“透明海洋”大科学计划,让海洋不再神秘

2019年10月17日22:39:12“透明海洋”大科学计划,让海洋不再神秘已关闭评论 39 views

从远古神话到宇宙飞船,人类从未停止对星辰大海的追寻。随着科技水平的不断提高,人类逐渐揭开了星空的神秘面纱,可我们却对近在身边的大海所知甚少。海洋深处究竟有着怎样神秘的世界?我们能不能让黑暗无边的大海变得透明?

由全国人大常委、海洋试点国家实验室主任委员会主任、中科院院士吴立新及其团队提出的“透明海洋”大科学计划将为我们揭秘深海谜团,让深海不再神秘。

“透明海洋”大科学计划,全面提升海洋观测探测能力

随着卫星遥感、大型潜浮标等海洋技术装备的发展,发达国家目前已形成了对全球上层海洋大尺度的信息实时获取能力,并开发出了业务化的海洋预测预报系统。

目前,在我国部分近海,借助岸站、浮标和区域海底实验观测网等观测平台,初步实现了海洋的“状态透明”,但是在开阔大洋区,仅有少量的船测及潜浮标观测,且大部分数据不能实时回传,无法做到“状态透明”(观测),也使得对海洋“过程透明”(机理)认识不足。

“透明海洋”大科学计划是围绕我国海洋环境综合感知与认知、资源开发与权益维护等国家重大需求,以“海洋物联网”技术为核心,面向全球海洋及重点海区的海洋环境与目标信息感知,实施“海洋星簇”、“海气界面”、“深海星空”、“海底透视”、“深蓝大脑”五大计划,提升我国在海洋环境观测预测、海洋权益维护等方面的科研能力和水平,支撑“海洋强国建设”。“透明海洋”大科学计划将为我国在海洋观测探测领域从跟跑、并跑到领跑的转变提供助力。

“透明海洋”大科学计划,让海洋不再神秘

“透明海洋”大科学计划概念图

五大科学计划,海洋观测探测全覆盖

“海洋星簇”计划的目标是通过研发具有自主知识产权的“观澜号”卫星,创新卫星遥感和组网技术,在国际上首次实现将主动微波扫描成像高度计+激光雷达水体剖面同步观测相结合的新体系,构建海洋从中尺度(10-100km)到亚中尺度(1-10km)、表面到海洋上层(500m)的天基观测系统,实现从空中将海洋看透明。

“透明海洋”大科学计划,让海洋不再神秘

海气界面计划的目标是发展海面智能移动和定点锚系平台的互连观测与探测技术,利用大型锚系海气观测浮标和漂流式海气观测浮标、滑翔器及无人船等移动观测平台,构建多手段、协同组网、高时空分辨率、网格化观测、数据实时通讯等功能于一体的海气交互观测试验系统,实现对海-气界面关键要素的高时空分辨率、高精度感知;具有水面/水下目标智能探测和自主潜器的操控能力。

“透明海洋”大科学计划,让海洋不再神秘

波浪滑翔器、白龙浮标

“透明海洋”大科学计划,让海洋不再神秘

漂流浮标、大型浮标阵列

“深海星空”计划的目标是通过研发深海智能浮标、深海Argo、长航程、大深度水下滑翔机、智能水下无人高速航行器等新型深海观测装备,构建智能通信、智能组网、智能探测的海洋物联网核心技术体系,使深海水体变透明。

“透明海洋”大科学计划,让海洋不再神秘

“海底透视”计划的目标是发展对海底环境及海底物质成分识别、海底背景和异常地球物理场探测重大前沿技术体系,形成海底观探测技术能力,建设以勘测海底过程、重塑海底环境、探测深海目标为目的的海底观测技术示范系统,为环境和目标的立体监测提供基础平台和技术系统。融合海底观测网、水下通讯、导航定位、智能充电、海底接驳等技术,构建从海底向水体的智能探测网。

“深蓝大脑”计划的目标是发展海洋高分辨率模拟器、人工智能与大数据技术,建设“海洋物联网”中枢系统,完成“海洋物联网”技术体系构架;研发智能超算与控制平台,建设全球亚公里级透明海洋智能模拟器,实现对未来透明海洋系统的智能自驱动、自发现和自演进。

“透明海洋”大科学计划,让海洋不再神秘

  

“透明海洋”成果显著,未来可期

“透明海洋”大科学计划实施4年来,成果显著。初步构建了对世界上最大规模的区域海洋潜标观测网——“两洋一海”潜标观测网,突破了潜标实时传输这一全球性难题,首次实现深海数据长周期稳定实时传输并共享应用;“白龙”浮标成功布放印度洋,数据上传GTS实现全球实时共享;国内最大规模海洋智能装备立体组网观测在南海成功进行;高分辨率“两洋一海”海洋-大气耦合预报系统研制成功并进入常态化预报。

吴立新这样描述“透明海洋”工程的未来:“科学家在实验室就能知道全球海洋正在发生的事情以及未来将要发生的事情,如海洋的温度变化、水声通道的变化、鱼群的变化等,并能做出预测,国家海洋利益拓展到哪里,‘透明海洋’工程就建设到哪里。

weinxin
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