海洋科学大数据共享与价值研究

大数据时代背景之下,随着海洋数据体量的快速积累和数据技术的迅猛发展,海洋科学数据高效管理和价值挖掘成为了重点课题之一.本文基于海洋科学大数据获取、存储、服务和管理的现状,分析了海洋科学大数据共享的技术问题和障碍,提出了海洋科学大数据共享服务的发展建议,以期为海洋大数据未来高效管理和可持续发展的理论与实践提供信息支撑.     

新一代海洋科学卫星的思考与展望

卫星遥感技术因其在海洋科学发展中的重要地位,已成为各国海洋研究的重要方向。本文以已实施的卫星计划为切入点,阐明了海洋科学卫星对海洋科学发展的重大推动作用,指出海洋遥感已进入科学卫星时代。针对当前海洋亚中尺度和近温跃层遥感观测的科学前沿需求,介绍了目前国际上正在实施的新一代科学卫星计划。重点围绕新一代海洋科学卫星的两大代表性载荷——干涉成像高度计和海洋激光雷达,回顾了测高技术和激光雷达技术的发展历程,展望了这两大载荷在亚中尺度海洋学、海洋跃层动力学和大数据海洋学领域的未来潜在应用,对中国海洋科学卫星未来的发展提供有益借鉴。     

南海开放共享航次关键科学问题的思考——从多尺度海洋动力学角度出发

南海是西太平洋最大的边缘海, 通过一系列的海峡与西太平洋和印度洋相联通, 其不同时空尺度的海洋环流动力过程及其生态环境效应是南海区域海洋学研究的重要内容。自20世纪50年代末全国第一次海洋普查开始, 我国对海洋调查的支持力度不断加大, 以科学考察船为代表的海洋科学观测平台建设不断加强; 进入新千年以来, 国内海洋科考船依托的各主要研究所和院校本着开放的理念, 先后组织多单位联合进行海上观测。尤其是最近10年, 国家自然科学基金委员会支持实施了船时共享航次计划, 进一步促进了国内海洋界的交流和合作, 南海区域海洋学的相关研究取得了很多重要的成果。从多尺度环流动力学的角度出发, 本文简要回顾了南海海洋观测的发展历程, 并初步总结了近些年来南海关键科学问题的研究进展, 包括南海和西太平洋的水体交换过程、南海中小尺度过程、多尺度相互作用及其生态环境效应等; 并且在现有的研究基础上, 对未来南海的观测和科学问题提出若干思考与展望。     

海洋开发与新的技术革命

人类开发利用海洋已有几千年的历史,由于受到生产条件和技术水平的限制,早期传统的海洋开发活动,大都是在沿岸或近海海域从事捕鱼、制盐、航运等。现代的海洋开发,是在第二次世界大战之后开始的。到七十年代初期,随着科学技术的不断进步和陆地资源的渐趋减少,人们越来越把未来的希望寄托在海洋开发上,海洋科学得到了空前的重视。国外有的学者竟把海洋技术与原子能和宇宙空间技术并列为当代的“三大尖端技术”。此后,在全世界范围内掀起了一个以开发大陆架石油和天然气资源的热潮。从此,海洋开发成为各国科学家和有识之士瞩目的重要问题,后来,人们又把海洋工程列为新技术革命的一个重要方面。下面我来具体谈淡。     

海洋灾害抵御与捕捞养殖管控的路径选择与科技策略

高效利用中国现有的海洋科技能力,针对海洋灾害与捕捞养殖管控现状及局限,以灾害抵御与捕捞管控为重点,探索中国海洋可持续发展新路径,对中国抓住国际海洋发展机遇,积极参与全球海洋生态治理行动具有重要的理论和现实意义。文章结合全球及中国的海洋灾害、捕捞养殖等历史数据,依据全球及中国发布各种海洋资源发展计划、宣言、决议等政策措施,在对全球及中国海洋生态治理进展、海洋灾害抵御与管控现状与背景进行全面论述的基础上,揭示了海洋灾害防御与捕捞管控存在的问题,并从系统研究、科技转化和国际合作等方面提出了科学发展战略和对策建议。     

海洋碳汇作用机理与发展对策

为应对全球性气候变化,提高对海洋碳汇的科学认知,文章介绍海洋碳汇及其碳循环模式,分析海洋碳汇面临的困境,并提出相关建议。研究结果表明:碳分为黑碳、褐碳、绿碳和蓝碳4种类型,其中蓝碳即海洋碳汇,即通过海洋固定和储存二氧化碳,是全球碳循环的重要机制;海洋碳汇由溶解度泵、生物泵和微型生物泵3种碳泵共同完成,其中依赖海洋微生物的微型生物泵储碳效率最高;海洋碳汇正面临生境基础退化和海洋酸化加剧的问题,未来应针对问题加强政策性管理和保护以及加强科学技术研究和实践。     

