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2019年度中国十大海洋科技进展

发布日期:2020-05-02 11:03 来源:未知 点击:

  中国海洋学会联合中国太平洋学会、中国海洋湖沼学会、中国造船工程学会、中国航海学会及中国指挥与控制学会评选出2019年度中国十大海洋科技进展。赤潮是一种全球性海洋生态灾害,如何有效治理赤潮是一项世界级科技难题。我国科研人员历时20多年科研攻关,发明了改性粘土治理赤潮的技术与方法,攻克了赤潮治理长期存在二次污染、效率低、成本高、不能大规模应用等技术难题,实现了海洋环保领域重大突破。迄今,该技术已在我国近海20多个水域大规模应用,成功保障了滨海核电冷源等一系列重要水域的水安全,产生了显著的社会和经济效益。近年来,该技术又走出国门,在美国、智利、秘鲁等国家示范应用,被誉为“中国制造的赤潮灭火器”、“国际赤潮治理领域的引领者”,为国内外赤潮防控做出了突出贡献。2019年,该技术获得国家技术发明二等。2019年9月25日,平潭海峡公铁大桥鼓屿门航道桥成功合龙,标志着世界最长、我国第一座跨海峡公铁大桥胜利贯通。大桥全长16.34公里,全桥钢材用量124万吨,混凝土用量294万方,其用钢量和混凝土总方量是迄今为止国内外桥梁之最。桥址所处的海峡是世界上著名的三大风暴海域之一,海域复杂,风大、浪高、涌急、波浪力巨大,建设条件恶劣,被业界为“建桥禁区”。大桥建设者不断探索,进行多项科研攻关,成功突破建桥禁区。其中海峡桥梁深水基础建造技术、常遇大风下高塔施工技术、钢桁梁整体全焊及海上架梁成套技术、海洋桥梁工程装备研制等均为海洋工程创新技术。同时,第一次在复杂海域系统性开展风、浪、流等监测预报,极大推动了我国海上桥梁建造科技进步和发展。平潭海峡公铁大桥胜利贯通,对于今后复杂海域桥梁工程具有重要的借鉴意义,成为我国桥梁建造史上一座新的里程碑。2019年8月10日至9月27日,自然资源部组织开展了中国第十次北极考察,这次考察首次采用非破冰船“向阳红01”执行,航行10300余海里,最北到达76°02ˊN,顺利完成了主体任务。考察紧密围绕北极海域在全球气候变化中的作用这一前沿科学问题,开展了物理海洋与海洋气象、海洋化学与大气化学、海洋生物生态、地质与地球物理等多学科海洋业务化监测和调查。为对比研究东、西部白令海陆架海水体与沉积状况,首次开展了东白令海断面调查,拓展了我国北极考察的范围;利用水下滑翔机实现多平台多学科同步观测,成功监测到台风“玲玲”在白令海测区的过境过程,获取白令海大范围大纵深高密度同步观测数据;采取地质地球物理调查相结合,精细化地球物理调查楚科奇边缘地海底冰蚀地貌类型和浅部地层结构特征的同时,重点关注多金属结核成因机理开展地质取样调查;开展了北极海洋酸化、微塑料和人工核素等调查,和重点海域生物组成、群落结构、生态调查,有助于理解楚科奇——白令海陆架生态系统对全球变化背景下太平洋入流水逐年增加的相应。获得了大量的实测资料,相关研究正在开展,预期将为提高北极和气候的认识做出贡献。对虾是世界上最重要的海水养殖对象,其中凡纳滨对虾占对虾养殖总产量的80%以上。科研人员经过10余年的努力,成功完成了凡纳滨对虾基因组的测序和组装,获得了国际上首个对虾全基因组参考图谱。研究发现对虾基因组具有已测序动物中最高比例的简单重复序列;与视觉和运动相关的基因家族发生了明显扩张,为其适应底栖生活的关键;具有强化的蜕皮激素信号通,表现出对生长发育的精确调节;对野生和养殖对虾群体进行重测序分析,发现了基因组上多个受选择区域。对虾基因组的完成为甲壳动物底栖适应和蜕皮调控等研究提供了重要的理论基础和数据支撑,同时也为对虾基因组育种和改良工作搭建了重要的基础平台。该于2019年发表在Nature Communications上。大西洋尼诺(尼娜)可通过加强(减弱)沃克环流,促进当年冬季太平洋拉尼娜(厄尔尼诺)的发展,从而成为厄尔尼诺-南方涛动(ENSO),尤其是极端ENSO的有效预测因子。该研究利用CMIP5多模式数据及海气耦合模式实验,在国际上首次发现全球变暖将导致大西洋尼诺/尼娜对ENSO的影响减弱。