2014年度中国海洋与湖沼十大科技进展揭晓

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时间:2015-01-04  来源:文本大小:【 |  | 】  【打印

    日前,中国海洋湖沼学会公布了2014年度中国海洋与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年度中国海洋与湖沼十大科技进展

(排名不分先后)

 

  

 进展简述

 海洋环流与全球变化研究领域取得重要进展 近十几年来,虽然温室气体排放仍然加速上升,地球气候系统在持续吸收热量,但是全球表面却呈现增暖减缓甚至停滞的趋势。观测数据分析发现太平洋上层海洋热含量(0-1500米)在过去15年并没有显著增加,而主要发生在北大西洋和南大洋的向深层的热量输送,其核心机制是盐度上升导致表层暖水下沉;海面吸收的热量如何分配主要取决于海洋与气候系统的内部动力学过程,将决定未来气候变暖减缓可能持续的时间。此外,研究人员提出中尺度涡通过在等密度面上形成闭合等位涡线携带水体一起运动的物理机制,指出该输运在量级上与大尺度环流输运是可比的、且空间分布互补,在全球大洋的输运过程中扮演着关键性角色,并可以在全球范围内造成可观的气候变异。上述成果先后在《Science发表,并被多家国际知名杂志与媒体评论。
 研究发现光滑洋壳俯冲更易于引发灾难性大地震 板块汇聚边界的俯冲带大断层可产生对人类毁灭性的地震和海啸,其中俯冲断层强度与地震活动性的关系一直是科学家开展危险性分析和减灾设防工作重要依据。传统观点认为粗糙板块(如海山)俯冲会造成强断层并引发大地震,而该研究却给出了截然相反的观点。而依靠全球多个俯冲带实测热流数据,研究人员首次发现有大地震发生的俯冲断层较蠕变滑动的俯冲断层强度更弱,并提出俯冲洋壳的粗糙程度控制着俯冲断层的强度及地震活动性,光滑的俯冲洋壳导致更弱的断层并可产生大的地震。该研究成果为认识大地震发生的地质条件提供了崭新的思路,对了解俯冲断层大地震的物理机制与地震和海啸的防灾减灾工作有重要作用,相关研究成果在《Science》上发表。 
 “科学”号海洋科学综合考察船正式首航,我国深远海调查和研究能力取得突破。 48日,国家重大科技基础设施——“科学号海洋科学综合考察船首航,赴西太平洋执行中院海洋先导科技专项热液调查任务,成功在冲绳海槽区域发现活跃的热液喷口,并利用深海ROV对热液喷口近海底进行了现场原位观测和取样分析,对深海极端环境生态和生命过程进行了探索,获得了太平洋西边界流海域海洋环流结构的长时序连续观测数据,为深入探索和揭示西太平洋主流系三维结构、变异机理及其对西太暖池和ENSO的影响提供了重要科学依据,标志着我国海洋科学考察和深海大洋研究能力取得突破。《Nature》两次报道和评述科学号海洋科学考察船。另外,科学号海洋科学考察团队成功入选中央电视台2014年度《科技盛典》科技创新团队。
 建立我国首套海岛海岸带遥感信息分类体系 成功突破南沙岛礁高分辨率卫星专题信息处理与解译、复杂海岸线长度和海岛面积高分辨率卫星遥感影像调查量测、高分辨率SAR和亚米级光学影像协同识别岛礁、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低潮线提取等关键技术,卫星遥感达到1:5万以上比例尺,航空遥感达到1:1万比例尺。共制作正射影像图4581幅、要素信息专题图23693幅;编撰出版技术规程2部、技术专著1部、高分辨率卫星遥感和航空遥感影像图集5部;制作了高清《角力南沙》专题片,极大提升了对我国近海海洋自然环境要素的时空分布的认识,为国家宏观决策、海洋经济建设、海洋行政管理、海洋安全保障和海洋科学技术研究提供有效的支撑和服务。
 查明水母生活史,并揭示中国近海水母爆发重要原因 国家973项目中国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进展。水母生活史包括水母体和水螅体两个阶段,水母体可以自由游动并进行有性繁殖,而水螅体大规模地生存在海底,可以存活数年并通过横裂生殖释放水母。水母暴发的一个重要因素是水螅体阶段生活史策略的改变。研究表明,底层海水温度对水母暴发起至关重要的作用,底层温度在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,这也是影响水母暴发的一个重要原因。相关研究成果被《Nature》报道。
 首次实现内陆湖泊水体颗粒有机碳遥感估算 颗粒有机碳(POC)是水体碳循环和生态系统中最容易沉淀和变化的部分,它在隔离碳和联系生物传递中的化合物中的作用尤为重要。该研究利用长江中下游56个湖泊的大量实测数据,分析了POC的来源、组成及其与生物传递过程的联系,深入剖析了POC与水体光学特性之间的内在关系,建立了基于Aqua/MODIS卫星数据的具有较高精度、较强适用性的POC 浓度反演算法,重构了长江中下游湖泊群2003-201310余年间POC浓度的时空分布情况,为内陆水体碳循环研究提供了长时间尺度信息,进一步拓展了遥感在水体碳循环中的应用。相关成果发表在环境类著名刊物《Environmental Research Letters
 东海区重要渔业资源可持续利用关键技术研究与示范取得重要成果 东海区海域辽阔,是我国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国的40%-50%,在我国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,确定了我国在东海的鱼源国主体地位,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、科学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学依据。成果突破了12项关键科学技术,筛选出增殖放流种类18个,研发新工艺、新技术或新装置等32项,获授权发明专利22项、实用新型专利28项。
 海洋钢结构浪花飞溅区复层矿脂包覆防腐技术获突破 目前,我国每年由于海洋腐蚀造成的经济损失巨大,按照国际惯例腐蚀损失占GDP3%-5%来计算,2013年我国因腐蚀造成的直接经济损失至少20,000亿元。国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学保护,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种新型包覆防腐技术-复层矿脂包覆技术,具有防腐效果优异、施工方便、可带水作业、对基材表面处理要求低等优点,特别适合于在现役海洋钢铁设施。采用该技术对海洋钢结构浪花飞溅区进行保护,不但能延长钢结构的维修周期,节省昂贵的维修保养费用,确保生产正常进行,而且还能大幅延长钢铁设施的使用寿命。
 国产“海马号”无人遥控潜水器(ROV)通过4500米海试验收 2月至4月,海马号无人遥控潜水器(ROV)圆满完成南海3个海试航段共17次下潜作业,其中3次下潜到南海中央海盆4500米海底,最大潜深4502米,成功开展了与水下升降装置联合作业、海底观测网扩展缆模拟布放、海底标志物布放、海底沉积物取样、热流探针试验、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,达到了国外同类ROV的技术水平,通过了863计划海洋技术领域组织的海上验收。
 国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,我国科学家搭载科学号海洋科学综合考察船,在热带西太平洋西边界流关键海域成功布放18套大型深海潜标和160个卫星定位表层漂流浮标,这也是国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学观测网初步构建完成。通过潜标阵列对西边界流和赤道流系流量和流速及其结构开展长时序连续观测,有望为系统、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学问题,提供国际上前所未有的科学数据。

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