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“透明海洋”工程助力我国“领跑”全球海洋科技

实现三个国际第一,两项技术打破国外垄断
2017-12-26 14:37:31   作者:张颖辉   来源:本站原创   点击:
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       本报讯(记者 张颖辉)“‘透明海洋’科技创新工程自2014年实施以来,取得了阶段性成绩,包括4000米深海自沉浮式剖面探测观测浮标(Argo)在内的两项技术填补了国内空白,实现了三个国际第一,两项技术打破了国外垄断……”12月25日,在山东省政府新闻办召开的新闻发布会上,省科技厅巡视员徐茂波、海洋科技处处长孙高祚,青岛海洋科学与技术国家实验室学术委员会秘书长潘克厚,青岛海洋国家实验室教授陈显尧介绍了我省“透明海洋”科技创新工程的有关情况并回答记者提问。


       “‘透明海洋’科技创新工程是一个集信息感知、通讯、分析和应用于一体的综合科学工程,由观测体系、技术体系、认知体系、预报体系和服务体系组成。通俗来讲,‘透明海洋’就是通过一系列科学手段实现目标海域的‘看得清,查得明,报得准’。”徐茂波介绍,该工程是响应海洋强国战略需求提出的一项系统性、长期性工程,是落实习近平总书记指示要求的具体举措,对于推动我国海洋科技创新从“跟跑者”向“并跑者”“领跑者”转变,推动我省培育新动能、发展新经济,提升海洋科技和产业竞争力具有重要意义。工程由省科技厅于2014年全面启动实施,青岛海洋科学与技术国家实验室为项目承担方。
       徐茂波介绍,自“透明海洋”科技创新工程实施以来,省科技厅积极做好“透明海洋”科技创新工程的顶层设计,不断创新科研项目管理模式,首次面向社会公开招标确定科研团队,支持项目承担方——青岛海洋国家实验室设计完善“透明海洋”工程规划方案,按照科技体制改革的要求创新思路和举措,强化海洋各优势力量的协同创新,以少量项目资金撬动了大量项目、科技资金投入。据青岛海洋国家实验室不完全统计,“透明海洋”工程相关课题获得了超过6亿元科技资金支持。
       经过努力,“透明海洋”科技创新工程至目前取得了阶段性成绩。
       其中,在突破关键技术方面,两项技术填补国内空白——成功研制出4000米深海自沉浮式剖面探测观测浮标(Argo),填补了国内剖面循环探测技术方面的空白;成功研制了4000米海深电磁采集站,填补了我国在深海电测探测方面的空白,使我国成为美、德、日之后第四个有能力在水深超过3000米上海域进行海上电磁场测量和研究的国家。实现了三个国际第一——成功完成对世界上最大规模的区域海洋潜标观测网—南海潜标观测网的维护及扩充,在国际上首次实现了对蕴含丰富多尺度动力过程的南海深海盆的全面覆盖及完整监测。构建了国际上第一个马里亚纳海沟长期连续海洋科学综合观测网,为我国深海研究的发展迈出了坚实的一步。此外,还发布了我国首个西太平洋深海潜标数据系统,创造了国内外有明确文献记录的实时获取深海数据最长工作时间,标志着我国深海探测和科学研究能力稳步提升。两项技术打破国外垄断——自主研发的7000米级“白龙”浮标成功布放于中印度洋海盆,实现数据上传全球电信系统(GTS)全球实时共享,打破了美国等发达国家的技术垄断。同时,率先建立了全球高分辨率海浪—潮流—环流耦合模式,打破了海洋环境预报和海洋动力过程研究对欧美发达国家的依赖。
       项目的实施还加速了观测装备国产化。开展了面向海洋中尺度涡国内最大规模的海洋智能装备立体组网观测,所用设备均为我国自主研发的新型海洋装备,集中展示了我国自主研发高端海洋观测装备的海洋多学科立体综合组网观测水平。这是“透明海洋”科技创新工程实施和体系建设成果的体现,标志着我国在深远海观测技术发展及深海组网观测研究方面已经走到了世界前沿。
       “透明海洋”实施以来,还取得了重大理论突破。在小尺度混合与能量传递、中尺度涡、大洋西边界流、全球变暖减缓特征及机制等方面取得了一批具有国际引领性的研究成果,连续在国际权威期刊《自然》《科学》系列顶级学术期刊发表文章,显著提升了我国在海洋研究、海洋活动、海洋经济发展等方面的国际影响力和话语权。