海洋生态调查在海域使用论证中的作用探究

党的十八大明确了推进生态文明建设、建设海洋强国的战略部署,对现阶段海域管理工作提出了新要求。海域使用论证作为海域管理的重要技术支撑,是贯彻落实生态文明建设,合理配置海域资源,实现科学用海、科学管海的重要抓手。海洋生态调查是海域使用论证的重要环节,高质量的海洋生态环境资料提升海域使用论证的科学性和权威性。新形势下,海洋生态调查也面临着新挑战,文章在分析海洋生态调查在海域使用论证中的地位和作用的基础上,结合新职责和新政策,提出今后海域使用论证中海洋生态调查的优化调整思路,即紧跟职责要求、聚焦生态系统调查、强化岸线资源调查、服务生态保护修复。     

基于海洋机器人的科学观测与实验系统研究现状与展望

海洋机器人具有观测范围大、作业灵活、机动性好、可控性强等突出优点,在海洋科学观测与海洋科学实验中发挥了重要作用,促进了物理海洋和海洋生物地球化学的发展。为阐明海洋机器人在海洋科学观测和实验中的应用情况,以水下滑翔机、自主水下机器人（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）和无人帆船3种典型的观测型海洋机器人为例介绍了海洋机器人在海洋科学观测中的应用现状;以原位采样与固定、原位培养与分析海洋机器人为例介绍了海洋机器人在海洋科学实验中的应用现状;最后结合未来海洋科学研究需求,从需求牵引的角度对基于机器人的科学观测与实验系统的发展趋势进行了展望。     

创一流所,办一流馆

创一流所，办一流馆周玉仙（国家海洋局第二海洋研究所，杭州，３１００１２）当今许多中外专家认为：“人类未来的希望在海洋”；“２１世纪是海洋开发利用的新世纪。为迎接海洋世纪的到来，我所海洋工作者提出：“发展高新技术，攀登科学高峰，为振兴海洋事业而奋斗；团...     

浅议未来海洋调查测量发展趋势

通过参加第18届国际海道测量大会的所见所闻,分析了以海洋调查船为测量平台的未来海洋调查的发展趋势,并对我国海洋调查测量的发展提出了思考和建议。未来我国的海洋调查应结合发展具有前瞻性的硬件平台和着眼大局的和谐软环境建设,提高海战场环境的建设能力。     

守初心耕海探洋七十载担使命披风踏浪砥砺行——中国科学院海洋研究所70年发展纪实

中国科学院海洋研究所是新中国第一个专门从事海洋科学研究的国立科研机构,她的70年光辉历程是我国海洋科技事业从无到有、从弱到强的发展缩影,是新中国海洋科学调查研究自主创新发展历程的真实写照。本文简要介绍中国科学院海洋研究所的主要发展历程,回顾70年来取得的主要科技成就,并围绕新形势下建设海洋大科学研究中心等改革发展举措,讨论和展望研究所的未来发展。     

对海洋科学的认识与实践

"热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响"是中国科学院海洋领域投入最大、参加人员最多的一个海洋科学先导项目,该项目使我们第一次有机会从海洋系统角度研究中国近海到西太平洋的一些海洋前沿问题。来自物理、化学、生物、地质和大气等不同学科的科学家们围绕共同的问题,在同一个区域、从不同方向开展协同研究。目前,海洋先导专项已在深海探索与研究、海洋能力建设、科考平台建设、技术队伍建设、科研与技术有机融合的体系建设和海洋前沿探索方面取得一系列突破,为全面、综合地开展深海资源的探测与近海生态安全研究奠定了重要基础。海洋先导专项更多系统性、有影响力的成果将在未来不断涌现出来。     

A review of the ocean science and technology partnership between US and Korea

In 2001, the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) and the Ministry of Maritime Affairs and Fisheries Integrated Coastal and Ocean Resources Scientific and Technical Arrangement was signed to pursue scientific and technical cooperation in integrated coastal and ocean resources management in the mutual interest of the participants. Over the last 6 years, the cooperation has been very beneficial, particularly for advancing marine science and management programs in Korea, such as Deep Sea Aquaculture, Sea Grant College Program, Marine Protected Areas, and Ocean Observations. The benefits to NOAA from the cooperation include Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis (DART) buoys, ocean and coastal observations, GEOSS program, and Global Program of Action. Also the cooperation has spillover effects on other ocean science and technological arrangement between US and Korea. This article reviews purpose, obstacles, and achievement of the cooperation and suggests recommendations for the future steps.     

Some progress on ocean data assimilation in China: Introduction of the special section “Ocean Data Assimilation”

<正>This special section is the scientific legacy of the 13th National Ocean Data Assimilation and Numerical Simulation Conference of China, which was held in Changsha, China during December 3–4, 2020 with more than 160 participants from 35 units in China. It continued a series of National Ocean Data Assimilation conferences which began in 2003,     

Securing blue wealth: The need for a special sustainable development goal for the ocean and coasts

