2017年海洋科技发展与启示

来源:高峰 冯志纲等 战略与政策论坛    发布时间:2018-08-02 09:16:56 

提要

       2017年海洋科学领域在物理海洋、海洋生物、海洋地质、海洋环境以及海洋技术等方面取得了重要进展,在海洋变暖、海洋塑料污染、海洋灾害研究、海洋探测技术等方面取得一些突破,有关国际组织和主要海洋国家也围绕这些领域进行了科学布局。


一、重要研究进展



1.物理海洋学研究取得新突破

        2017年是至今为止海洋温度最高的一年。据英国《独立报》报道,全球海洋升到迄今为止的最热温度,中国科学院大气物理研究所的研究表明,海洋2017年比2015年升温的热量是中国年均发电量的699倍。

        最大的海洋环流系统呈现不稳定性。美国耶鲁大学研究认为大西洋径向翻转环流的变化可能会和电影《后天》一样突然发生。

        发现突破厄尔尼诺春季预报障碍的新因子。中国科学院海洋研究所研究发现了突破厄尔尼诺春季预报障碍的新因子——热点区域的表层流场,新因子可有效克服厄尔尼诺和南方涛动预报的春季障碍,比传统预报因子的预报相关系数平均提高了20%。

        长期海洋数据揭示了令人担忧的氧气减少。美国佐治亚理工学院发现从20世纪80年代以来,随着海洋温度上升,含氧量开始下降。

2.海洋生物学研究的重大发现

      首次绘制了鞭毛藻类的遗传进化图谱。由十几所大学组成的研究团队利用新的基因测序数据,首次发现了被称为海洋浮游生物的微小而复杂的有机体——鞭毛藻的生物学及其进化,解开了这种与恐龙生活同时代的古老生物数百万年是如何进化的奥秘。

      全球海洋中含量最丰富的病毒被确定。由西班牙阿利坎特大学领导的研究团队综合应用流式细胞术、基因组学和分子生物技术等尖端技术,发现了全球海洋最丰富的44种病毒。

        最新研究揭示海绵是动物最古老的祖先。英国布里斯托尔大学的研究解释了进化生物学最激烈的争端,揭示了现存最古老的动物谱系是海绵,而不是栉水母。

        海底热液研究取得新成果。日本海洋科学技术中心通过对热液口硫化物矿床的分析发现,深海热液喷口区是一个巨大的“天然燃料电池”,可以不断地产生电流。美国蒙特利湾海洋研究所在加利福尼亚南部港湾发现的两个截然不同的热液喷口,尽管相对靠近,但却生长着不同的动物群落,与传统理论相悖,从而使临近热液生物克隆理论被打破。

3.海洋地质学研究取得重大进展

       毛里求斯岛屿下方存在一块“遗失的大陆”。研究证实,这块遗失的大陆是大约2亿年前冈瓦纳古陆解体后的一小部分,由于火山喷发这块陆地被年轻的火山岩所覆盖,在非洲、印度、澳洲和南极洲裂开形成印度洋时,这块大陆从马达加斯加岛上分离出来。

        海床下10公里处发现可能的生命迹象。国际研究团队发现马里亚纳海沟地区海底10公里处可能存在生命迹象的证据。

        在搜索马航MH370时发现了隐蔽的海底地质情况。根据澳大利亚发布的地图显示,在搜索失联的MH370的过程中,发现了之前未知的海底火山、峡谷以及洋脊。

        南极马利伯德地下可能存在地幔柱热源。美国国家航空航天局的一项研究增加了南极马利伯德地下存在地幔柱热源的证据,也解释了南极冰盖下发生融化形成湖泊和河流的原因。

4.海洋环境领域研究取得重要进展

       在海洋灾害研究方面,美国国家海洋与大气管理局的研究表明,在大西洋飓风活跃时期,美国东海岸存在风暴缓冲区,使风暴在登陆过程中减弱,并进行了高质量的预报;美国德克萨斯大学的一项研究发现,太平洋西北部海岸致密沉积物的固结可能引发毁灭性海啸。

        美国加州蒙特利湾水族研究所的研究人员发现塑料垃圾向深海转移的机制,深海动物吞噬塑料碎片,并将无法消化的微塑料排出体外沉积在海底。

5.海洋观测新技术研发与应用

       英国国家海洋学中心主导研发出一种新型的CO2探测装置,可在极端环境下工作,为研究碳和海洋环境提供帮助;英国南安普顿大学首次采用潜水器捕捉到了南极地层水中的数据。

        美国弗吉尼亚海洋科学研究所在南极洲附近季节性冰封水下部署了高科技锚泊潜标,携带测量溶解CO2浓度、pH、温度、盐度和溶解氧的传感器。美国伍斯特理工学院开发了一种被称为“火焰回流冷凝液”的新技术,在燃烧溢油的同时产生相对较低水平的空气污染。