延伸阅读
省科技厅:深入实施“透明海洋”工程,引领支撑新旧动能转换
       对于“透明海洋”科技创新工程下一步的发展,徐茂波表示,我省前期已围绕“透明海洋”开展了许多重要工作,从某种程度上说,我国已在世界范围内领跑“透明海洋”工程建设。下一步,省科技厅将以技术突破和理论创新推动“透明海洋”工程从大陆架海、中国海,向西太平洋—印度洋以及南大洋和两极推进,继续为海洋经济社会持续发展拓展战略空间。
       一是深入实施“透明海洋”科技创新工程,努力争取国家科技重大专项支持。全力支持青岛海洋国家实验室围绕“透明海洋”这一重大战略任务开展科技攻关,构建完善“以重大任务为驱动,以大科学平台为支撑”的海洋观测、机理研究和模拟预测相互融合的协同创新机制,聚焦形成海洋关键设备的自主研发技术、构建“两洋一海”观测预测系统、建立具有国际水平的新型海—气前沿交叉学科体系、建立3—5个世界一流的深海研究创新团队等核心任务,打造深远海基础前沿研究、关键技术研发、系统观测探测和资料开放共享等深度融合的综合性大科学平台,统筹集聚各方资源,发挥协同创新优势,推动我国透明海洋、智慧海洋、安全海洋建设不断取得新成就。
       二是加快推动“透明海洋”工程成果转化。基于近年来项目实施各方建立的技术基础,在青岛蓝色硅谷打造以总装设计、功能模块、核心装备为三大核心技术群的科技产业园,培育孵化一批海洋高新技术企业,支持科技成果自主协议定价,自主转让、许可或者作价投资,鼓励各类民间资本加入,促进海洋工程装备集群化和规模化发展。
       三是将“透明海洋”与大数据、互联网+、人工智能2.0等国家和区域重大战略深度融合,推动海洋环境大数据和智能超算融合,结合超算中心建设,围绕超高精度海洋系统模拟对超算的具体需求,加快建立完善海洋预测预报系统,服务气象预报、浒苔治理、航道安全等海洋经济发展,引领支撑我省新旧动能转换和经济文化强省发展。

发布会直击
“透明海洋”工程如何推动国家实验室建设?
       “透明海洋”科技创新工程对促进国家实验室建设发展起到了哪些作用?针对记者提出的这一问题,青岛海洋科学与技术国家实验室学术委员会秘书长潘克厚表示,承担实施“透明海洋”专项促进青岛海洋国家实验室建设主要体现在以下四个方面:
       一是通过稳定支持,青岛海洋国家实验室确定了将“透明海洋”科技创新工程作为重大战略任务和首批启动的重大科技专项,以“透明海洋”重大任务为牵引,通过人员双聘制、知识产权共有等“形散神不散”的机制设计,汇聚整合相关学科优势力量,服务国家战略,初步解决了创新资源重复、分散、封闭的问题。
       二是青岛海洋国家实验室统筹国内外优势创新力量,突破了一批海洋观测与探测关键技术瓶颈,率先掌握能形成先发优势、引领未来发展的颠覆性技术,打造透明海洋观测平台,确保国家海洋环境安全保障领域技术领先、自主、可控,推动海洋领域世界前沿重大科学问题的解决,为海洋强国战略提供科技支撑,为21世纪海上丝绸之路提供环境保障。
       三是在“透明海洋”科技创新工程牵引带动下,青岛海洋国家实验室设立“海上丝路”国际合作专项,在“海上丝路”周边国家合作建立观测台站,重点在事关国家未来发展关键海域,开展固定断面调查,形成系统调查数据;在澳大利亚建设国际南大洋研究中心,汇聚全球力量实施“透明南大洋”和“透明印度洋”。推动全球海洋院所领导人峰会例会化,设立“全球海洋观测合作战略联盟”议题,发起“海上丝路”等国际海洋大科学计划,逐步确立在全球海洋科技发展的核心地位。
       四是青岛海洋国家实验室充分发挥了作为国家战略科技力量的作用,汇聚全国乃至全球涉海院、校、所等各方科研力量,形成科研合力,开展协同攻关,通过组织实施“透明海洋”重大科技创新工程建立了海洋协同创新模式。不同海洋科研机构发挥各自优势,合力办大事。2017年,组织实施了蛟龙号试验性应用航次第二航段南海深潜科考任务和大规模的多学科立体组网观测,是国内海洋科技力量协同攻关的有力示范,为预测系统的建立奠定了良好基础。
       依托“透明海洋”科技创新工程,青岛海洋国家实验室在体制机制创新、开放性科学研究、凝聚海内外高层科研人才、催生科研成果、促进转化带动区域经济发展方面不断创新,锻炼了队伍,凝聚了力量,为今后的快速发展积累了经验。


突破关键技术,“透明海洋”致力改善民生
       “透明海洋”科技创新工程的一项重要功能就是开展海洋科技基础性、公益性的关键技术研究和突破,致力于解决影响和改善民生的重大问题。“透明海洋”科技创新工程对改善民生能起到什么作用?
       青岛海洋国家实验室教授陈显尧在回答记者提问时举例,近年来,由大型绿藻浒苔形成的绿潮在南黄海连年暴发,长达10年之久,对山东、江苏沿岸的旅游业和海水养殖业造成了巨大危害,社会关注度极高。每年夏季,受绿潮影响的地区,政府部门都需要投入大量人力、物力,对沿海一线绿藻进行收集、打捞和处理。“透明海洋”科技创新工程取得的一个重要成果,就是构建了渤黄东海高分辨率精细化短期预报系统。该系统的重要创新功能是根据卫星遥感反演的浒苔生物量和其他观测数据,建立了浒苔漂移的短期预报,可以实现对一周内浒苔的漂移路径及覆盖范围的定量预报。2016年,应用该系统获得的预报结果,多次与实测对比显示该系统的预报结果精度较高,成为青岛市政府应对浒苔灾害的重要参考。
       2017年,该系统进一步应用到黄海浒苔的预警预测中,基于系统预报的浒苔漂移路径及覆盖范围影响,有关单位向青岛市政府提出在浒苔漂移过程中对关键区域进行先期打捞拦截,减缓了浒苔大范围侵入青岛沿海,从而降低了灾害损害强度,保证了沿海居民生产生活安全,促进沿海社会可持续发展。


