焦点,发达沿海国家在该领域积极谋篇布局,以巩固竞争优势,保持领先地位。强化海洋观测能力建设,赶超国际领先水平,谋取海洋观测科技领域国际竞争领导者地位,是我国相关国家战略实施的重要目标之一,“透明海洋”建设为实现这一目标提供了重要抓手。通过实施“透明海洋”科技创新工程,针对我国海洋观测科技领域短板,瞄准国际先进水平,集聚人财物资源,强化政策扶持,争取在较短的时间内突破一批关键技术难题,解决一些重大海洋科学问题,以点带面,逐步实现海洋观测科技领域的全方位发展,培育形成国际竞争优势,使我国成为该领域科技强国。

  (作者单位:中国海洋大学海洋发展研究院)