2014年度中國海洋與湖沼十大科技进展揭晓

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時間:2015-01-04  來源:文本大小:【 |  | 】  【打印

    日前,中國海洋湖沼學會公布了2014年度中國海洋與湖沼十大科技进展评选情况,“海洋环流与全球变化研究”等10个领域重要成果入选。

2014年度中國海洋與湖沼十大科技进展

(排名不分先後)

 

  

 進展簡述

 海洋環流與全球變化研究領域取得重要進展 近十幾年來,雖然溫室氣體排放仍然加速上升,地球氣候系統在持續吸收熱量,但是全球表面卻呈現增暖減緩甚至停滯的趨勢。觀測數據分析發現太平洋上層海洋熱含量(0-1500米)在過去15年並沒有顯著增加,而主要發生在北大西洋和南大洋的向深層的熱量輸送,其核心機制是鹽度上升導致表層暖水下沈;海面吸收的熱量如何分配主要取決于海洋與氣候系統的內部動力學過程,將決定未來氣候變暖減緩可能持續的時間。此外,研究人員提出中尺度渦通過在等密度面上形成閉合等位渦線攜帶水體一起運動的物理機制,指出該輸運在量級上與大尺度環流輸運是可比的、且空間分布互補,在全球大洋的輸運過程中扮演著關鍵性角色,並可以在全球範圍內造成可觀的氣候變異。上述成果先後在《Science發表,並被多家國際知名雜志與媒體評論。
 研究發現光滑洋殼俯沖更易于引發災難性大地震 板塊彙聚邊界的俯沖帶大斷層可産生對人類毀滅性的地震和海嘯,其中俯沖斷層強度與地震活動性的關系一直是科學家開展危險性分析和減災設防工作重要依據。傳統觀點認爲粗糙板塊(如海山)俯沖會造成強斷層並引發大地震,而該研究卻給出了截然相反的觀點。而依靠全球多個俯沖帶實測熱流數據,研究人員首次發現有大地震發生的俯沖斷層較蠕變滑動的俯沖斷層強度更弱,並提出俯沖洋殼的粗糙程度控制著俯沖斷層的強度及地震活動性,光滑的俯沖洋殼導致更弱的斷層並可産生大的地震。該研究成果爲認識大地震發生的地質條件提供了嶄新的思路,對了解俯沖斷層大地震的物理機制與地震和海嘯的防災減災工作有重要作用,相關研究成果在《Science》上發表。 
 “科學”号海洋科學综合考察船正式首航,我國深远海调查和研究能力取得突破。 48日,國家重大科技基礎設施——“科學号海洋科學综合考察船首航,赴西太平洋执行中院海洋先導科技專項熱液調查任務,成功在沖繩海槽區域發現活躍的熱液噴口,並利用深海ROV對熱液噴口近海底進行了現場原位觀測和取樣分析,對深海極端環境生態和生命過程進行了探索,獲得了太平洋西邊界流海域海洋環流結構的長時序連續觀測數據,爲深入探索和揭示西太平洋主流系三維結構、變異機理及其對西太暖池和ENSO的影响提供了重要科學依据,标志着我國海洋科學考察和深海大洋研究能力取得突破。《Nature》兩次報道和評述科學号海洋科學考察船。另外,科學号海洋科學考察团队成功入选中央电视台2014年度《科技盛典》科技創新團隊。
 建立我國首套海岛海岸带遥感信息分类体系 成功突破南沙島礁高分辨率衛星專題信息處理與解譯、複雜海岸線長度和海島面積高分辨率衛星遙感影像調查量測、高分辨率SAR和亚米级光學影像协同识别岛礁、基于直线特征的点云数据与航空遥感影像的直接配准、机载LiDAR低潮線提取等關鍵技術,衛星遙感達到1:5萬以上比例尺,航空遙感達到1:1萬比例尺。共制作正射影像圖4581幅、要素信息專題圖23693幅;編撰出版技術規程2部、技术專著1部、高分辨率衛星遙感和航空遙感影像圖集5部;制作了高清《角力南沙》专题片,极大提升了对我國近海海洋自然环境要素的时空分布的认识,为國家宏观决策、海洋经济建设、海洋行政管理、海洋安全保障和海洋科學技术研究提供有效的支撑和服务。
