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盤點(diǎn)2021年我國海洋科考裝備：新成果不斷涌現(xiàn) 海洋探索進(jìn)程邁出一大步
2021年12月31日 15:32:45
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：達(dá)瓦里希 點(diǎn)擊量：8353
海洋是人類可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略資源寶庫，從古至今，人類都未停止對海洋的探索，不管是對海洋進(jìn)行開發(fā)還是保護(hù)，都需要先通過海洋科考來認(rèn)識和了解海洋。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】海洋是人類可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略資源寶庫，從古至今，人類都未停止對海洋的探索，不管是對海洋進(jìn)行開發(fā)還是保護(hù)，都需要先通過海洋科考來認(rèn)識和了解海洋。海洋科考裝備是探索海洋任務(wù)的重要載體，包括各種專門用于海洋資源、環(huán)境等科學(xué)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)活動的裝備，以及在岸邊、海面、水下、海底布置的各種觀測、檢測裝備。
近年來，伴隨著世界經(jīng)濟(jì)、政治格局的加速調(diào)整以及人類對資源需求的大幅增長，對海洋的探索再度成為國際焦點(diǎn)，態(tài)勢逐漸趨于激烈。我國是個陸地大國，同時也是個海洋大國，擁有960萬平方公里的陸地面積，以及300多萬平方公里的海洋面積。中華民族的崛起，必然是一個對海洋不斷深入探索的過程。
在即將過去的2021年里，中國海洋科技工作者對準(zhǔn)建設(shè)海洋強(qiáng)國的目標(biāo)，按照規(guī)劃的海洋科技發(fā)展宏偉藍(lán)圖，繼續(xù)心無旁騖地向浩渺無垠的深海進(jìn)發(fā)，取得了一項(xiàng)又一項(xiàng)海洋科技突破。他們用萬丈豪情和驕人的智慧在深藍(lán)之下繼續(xù)書寫震動世界的中國傳奇?；x器網(wǎng)追蹤海洋科考裝備新成果，帶讀者了解我國深海利器的進(jìn)展。
我國完全自主研發(fā)的海洋環(huán)流數(shù)值模式“媽祖1.0”發(fā)布
12月29日，我國自主研發(fā)的海洋環(huán)流數(shù)值模式“媽祖1.0”正式發(fā)布。“媽祖1.0”的發(fā)布代表著我國在海洋環(huán)流數(shù)值預(yù)報領(lǐng)域有了一席之地，同時在氣候變化評估、海洋科學(xué)研究、海洋環(huán)境安全保障等領(lǐng)域“媽祖1.0”具有重大應(yīng)用價值。
“媽祖1.0”模式具有兩個優(yōu)勢和國外主流海洋環(huán)流數(shù)值模式相比。首先是“媽祖1.0”運(yùn)用了全新質(zhì)量守恒物理框架，打破了以往的體積守恒海洋模型在精確模擬海面高度和鹽度等方面的固有缺陷，在國際上首次建立了基于質(zhì)量守恒物理框架的業(yè)務(wù)化海洋環(huán)流模式。然后是“媽祖1.0”具備“碳友好”特性，運(yùn)用GPU并行加速，工作效率高耗能低，是同類模式的首創(chuàng)。
“媽祖1.0”模式實(shí)現(xiàn)了我國海洋數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)全要素自主化的宏偉目標(biāo)，使我們在此領(lǐng)域不用再被外國人卡脖子，提升了海洋預(yù)報“中國芯”在國際上的影響力，助力實(shí)現(xiàn)了我國在海洋預(yù)報領(lǐng)域高水平自立自強(qiáng)。
山東海洋衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用取得新進(jìn)展
12月3日山東海洋資源與環(huán)境研究院在線上組織召開了“海洋衛(wèi)星遙感山東數(shù)據(jù)應(yīng)用中心建設(shè)項(xiàng)目”驗(yàn)收會。在會上驗(yàn)收專家組全票同意該項(xiàng)目通過驗(yàn)收。