The ocean regulates the global climate, provides humans with natural resources such as food, materials, important substances, and energy, and is essential for international trade and recreational and cultural activities. Together with human development and economic growth, free access to, and availability of, ocean resources and services have exerted strong pressure on marine systems, ranging from overfishing, increasing resource extraction, and alteration of coastal zones to various types of thoughtless pollution. Both economic theory and many case studies suggest that there is no “tragedy of the commons” but a “tragedy of open access”. With high likeliness, structures of open access are non-sustainable. International cooperation and effective governance are required to protect the marine environment and promote the sustainable use of marine resources in such a way that due account can be taken of the environmental values of current generations and the needs of future generations. For this purpose, developing and agreeing on one Sustainable Development Goal (SDG) specifically for the Ocean and Coasts could prove to be an essential element. The new SDGs will build upon the Millennium Development Goals (MDGs) and replace them by 2015. Ensuring environmental sustainability in a general sense is one of the eight MDGs but the ocean is not explicitly addressed. Furthermore, the creation of a comprehensive underlying set of ocean sustainability targets and effective indicators developed within a global Future Ocean Spatial Planning (FOSP) process would help in assessing the current status of marine systems, diagnosing ongoing trends, and providing information for inclusive, forward-looking, and sustainable ocean governance.     

海洋公园综合管控技术研究——以江苏连云港海州湾国家海洋公园为例

文章针对海州湾国家级海洋公园成立后的基础设施尚不完善、管理能力有待提高、环境资源与管理目标之间还有差距、海洋公园尚未达到规范化管理的现状,从海州湾海洋公园宣教技术、监控技术、生态恢复技术等方面,建设较为完备的海州湾海洋公园科研监测设施与科教宣传条件,提高海洋公园管理技术和手段,增强公众对海洋公园的支持和参与程度,改善海洋公园内及周边区域的生态环境质量,极大地恢复海洋公园内生物资源数量,从而将海洋公园建设成为国家级规范化建设与管理的优秀示范区,为江苏省高效生态经济区和连云港经济区建设提供服务和海洋生态保障。     

Development of best practices for scientific research vessel operations in a changing Arctic: A case study for R/V Sikuliaq

Reduced sea ice has made the Arctic Ocean more accessible for vessel traffic. In turn, the heightened interest to better understand rapidly changing sea ice dynamics, ecosystems, and related ocean processes in the Arctic Ocean has led to closer interactions with and the need to avoid potential conflicts between scientific researchers and Indigenous coastal communities. In particular, researchers need to minimize spatial and temporal overlap of science activities with subsistence hunts as the Arctic is essential to Indigenous communities for their food security and cultural heritage. In this regard, a Community and Environmental Compliance Standard Operating Procedure (CECSOP) was recently developed for the R/V Sikuliaq, which is owned by the National Science Foundation and operated by the University of Alaska Fairbanks College of Fisheries and Ocean Sciences and is part of the University-National Oceanographic Laboratory System. The CECSOP was developed with input and guidance from Alaska Indigenous community groups, state and federal agencies, and sea-going scientists. Here the document's basic principles and procedures are described, as well as its utility in helping guide constructive discussions and interactions between scientific users of R/V Sikuliaq and subsistence hunting communities when research and subsistence hunt activities have spatial and temporal overlap. The CECSOP is a “living” document and subject to future modifications and improvements. It may serve as a model for other scientific, commercial and industrial vessel operators to ensure best practices between subsistence hunting communities and vessel operators in the Arctic.     

Problems of variational assimilation of observational data for ocean general circulation models and methods for their solution

Problems of the variational assimilation of satellite observational data on the temperature and level of the ocean surface, as well as data on the temperature and salinity of the ocean from the ARGO system of buoys, are formulated with the use of the global three-dimensional model of ocean thermodynamics developed at the Institute of Numerical Mathematics, Russian Academy of Sciences (INM RAS). Algorithms for numerical solutions of the problems are developed and substantiated, and data assimilation blocks are developed and incorporated into the global three-dimensional model. Numerical experiments are performed with the use of the Indian Ocean or the entire World Ocean as examples. These numerical experiments support the theoretical conclusions and demonstrate that the use of a model with an assimilation block of operational observational data is expedient.     

“联合国海洋科学促进可持续发展十年”:内容与评述

为了找到逆转海洋健康状况衰退的有效途径,联合国决定自2021年启动“联合国海洋科学促进可持续发展十年”(以下简称“海洋十年”)计划。2020年12月31日获得联合国大会审议通过的《“海洋十年”实施计划》以“构建我们所需要的科学、打造我们所希望的海洋”为愿景,描绘了“海洋十年”的预期成果、挑战与目标,以及实施、治理、协调、筹资、监督与审查等机制。“海洋十年”被联合国喻为“一生一次”的计划,是联合国发起的海洋大科学综合性顶层计划,它将通过激发和推动海洋科学领域的变革,在全球和国家层面构建更加强大的基于科技创新的治理体系来实现海洋的可持续发展。这将深刻改变人类对海洋的认知与行为模式,深刻影响乃至引导海洋秩序的演化过程,也会对海洋区域合作整体布局产生较大影响。建议我国以“海洋命运共同体”理念为指导,积极参与“海洋十年”,作为深度参与全球海洋治理的核心抓手,尽快组建“海洋十年”国家委员会,制定中国行动方案,与国际社会一道推进海洋的可持续发展。