其机制是全球变暖背景下大气对流层的稳定性增强,造成同样强度的大西洋海温异常更难出大气的对流变化。这一发现意味着未来赤道大西洋海温对ENSO预测的贡献将显著下降,有关极端ENSO的预测将更具挑战;且未来热带大西洋和热带太平洋在气候上更倾向于孤立,而不是耦合。该不仅具有创新性和重要的学术价值,还为未来ENSO的预测提供了有效依据,于2019年发表在Science Advances。海洋藻类拥有色彩斑斓的捕光蛋白,其中海洋赤潮的主要“肇事者”硅藻具有岩藻黄素-叶绿素c结合蛋白以捕获蓝绿光和适应快速变化的境,使硅藻每年光合固碳的能力占全球生态系统的五分之一左右,超过热带雨林的贡献。2019年2月我国科学家在《科学》发表了“硅藻捕获蓝绿光和耗散过剩激发能的结构基础”的长文,解析了硅藻主要捕光天线蛋白的高分辨率结构。这是硅藻的首个光合膜蛋白结构,呈现了岩藻黄素和叶绿素c捕获蓝绿光的结合细节,为研究硅藻的光能捕获、利用和光机制提供了重要的结构基础。该有助于设计可利用绿光波段、具有高效捕光和光能力的新型作物,也为现代化智能植物工厂的发展提供了新方向。2019年6月,国家海洋科学数据中心通过科技部认证,成为首批20个国家科学数据中心之一,标志着我国海洋科学数据共享服务水平迈上了新台阶。中心汇集整合了业务化观测监测、海洋专项调查、极地大洋考察、涉海科技计划和国际合作交换等数据资源,建成了全学科分类分级的海洋科学数据共享服务资源池。面向国内用户建设运行海洋科学数据共享服务门户系统,2019年首次公开发布深海大洋数据;面向国际用户建成了西太平洋(ODINWestPac)、东北亚(NEAR-GOOS)和中国-东盟等专题数据共享服务系统,形成了我国首个面向全社会的网络化海洋数据共享服务体系。中心目前已研制发布海洋实测数据、分析预据和专题信息产品等共695个数据集302万条元数据,总量达10亿站次,年均提供在线余万次,有力支撑了海洋科技创新与公共服务,助力海洋强国建设。2019年6月22日,全球首艘30.8万吨超大型智能原油船(VLCC)“凱征”轮在大连命名交付。该船也是全球第一艘获得智能货运管理符号(C)的智能船舶,填补了国际空白。它的成功建造不仅界大型远洋智能船舶发展进程中具有里程碑意义,也代表中国了全球超大型油船智能航运新篇章。作为智能船舶1.0研发专项中的智能VLCC示范船,“凱征”轮显著,通过构建智能系统的网络信息平台,实现了船舶航行辅助自动驾驶、智能液货管理、综合能效管理、设备运行、船岸一体通信五大智能系统功能,并获得中国船级社(I ,N,M,Et,C,)及OMBO 一人驾驶船级符号。率先成功应用了“平台+N个应用”的,为船企拓展制造+服务积累了宝贵的经验。2019年8月,我国科学家使用自主研发的海底大地电磁探测设备,在南海北部珠江口盆地陆坡-洋陆过渡带-北部洋盆开展了海底大地电磁观测实验,创造了多项深海观测记录。剖面长度超过300千米,投放共计30台次,最大投放水深近4000米,单台次观测最长达3周,是目前为止国内观测时间最长、观测深度最大、观测剖面最长的海底大地电磁实验。此次探测的目的是收集南海形成演化机制的第一手资料。此前,科学家在大西洋伊伯利亚-纽发现了地幔剥露式破裂方式。而近年国际大洋发现计划在南海的钻探结果则显示,南海破裂模式与伊伯利亚-纽模式不同,有更多岩浆参与。大尺度海底大地电磁测量将为验证南海的独特破裂模式提供重要的观测约束。21世纪是海洋时代。获得高空间分辨率的海洋异常图是前沿科学与技术难题。2019年底,我国首次研发成功远洋垂起固定翼无人机磁测系统。该系统突破了机船动态模式下的起降问题,克服了测量平台上的电磁干扰,实现了多种磁力仪系统的集成数据采集,标志着我国在海洋物理探测领域的又一重大突破。与传统的船载磁测技术相比,该系统的测量效率可提高一个数量级,性能国际领先。该系统将全面提升海洋磁测模式,大力推动洋壳结构、洋中脊演化与海洋考古等重大科学研究。同时,该系统还适合大面积的海洋矿产资源勘查,为我国占领国际海洋资源制高点提供了新的技术保障,为推动我国海洋事业发展做出重大贡献。