據(jù)資料顯示，從2020年4月開始，國家海洋衛(wèi)星山東數(shù)據(jù)應(yīng)用中心開始進(jìn)行以海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)統(tǒng)籌獲取、產(chǎn)品生產(chǎn)和應(yīng)用服務(wù)為主要內(nèi)容的建設(shè)工作，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)海洋系列衛(wèi)星和高分系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)的自動接收處理及專題產(chǎn)品制作，空間覆蓋山東及全球海域，監(jiān)測時效滿足1天獲取2次全球海洋水色信息和海面溫度、海面風(fēng)場、海面高度等環(huán)境要素信息的要求。
將來該中心為進(jìn)一步提升海洋衛(wèi)星遙感業(yè)務(wù)支撐能力，將向海洋環(huán)境監(jiān)測、海洋資源調(diào)查監(jiān)測、海洋災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測等領(lǐng)域開展工作。該項(xiàng)目推動了我國海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)研究，拓展了海洋衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域，滿足了自然資源和海洋資源保護(hù)管理主體業(yè)務(wù)對海洋衛(wèi)星遙感的應(yīng)用需求。
“海洋二號D衛(wèi)星在軌測試”等項(xiàng)目通過驗(yàn)收
11月22日，國家海洋技術(shù)中心航空觀測部承擔(dān)的“海洋二號D衛(wèi)星在軌測試”和“中法海洋衛(wèi)星檢驗(yàn)”項(xiàng)目在線上召開了驗(yàn)收會。項(xiàng)目在南海北部海域開展試驗(yàn)，與衛(wèi)星同步進(jìn)行了有效波高、海面高度、大氣溫濕壓廓線、風(fēng)矢量等要素的現(xiàn)場觀測。“海洋二號D衛(wèi)星在軌測試”項(xiàng)目對海洋二號D衛(wèi)星的微波高度計(jì)、微波散射計(jì)、校正輻射計(jì)等載荷的在軌性能進(jìn)行了評估，“中法海洋衛(wèi)星檢驗(yàn)”項(xiàng)目對中法海洋衛(wèi)星的微波散射計(jì)的載荷性能進(jìn)行了評估。
海洋二號D衛(wèi)星于2021年5月19日發(fā)射，是我國第四顆海洋動力環(huán)境衛(wèi)星，中法海洋衛(wèi)星是我國和法國聯(lián)合研制的海洋觀測衛(wèi)星，它們將與海洋二號B、C衛(wèi)星及后續(xù)規(guī)劃衛(wèi)星組成監(jiān)測網(wǎng)，共同對我國海洋動力環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。
“海洋二號D衛(wèi)星在軌測試”和“中法海洋衛(wèi)星檢驗(yàn)”項(xiàng)目的實(shí)施為海洋二號D衛(wèi)星的交付作出了依據(jù)，并為兩顆衛(wèi)星數(shù)據(jù)的定量化應(yīng)用提供了保障。
“悟空”探海歸來在世界最深海底留下中國印記
11月6日，哈工程科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“悟空號”全海深無人潛水器(AUV)，在馬里亞納海溝“挑戰(zhàn)者”深淵完成萬米挑戰(zhàn)最后一潛。此次海試下潛到了10896米，在裝有高速水聲通信系統(tǒng)的“悟空號”AUV在萬米海底期間，在與母船直線距離超過15千米的深海中，仍可準(zhǔn)確傳輸狀態(tài)信息給船上的科研團(tuán)隊(duì)，數(shù)據(jù)接收正確率超過93%。結(jié)果表明“悟空號”AUV已具有不需要母船伴隨、支持，獨(dú)立暢游萬米水下自主工作的能力。
