院士建言全球海洋立体观测与装备技术发展

作者:记者 高悦   来源:中国海洋报   发布时间:2019-09-05 14:36:28   [打印本页] [关闭窗口]

  9月2日,第296场中国工程科技论坛在黑龙江省牡丹江市召开。包括8位中国工程院院士在内的60余名专家学者参会,为提高我国天基海洋观测技术水平、促进全球海洋立体观测与装备技术发展把脉献策。

  本次论坛以“面向2035的天基海洋观测技术”为主题。论坛上,多位中国工程院院士就海洋生态环境观测、“天空海一体”海洋环境监测系统、南海生物多样性保护、数值模拟技术、深海采矿等主题作主旨报告,为发展海洋观测技术提供前沿技术借鉴。

  建立“三位一体”发展新格局

  科技是国家强盛之基,创新是民族进步之魂。中国工程院院士潘德炉认为,面向2035年,要以支撑海洋强国建设为目标,针对发展海洋经济、开发深远海资源、拓展生存和发展空间、维护国家海洋权益的战略需求,构建“具备自主海洋装备研发能力、增强海洋资源开发能力、建立海洋安全和战略利益的技术保障体系”三位一体的海洋工程科技发展新格局。

  近年来,中国工程院和国家自然科学基金委员会联合组织开展了“中国工程科技2035发展战略研究”,旨在充分发挥科技引领作用,促进我国工程科技更好地服务于经济社会发展。其中,多个涉海项目入围。

  潘德炉介绍,2035年,我国海洋工程科技发展的总体目标为:海洋装备技术基本自主化,初步建成全球海洋环境智能监测能力和经略海洋的全球海洋环境安全保障网络体系;获得合理的海洋空间资源,海产能源、海洋生物资源勘查和开发能力覆盖深海及远洋,海水资源和海洋能综合利用初步形成产业化规模,海洋经济和产业规模大幅提升。

  “促进我国海洋工程科技发展,要突出创新驱动作用。”潘德炉表示,突出创新驱动,根本在于增强自主创新能力。要发展具有自主知识产权的海洋装备,提高海洋技术自主创新能力;建立以“信息化、服务化、智能化”为主要特征的海洋综合管理服务保障系统(智慧海洋),为海洋经济发展、国家海洋安全和海洋生态环境保护提供服务,逐步实现海洋信息服务的产业化。

  突出创新驱动,目的在于形成新的经济增长点。要发展海洋经济,在海底资源海洋生物资源、海水和海洋能资源等方面形成全方位的勘查和开发能力,打造蓝色经济的支柱产业。

  未来遥感发展在海洋

  “未来遥感发展的重中之重是海洋。”中国工程院院士姜景山表示,当前,我国海洋科技发展势头良好,科技队伍逐渐成熟,我们要抓住发展机遇,升华“空间海洋”理念,建立“天空海一体”海洋环境监测系统。

  “‘空间海洋’的‘空间’包含了卫星轨道、平流底层、航空遥感飞行空间及无人机活动范围直至地表(海洋)。‘空间海洋’研究就是在这一范围的不同平台对海洋(海底)进行感知和研究。”在姜景山看来,“天空海一体”海洋环境监测系统是在结合卫星、飞艇、飞机、无人机、船舶、无人航行器、潜航器、浮标、水下感知网等构成“天空地海”综合信息获取系统的基础上形成的,是一个多维度立体海洋环境综合监测网络,可以实现对海洋环境实时监测的目标。

  “建设‘天空海一体’海洋环境监测系统,对促进海洋感知技术发展、防灾减灾和海洋科学研究具有重要作用。”姜景山说。

  促进南海岛礁可持续发展

  “南海岛礁要做到适宜居住、适宜生产、天然发育,达到保护生态的目的,那就要解决两大难题——如何向天然发育海岛转化、怎样实现可持续发展?”中国工程院院士张偲认为,要实现南海岛礁可持续发展,需要进一步认识南海岛礁自然演替和岛礁可持续发展机制。究其核心,是实施生态恢复工程。

  张偲表示,生态恢复后可以优化生物栖息地,促进生物多样性的保护。生物多样性水平提升后,又可以让生物群落结构进一步优化,可更好地促进生态恢复,从而实现良性循环。

  为此,他的团队在南海实施了最大规模珊瑚礁生态系统修复和岛礁生态恢复工程。为了验证工程效果,该团队在岛礁上进行了科学钻探,发现南沙岛礁整体上是稳定的。通过连续多年对40多个南海岛礁开展生态系统全面调查,验证了生态修复效果,阐释了淡水涵养新机制,研发了重腐蚀防护技术。其中,该团队在西沙群岛赵述岛开展示范研究,在两年时间里,珊瑚的覆盖率提高了20%以上。

  “生态恢复工程引来了大量海洋生物栖息繁衍,取得了显著的生态恢复效果,成为海洋生物的美好家园”。张偲说。

  为气候变化研究提供数据支撑

  “气象预报是海洋防灾减灾的重要组成部分,数值模拟技术的发展和天气气候预报准确率深刻影响着人类生活和经济社会发展。”中国工程院院士宋君强主要从事数值天气预报技术攻关和装备研制工作,是我国数值天气预报专家。

  近年来,宋君强担任多项临近空间环境预报技术研究项目的负责人,围绕开发利用临近空间对大气环境保障的新需求,解决了全球临近空间——对流层一体化预报模式和大气观测资料再分析等关键技术。

  据宋君强介绍,当前,全球数值模拟模式分辨率已达到10公里左右,全球数值天气预报进入了中尺度时代,但全球数值天气预报仍面临着高影响天气预报不准的挑战。

  宋君强建议,大力发展大气-海洋-陆面四维变分资料同化技术,加快构造大气海洋观测资料再分析数据系统,为气候变化研究、提高对大气和海洋的认知水平提供基础数据支撑。

  环保技术成关键

  深海大洋蕴藏着丰富的战略资源,其中最具商业开发前景的包括多金属结核、多金属硫化物等金属矿产资源,以及天然气水合物和生物基因资源。由于海底矿产资源总量丰富,丰度也比陆地矿产高,许多国家和跨国公司已积极投入深海勘探和开采技术的研发试验。

  “深海高技术装备产业是复杂的工程技术和严格的海洋环境保护需求高度融合的技术集合体,具有体系复杂、大载荷、多平台、高协同、高智能、绿色生态等技术特点。”谈及深海采矿技术发展带来的深远影响时,中国工程院院士李家彪表示,深海采矿技术研究是一项庞大复杂的系统性工程,对于促进深海科技发展具有重要作用。

  近年来,我国深海采矿技术不断取得新进展,但与西方发达国家相比还有差距,仍处于前期试验和技术积累阶段。李家彪认为,如何绿色环保地进行海底矿产开采,其相关的技术和工业流程,是未来深海采矿技术研究的关键问题。