中国物理海洋学研究70年:发展历程、学术成就概览

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团,以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强,研究领域不断拓展,涌现了大量具有广泛影响力的研究成果,其中包括:提出了被国际广泛采用的“普遍风浪谱”和“涌浪谱”,发展了第三代海浪数值模式;提出了“准调和分析方法”和“潮汐潮流永久预报”等潮汐潮流的分析和预报方法;发现并命名了“棉兰老潜流”,揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等,系统描述了太平洋西边界流系;提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流);不断完善了中国近海陆架环流系统,在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流,以及陆架波方面均取得了深刻的认识;从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结;发展了浅海水团的研究方法,基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制,在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献;阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制,揭示了中尺度涡的三维结构,定量评估了其全球物质与能量输运能力;基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征,提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制;构建了“南海内波潜标观测网”,实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识;发展了湍流的剪切不稳定理论,提出了海流“边缘不稳定”的概念,开发了海洋湍流模式,提出了湍流混合参数化的新方法等;在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识,并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响;研发了全球浪–潮–流耦合模式,推出一系列海洋与气候模式;发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统;建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模 型实验平台;发展了ENSO预报的误差分析方法,建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系,揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应;初步建成了中国近海海洋观测网;持续开展南北极调查研究;建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统,为中国气象减灾提供保障;突破了国外的海洋技术封锁,研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器;建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型,为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示,经过70年的发展,中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍,这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军。     

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全球海洋治理视阈下的中国海洋能源国际合作探析

进入27世纪,人类在海洋领域面临双重重大变革,一是全面开发利用海洋能源资源,加速推进全球能源转型及应对气候变化;二是全面发展海洋经济,深入推进海洋生态环境保护及全球海洋治理。海洋能源不仅是发展海洋经济的重要物质基础,还是连结全球能源转型与海洋治理的重要纽带。浩瀚的海洋蕴藏着巨量的能源资源,随着认识的深入和技术的进步,以海洋能为代表的海洋可再生能源逐步得到开发利用,正朝着大规模和商业化方向迈进。     

海洋:地球最好的“温度计”

根据2019年1月16日发表在美国《大气科学进展》上的研究报告,自人类有记录以来,2018年地球上的海洋温度比以往任何时候都要高。海洋已经吸收了了人类温室气体所捕获热量的90%以上,减缓了大气变暖的节奏,但却导致了地球气候许多其他不良的变化。     

古代中华海洋文明对世界文明的积极影响

海洋作为人们生产和生活的依靠很早就与人类发生了密切的关系,但在造船和航海能力上“突破大海隔离和束缚”“有走向海洋的进取意识,同时获得与外部族群接触联系和文化交流的机遇”,则是最近几千年才具备的能力。这也是人类海洋文明的开端。它在发展中不断充实和丰富着自己的内涵,从区域走向全球,从全球走向立体。     

冰川融化最新研究

美国宇航局的“海洋融化格陵兰”(OMG)项目表明,格陵兰岛最大的雅各布港冰川的体积并没有减少,实际上却正在增长,至少在它的边缘部分。在最近美国《自然地球科学》杂志上发表的一篇文章说,自2016年以来,由于雅各布港基部海水相对较冷,基部的冰块略微变厚,这导致雅各布港这块冰川融化的速度减缓.     

法恩群岛

法恩群岛是北海的小岛和礁石群。最大岛豪斯岛被辟为鸟类保护区,这里大量栖息着三趾鸥。三趾鸥是典型的海洋鸟类,繁殖期主要栖息于北极海洋岸边和岛屿上,非繁殖期主要栖息于海洋上。     

活化石鹦鹉螺

我国重点保护水生野生动物名录中,还有一类重要的海洋生物,它就是鹦鹉螺。鹦鹉螺,是海洋软体动物,是现代章鱼、乌贼类的亲戚.     

捷联式海洋重力数据的小波阈值滤波

基于捷联式海洋重力测量数据,对比不同小波、阈值及施加方式对滤波效果的影响。结果表明,db6、db7、db8、db9、db10、sym6、sym7、sym8、sym9、sym10、coif3、coif4和coif5小波较适用于海洋重力测量,小波分解层次可取至8层或9层,采用史坦无偏风险阈值滤波效果较好;小波分解至第8、9层时,阈值滤波结果与截止频率为0.005 Hz和0.003 3 Hz的Butterworth低通滤波器的滤波结果吻合较好,但小波阈值滤波结果更加平滑,两者差值的RMSE在0.25 mGal以内,且小波阈值滤波更容易分解出噪声成分,可以更有效地消除重力畸变。     

切实提高自然资源领域自然灾害防治能力

今年的5月12日是中国第11个全国防灾减灾日。我国是一个自然灾害多发的国家,自然灾害种类多,分布广泛。党和政府高度重视自然灾害防治,防灾减灾救灾成效举世公认。但同时,我国自然灾害防治能力总体还比较弱,迫切需要提高自然灾害防治能力,保障人民群众生命财产安全和国家安全。