無人無纜潛器技術(shù)研究是哈工程的傳統(tǒng)優(yōu)勢科研方向，作為“十三五”期間的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目成果，“悟空號”AUV寄托著哈工程科研團(tuán)隊(duì)的光榮與夢想，團(tuán)隊(duì)克服新冠疫情帶給項(xiàng)目海試驗(yàn)收的重重困難，不辱使命、不負(fù)重托，在世界最深海底留下中國印記。
潛水器“麒麟”號探索深海通過驗(yàn)證
8月19日，中國船舶集團(tuán)公司第七一九研究所承擔(dān)的“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)“深海爬游混合型無人潛水器研制”項(xiàng)目，通過綜合績效評價。潛水器“麒麟”號可滿足深海復(fù)雜海底環(huán)境近距離精確穩(wěn)定觀測、輔助作業(yè)等要求，將為海洋資源勘探、海底環(huán)境監(jiān)測、應(yīng)急搜救以及信息搜集及處置提供新的裝備手段，具有重要的科研和應(yīng)用價值。
該項(xiàng)目歷時5年，從概念方案、原理樣機(jī)、中間試驗(yàn)樣機(jī)到最終的海試工程樣機(jī)，歷經(jīng)多輪迭代開發(fā)和設(shè)計(jì)優(yōu)化，經(jīng)過多重試驗(yàn)驗(yàn)證和技術(shù)攻關(guān)。該項(xiàng)目按照任務(wù)要求，完成了爬游總體集成優(yōu)化、抗擾流穩(wěn)定控制等研究內(nèi)容，成功研制了爬游混合型無人潛水器工程樣機(jī)，開發(fā)出水下多足爬行與穩(wěn)定巡游控制軟件，具有巨大的創(chuàng)新性。
智能半潛船“祥安口”號交付 使用
7月1日，由中國船舶集團(tuán)旗下廣船國際公司為中遠(yuǎn)海運(yùn)集團(tuán)旗下中遠(yuǎn)海特公司建造的5萬噸半潛船“祥安口”號在廣州命名并交付。該船配備的船舶智能系統(tǒng)可根據(jù)海況及船舶狀態(tài)收集相關(guān)數(shù)據(jù)，為船舶航行作業(yè)提供參考，是我國建造的首艘安裝了船舶智能系統(tǒng)的特種半潛船。
和廣船國際公司此前建造的5萬噸半潛船，“祥安口”號下潛可吃水深度達(dá)26米，有效增加了主甲板承載負(fù)荷能力，增加了廢氣處理系統(tǒng)，配備了世界先進(jìn)的動力定位系統(tǒng)，自動化程度更高，可滿足海上工程精確安裝的高精度要求。
深海細(xì)菌耐壓機(jī)制研究獲得新發(fā)現(xiàn)
5月11日，我國在深海細(xì)菌耐壓機(jī)制研究上獲得新發(fā)現(xiàn)。張玉忠教授團(tuán)隊(duì)與山東大學(xué)等單位合作研究，發(fā)現(xiàn)了三甲胺氧化為氧化三甲胺可以協(xié)助海洋細(xì)菌適應(yīng)高靜水壓。該項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，深海菌株能夠利用三甲胺轉(zhuǎn)運(yùn)載體TmaT吸收深海環(huán)境中的三甲胺，然后在細(xì)菌胞內(nèi)誘導(dǎo)表達(dá)三甲胺單加氧酶MpTmm，將三甲胺氧化為氧化三甲胺，并在胞內(nèi)累積。在深海高壓下，氧化三甲胺能夠保護(hù)蛋白質(zhì)等生物大分子維持正常的構(gòu)象，發(fā)揮生物學(xué)功能，從而使得菌株具有耐受深海高靜水壓的能力，維持生存和生長。
深海具有高壓、低溫、黑暗等極端環(huán)境特性，被認(rèn)為是生命的禁區(qū)，但近些年科研人員發(fā)現(xiàn)深海存在著大量的微生物資源，形成了獨(dú)特的深海生態(tài)系統(tǒng)。此發(fā)現(xiàn)對研究鑒定深海微生物耐壓相關(guān)的功能基因和代謝機(jī)制具有重大研究價值。
中國“海牛Ⅱ號”深海鉆探深度刷新
4月20日，湖南科技大學(xué)領(lǐng)銜研發(fā)的“海牛Ⅱ號”海底大孔深保壓取芯鉆機(jī)系統(tǒng)，在南海超2000米深水成功下鉆231米，刷新了世界深海海底鉆機(jī)鉆探深度。這一深海試驗(yàn)的成功，填補(bǔ)了我國海底鉆探深度大于100米、具備保壓取芯功能的深海海底鉆機(jī)裝備的空白，也標(biāo)志著我國在這一技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
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