我国海底观测网建设的探索与实践 -我国海底观测网建设的探索与实践论文

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假如把海面的船舶看作海洋科学的第一种观测平台，把空中的遥感卫星看作第二种观测平台，那么在海底建立的观测系统将是第三种观测平台。其功能是将深海大洋置于人类的监测视域之内，从根本上改变人类认识海洋的途径，开启海洋科技新的发展阶段。

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海底观测网是对海洋多个圈层实现高分辨率实时长期监测的革命性进步，作为新的研究探索领域，目前各国均处于起步阶段，我国正面临着前所未有的发展良机。建设海底观测网对我国意味着什么？是否已经具备建设条件？又有哪些难题亟待攻克？为此，《中国海洋报》记者采访了多位参与研发和试验的专家学者。

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建设海底观测网迫在眉睫

进入21世纪，海洋再度成为世界关注的焦点，海洋的国家战略地位空前提高。在国际上，美国科学家在上世纪90年代末先行一步，率先提出建设海底科学观测网的概念与框架。

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在专家们看来，海底观测网是集输能通信、网络监控、定位授时、多源信息感知于一体的海洋监测系统，可对广海域的水文气象要素、生态环境质量和海洋地质灾害等数据进行长期、实时、立体、连续的高精度观测，对于开展海洋和地球科学研究，以及海洋环境保护、海洋经济开发、海洋权益维护、海洋灾害预警、海洋科技创新等方面均发挥着不可替代的重要作用。

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受制于船时和天气等因素，船舶观测平台无法完成长时间序列观测。遥感卫星虽然解决了海水表层的长期连续观测的问题，但不能深入海洋深部。海底观测网可对海洋进行长期原位观测，具有实时了解海底情况的优势。海底观测网主要由海底主基站、观测设备适配站、固定和移动观测平台、观测仪器以及光电缆等组成，可以在海底支持大量原位实验室的长期运行。

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海底观测网显而易见的优势，促使西方发达国家纷纷发力，诸多海底观测系统相继建立。如，美国的海洋观测计划、生态环境海底观测网，欧洲的多学科海底观测网，加拿大的“海王星”海底观测网，日本的地震海啸观测网等。

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上海亨通海洋装备有限公司总经理孙贵林说，我国开展海底观测网研究与建设相对较晚，无论是空间布局、观测手段，还是基础设施、技术保障与发达国家相比存在较大差距，还不能从根本上满足我国海洋事业快速发展的要求。

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我国的起步与探索

2005年，在同济大学的极力倡导下，组织国内多领域专家率先启动海底科学观测网的基础研究工作。

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在建设布局方面，原国家海洋局印发实施《全国海洋观测网规划》明确，在我国近海建设区域海底观测主干网络，布设海底地震仪、海啸波监测仪、温盐流观测仪等组成的海底观测节点，初步形成中国近海重点区域的海底观测系统。

经过十余年努力，同济大学作为我国最早提出、推动并开展海底观测网研究的科研单位，培养出了我国首批海底科学观测网领域的工程技术科研人员，建成我国首个领海基线外海洋海底综合科学观测网实验平台，并首次实现了深海远程输能通信和深海数据的实时传输等关键性技术，为我国海底观测网进入“实战”奠定了重要基础。

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业内专家表示，按照国家规划，全国海洋观测网由基本海洋观测网和专业海洋观测网组成。未来海洋观测网的覆盖范围包括我国近岸、近海和中远海，以及全球大洋和极地重点区域，按岸基、离岸、大洋和极地布局。建设海底观测网是一个复杂的系统工程，必须联合多学科科研力量合力攻关，破除从基础研究到实际应用的瓶颈，才能真正实现海洋观测网建设的“弯道超车”。

在实际建设中，海底地形复杂，不同的海域、海底、海沟等，都有着不同的特性，海底观测网建设必须坚持因地制宜的原则。同时，由于海底观测网服务功能各异，对所采集的数据也有不同的要求，只有全面采集到这些重要数据，才能真正深入理解深海观测的运行机理，掌握不同的海域、海底、沉积物界面、海水水层、海气界面的环境特点，进行科学合理地研究与开发。

海底观测网的产业化路径

记者在采访中了解到，随着我国海洋资源开发与利用的逐步深入，以及物联网、大数据、云计算等新技术的快速发展。大批科研院所组成联合研发体，系统开展海洋观测网的深层次研究与开发，众多技术、资本雄厚的企业也加入到建设海底观测网的事业中来。

2017年，同济大学与亨通集团开展战略合作，合资成立上海亨通海洋装备有限公司。充分整合同济大学在海底观测接驳技术、信息传输、控制技术等方面的科研实力和亨通在工程化、产业化、市场营销等方面的优势，重点推进深海观测走向产业化。

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“亨通首次把海底观测技术和物联网技术相结合，应用于水生态感知网。我们利用核心技术产品海底高压主基站、海底设备适配站、智能锚系等设备，研发了海洋立体广域观测物联网，并提供海洋防灾预警网、海洋牧场环境感知网、港口码头监测网、江河湖泊生态感知网、水下油气生产监控系统等解决方案。”孙贵林说，亨通集团还联合同济大学率先将观测网应用于太湖生态环境监测。

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孙贵林表示，海底观测网建设是实现“智慧海洋”和“透明海洋”的基础保障，也是建设海洋强国的重要组成部分。海底观测网建设目前在我国尚属空白，发展应用前景广阔，下一步应做好顶层设计和规划引导，促使各研发力量形成合力，走产业化发展之路。

另据记者了解，自然资源部将在今年启动编制新的全国海洋观测网规划，从观测手段、观测要素、质量控制等方面入手，强化海洋观测业务化管理，并开展海洋观测能力和资源普查，实现充分整合。

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来源：中国海洋报  原题：在海底装上“眼睛”——我国海底观测网建设的探索与实践  记者：兰圣伟

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