“透明海洋”如何促进新旧动能转换和海洋强省建设?
       “透明海洋”工程将会在哪些方面能有效促进我省加快新旧动能转换和海洋强省建设?
       省科技厅海洋科技处处长孙高祚在回答记者提问时表示,山东是一个海洋大省,海岸线长达3345公里,海洋资源丰富,海洋科技实力国内领先,海洋是山东的优势所在、希望所在。组织实施“透明海洋”科技创新工程,就是着力构建从基础研究、前沿技术到工程化开发的海洋科技创新链,通过源源不断的提供高水平科技供给,不断增加我省经济创新力和竞争力,支撑引领山东新旧动能转换和海洋强省建设。展开来说,主要体现以下三个方面。
       一是“透明海洋”科技创新工程为山东经济全面发展提供战略支撑。首先,“透明海洋”可以及时反映近海以及远洋海洋资源开发状况和开发潜力信息,为实现海水养殖、远洋渔业等合理有序开发提供科学依据。其次,“透明海洋”可以及时提供海洋的环境和气候信息,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。此外,“透明海洋”可以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。
       二是“透明海洋”科技创新工程产生新技术、形成新动能,将会带动我省海洋观测、海洋工程装备、海洋油气资源开发等产业转型升级。以海洋观测装备产业为例,“透明海洋”科技创新工程组织实施以来,海洋观测装备产业取得了一批具有世界先进水平的高技术成果,初步具备了关键海洋观测传感器技术装备的研发与生产能力,下一步要依托青岛海洋国家实验室重大创新平台,加快建立以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系,力争突破海洋观测装备产业发展的技术瓶颈,推动海洋观测装备产业结构优化升级,培育发展一批高技术中小企业,缩小与发达国家在该领域的差距。
       三是“透明海洋”科技创新工程促进了科技与经济深度融合,加快了海洋大数据、深海生物资源开发、海洋可再生能源等战略性新兴产业形成。目前青岛海洋国家实验室已联合北京大学、清华大学、山东大学、国家超级计算济南中心和浪潮集团等单位组建了智能超算与大数据联合实验室,对海量、多源、异构的海洋调查大数据、观测大数据、计算大数据和网络大数据进行快速及时地分析处理,逐步完善实现面向个性化服务的海洋大数据系列产品,支撑海洋大数据服务产业的健康良性发展,将对促进我省海洋经济发展具有长远的战略意义和产业价值。
       为加快“透明海洋”科技创新工程科技成果转化,省科技厅和青岛海洋国家实验室已形成有关规划方案,在青岛蓝色硅谷筹划建设海洋大数据产业园、海洋高端装备产业园等特色产业园,加速形成以海洋信息、海洋高端装备产业龙头企业为核心的高端新兴产业集群,引领支撑经济全面创新发展。


各方协同创新,推动“透明海洋”工程实施
       青岛海洋科学与技术国家实验室学术委员会秘书长潘克厚在回答记者提问时表示,“透明海洋”科技创新工程实施以来,青岛海洋国家实验室统筹国内外优势创新力量,将“透明海洋”科技创新工程作为重大战略任务部署,构建了多个公共科研平台。
       一是建成具有国际影响力的科学考察船共享平台并执行多次如“万米深海行动计划”“蛟龙号共享潜次”等多项共享任务,全力推进全球第三艘大洋钻探船建设,促进人类深海认知进程;
       二是建成全球海洋科研领域最快的高性能科学计算与系统仿真平台,同时还积极争取E级超算建设,并充分发挥大科学平台优势,整合多方资源,联合北京大学、清华大学、山东大学、浪潮集团、国家超级计算济南中心、国家超级计算无锡中心、中国电信和中国教育网等多家单位,通过各领域协同创新,将使超级计算技术迈向历史的新纪元。为构建人类命运共同体贡献中国方案,为推动全球海洋治理体系变革贡献中国智慧。
       三是青岛海洋国家实验室高度重视与海外科研机构的合作交流,强强联合澳大利亚、美国等海洋强国在全球范围内建设综合海外研究中心,开展协同攻关。并以观测探测核心技术装备国产化为重点,逐步构建覆盖全球的高分辨率立体观测系统,发展水下环境信息精细化预报体系,助力实现关键海区环境信息透明化。
(记者 张颖辉)