 查明水母生活史,并揭示中國近海水母爆发重要原因 國家973項目中國近海水母暴发的关键过程、机理及生态环境效应研究取得重要進展。水母生活史包括水母體和水螅體兩個階段,水母體可以自由遊動並進行有性繁殖,而水螅體大規模地生存在海底,可以存活數年並通過橫裂生殖釋放水母。水母暴發的一個重要因素是水螅體階段生活史策略的改變。研究表明,底層海水溫度對水母暴發起至關重要的作用,底層溫度在10-15时,海月水母、沙海蛰的水螅体均可释放水母体,温度变化是影响水母水螅体生活史策略改变的关键环节。海底生物群落是影响水母水螅体数量变化的重要生物控制因素,海岸带工程、富营养化、低氧区等环境因素在很大程度上是通过改变底栖生物群落而对水母暴发产生影响的。此外,黑潮和长江冲淡水的博弈是影响水母水螅体发育的重要环节,這也是影响水母暴发的一个重要原因。相关研究成果被《Nature》報道。
 首次實現內陸湖泊水體顆粒有機碳遙感估算 顆粒有機碳(POC)是水體碳循環和生態系統中最容易沈澱和變化的部分,它在隔離碳和聯系生物傳遞中的化合物中的作用尤爲重要。該研究利用長江中下遊56個湖泊的大量實測數據,分析了POC的來源、組成及其與生物傳遞過程的聯系,深入剖析了POC与水体光學特性之间的内在关系,建立了基于Aqua/MODIS衛星數據的具有較高精度、較強適用性的POC 濃度反演算法,重構了長江中下遊湖泊群2003-201310余年間POC濃度的時空分布情況,爲內陸水體碳循環研究提供了長時間尺度信息,進一步拓展了遙感在水體碳循環中的應用。相關成果發表在環境類著名刊物《Environmental Research Letters
 東海區重要漁業資源可持續利用關鍵技術研究與示範取得重要成果 东海区海域辽阔,是我國海洋渔业资源最丰富、生产力最高的海区之一,长期以来海洋捕捞总产量占全國的40%-50%,在我國海洋渔业中起着举足轻重的作用。该成果全方位开展了东海重要渔业资源调查评估,确定了我國在东海的鱼源國主体地位,认知了主要渔场生态系统结构功能,掌握了重要渔业资源变化规律,并研发了渔业资源利用能力和渔场环境数字化监测评估系统,为制定积极稳妥的利用政策、科學合理的养护政策以及涉外海域的渔业谈判等提供了重要科學依据。成果突破了12项关键科學技术,筛选出增殖放流种类18個,研發新工藝、新技術或新裝置等32项,获授权发明專利22项、实用新型專利28項。
 海洋鋼結構浪花飛濺區複層礦脂包覆防腐技術獲突破 目前,我國每年由于海洋腐蚀造成的经济损失巨大,按照國际惯例腐蚀损失占GDP3%-5%來計算,2013年我國因腐蚀造成的直接经济损失至少20,000亿元。國内对于海洋钢铁设施大气区通常采用涂料保护,海水全浸区主要采用电化學保护,但在钢铁腐蚀最为严重的浪花飞溅区部位,到目前为止并未有成熟、经济的长效防护方法。该成果研究开发出1種新型包覆防腐技術-複層礦脂包覆技術,具有防腐效果優異、施工方便、可帶水作業、對基材表面處理要求低等優點,特別適合于在現役海洋鋼鐵設施。采用該技術對海洋鋼結構浪花飛濺區進行保護,不但能延長鋼結構的維修周期,節省昂貴的維修保養費用,確保生産正常進行,而且還能大幅延長鋼鐵設施的使用壽命。
 國产“海馬號”無人遙控潛水器(ROV)通过4500米海试验收 2月至4月,海馬號無人遙控潛水器(ROV)圓滿完成南海3個海試航段共17次下潛作業,其中3次下潛到南海中央海盆4500米海底,最大潛深4502米,成功開展了與水下升降裝置聯合作業、海底觀測網擴展纜模擬布放、海底標志物布放、海底沈積物取樣、熱流探針試驗、OBS布放、飞机黑匣子模拟打捞等一系列深海作业试验,在可靠性、稳定性和适应性方面已满足实用化海洋设备的要求,达到了國外同类ROV的技術水平,通過了863計劃海洋技術領域組織的海上驗收。
 國际上首次在热带西太平洋大规模布放深海潜标阵列 8月至10月,我國科學家搭载科學号海洋科學综合考察船,在热带西太平洋西边界流关键海域成功布放18套大型深海潛標和160个卫星定位表层漂流浮标,這也是國际上首次在该海域开展大型潜标集中布放,标志着热带西太平洋科學观测网初步构建完成。通過潛標陣列對西邊界流和赤道流系流量和流速及其結構開展長時序連續觀測,有望爲系統、定量化研究热带西太平洋海洋环流对暖池变异的影响、深层环流特征及与大尺度环流的关系、以及深层水体混合及其对环流变异的影响等重大科學问题,提供國际上前所未有的科學数据。

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