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二、重大战略行动



1.国际组织

        2017年1月,亚洲开发银行发布《海平面上升对亚洲发展中国家经济增长的影响》报告,评估了海平面上升对亚洲发展中国家经济增长的影响及其适应成本,并提出了相关适应策略和政策建议;3月,国际海洋能源系统组织发布《国际海洋能源愿景》;联合国教科文组织与欧洲委员会共同发布《加快国际海洋空间规划进程的联合路线图》。4月,世界自然保护联盟等发布《北冰洋海洋世界自然遗产:专家研讨会和审查过程报告》,北极监测与评估计划组织发布《北极地区雪、水、冰及多年冻土》。5月,深海观测系统最新版本正式发布,作为全球海洋观测系统的一部分,聚焦于深海关键要素的观测。6月8日“世界海洋日”之际,联合国教科文组织在联合国海洋大会发布了《全球海洋科学报告:全球海洋科学现状》报告,呈交《2021-2030海洋可持续发展十年提案》。9月,20国集团发布《G20海洋垃圾行动计划》,研究制定减少海洋垃圾行动的优先领域和潜在的政策措施。

2.美国战略行动 

        为了确保美国在北极地区的经济和战略利益,美国有关部门和机构发布了一系列报告。2017年1月,美国国际战略与研究中心发布《中美在北极的关系:未来合作路线图》,并与欧盟联合发布《南极海洋保护区建设计划》;3月,美国外交关系委员会发布《北极规则:加强美国第四海岸战略》;7月,美国国家研究理事会发布《满足国家需求的极地破冰船的获取和运行》;10月,美国战略与预算评估中心发布《保卫前线:美国极地海洋行动的挑战与解决方案》。  

        在海洋能源方面,2017年4月,美国总统执行办公室发布《扩大海上石油钻探活动的行政令》和《美国优先海上能源战略》;9月,美国海洋能源局、地质调查局和NOAA联合发布《深海研究计划》。

3.欧洲国家

       2017年4月,欧洲议会发布《保护北极生态环境的决议》;6月,爱尔兰海洋研究所发布《国家海洋研究和创新战略(2017—2021)》;9月,欧洲海洋局发布《海洋生物技术:推动欧洲生物经济创新发展》,为欧洲海洋生物技术的未来发展指明方向;11月,英国政府发布《“蓝带”计划》,为海外领土(主要是岛屿)的海洋环境提供长期保护;瑞典斯德哥尔摩环境研究所等发布《北极适应力报告2016》。

4.其他国家

       2017年1月,澳大利亚环境与能源部发布《减少海洋垃圾对海洋脊椎动物的威胁计划》,日本文部科学省发布《海洋科技研发计划》;2月,印度研究机构和NOAA联合启动《印度尼西亚海洋观测和分析计划》。


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三、启示



1.海洋可持续发展引起新一轮关注

       2017年6月联合国海洋大会的召开,不仅发布了《海洋科学发展报告》,还提议将2021-2030确定为海洋可持续发展的十年。澳大利亚环境部发布的《大堡礁2050年长期可持续性计划》报告,将采取基于生态学观点的可持续开发与利用策略。

2.全球性海洋环境问题的导向作用越来越明显

       全球性海洋环境问题对促进海洋可持续发展具有长远战略意义。海洋暖化、海洋酸化、海洋塑料污染三大问题不仅继续成为年度海洋科学领域关注的焦点,也必将成为未来若干年的关键问题。

3.北极持续成为竞争焦点

        2017年各国在北极海洋研究进行了密集部署,使北极继续成为海洋研究的焦点。

4.海洋资源能源勘探开发技术将迎来发展机遇

       海底资源和海洋可再生能源研究持续投入,一旦有突破性进展,将改变全球格局。特朗普执政以来,美国对海洋能源资源开发呈现出进取态势,新西兰批准了全球首家商业化海底开采铁矿砂项目,具有标志意义。

5.我国海洋科学研究呈现良好发展势头

       从前面的研究进展看,我国2017年海洋研究取得了多项突破,同时,我国在可燃冰的开采方面也取得规模试采成功。这表明我国近年来在海洋研究领域,特别是在深海研究方面进行了密集部署,取得积极成效。


        (作者高峰、王金平单位:中国科学院兰州文献情报中心,作者冯志纲、王凡单位:中国科学院海洋研究所)



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