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國際海洋科學研究的前沿及發展態勢

2019-4-2 9:43:31 來源:中國礦業報 作者:王金平 高峰 吳秀平

編者按2018年全球海洋研究在海洋物理過程、海洋生物、海洋環境以及海洋技術等方面的研究持續推進,在海平面上升、全球變暖對海洋的影響、極地海洋研究和海洋觀測探測技術等方面取得諸多突破。在未來研究布局方面,國際組織和主要海洋國家將圍繞全球性和戰略性海洋研究方向進行布局。

海洋物理過程研究

來自數十個研究機構的合作研究發現,全球海平面正在以每年3.1毫米的速度快速升高。英國國家海洋學中心(NOC)研究發現,若全球溫度升溫沒有控制在工業化前期的2℃以內,預計到2100年海平面上升所造成的洪水會使全球每年損失14萬億美元;2018年1月,美國斯克里普斯海洋研究所(SIO)聯合日本國立極地研究所等機構研究發現,在末次冰期過渡期,全球平均海表溫度上升了2.57℃左右;來自德國不來梅大學等機構的研究指出,在1.5℃和2℃溫升情景下,21世紀冰川質量損失對海平面的影響沒有顯著差異;美國科羅拉多大學科研人員領導的研究團隊指出,覆蓋了當今北美大部分地區的勞倫蒂德冰蓋在末次冰期大幅減少,導致熱帶太平洋和西南極地區出現明顯的氣候變率。

利用BOA-Argo繪制的全球海洋氣候態溫度圖

美國國家大氣研究中心等機構的研究表明,隨著全球氣候變暖,厄爾尼諾/南方濤動(ENSO)對溫度、降水和森林火災的影響將加劇;美國國家航空航天局(NASA)等機構研究人員的新研究指出,強厄爾尼諾事件會造成南極冰架嚴重的冰層損失,而在強拉尼娜現象下則相反;挪威比約克內斯氣候研究中心等機構研究結果表明,厄爾尼諾事件影響11月份歐洲大部分地區的氣候變化。

由倫敦大學學院和伍茲霍爾海洋學研究所(WHOI)領導的最新一項研究證明,全球海洋環流系統自19世紀中期以來已經不再以最高強度運行,目前處于1600年以來的最低點;美國德克薩斯大學奧斯汀分校研究人員發現大西洋洋流變化與陸地降水之間的關聯性,并且這種關聯性已經存在數千年,這一重要發現將有助于科學家認識和理解地球歷史氣候過程控制要素將如何影響現在和未來氣候。

海洋生物學研究

德國亥姆霍茲吉斯達赫特材料與海洋研究中心與日本東京海洋科技大學的科學家發現,海洋中浮游植物的多樣性是維持海洋生態系統整體生產力和恢復力的關鍵因素。亞太經合組織氣候中心聯合沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學等機構的研究證實,DNA甲基化與脊椎動物氣候變化的跨代適應之間存在聯系;英國南極調查局(BAS)科研人員研究了氣候變暖對960多種海洋無脊椎動物的潛在影響,指出79%的南極洲特有海洋物種受到海洋升溫的威脅;美國加州大學歐文分校生態學家提出淺水海岸生態系統中的海洋植物和海藻在降低海洋酸化影響方面發揮關鍵作用。

海洋環境問題

美國弗吉尼亞大學和加州大學圣巴巴拉分校等機構研究發現,海洋風暴的發生頻率是影響海藻森林生物多樣性的最重要因素,未來的海洋風暴可能給沿海海洋生物的多樣性帶來巨大的變化;英國林肯大學等機構研究指出,如不采取行動保護沿海濕地,2100年全球30%的沿海濕地可能會消失;歐盟聯合研究中心報告指出,如果氣溫上升幅度超過工業化前水平2℃以上并且沒有采取適當的適應措施,整個歐洲范圍內就有可能面臨更頻繁和更強烈的極端天氣事件,并產生重大的環境和社會經濟影響;由英國NOC等機構的科學家開展的一項研究顯示,自從含鉛汽油被逐步淘汰以來,歐洲各海域表層水中的鉛濃度首次出現下降;澳大利亞AIMS的研究人員首次在大堡礁魚類的腸道中發現了115種人造碎片;德國亥姆霍茲基爾海洋研究中心(GEOMAR)研究指出,二戰期間有無數的彈藥被投入海洋中,如果炸藥等有毒物質泄露到海水中,這些化學品將對海洋生態系統產生嚴重影響。該研究填補了該領域的研究空白。

海洋新技術研發與應用

英國NOC的創新型海洋機器人(ecoSUB)在蘇格蘭北部的奧克尼群島完成試驗任務。這種新型微型水下機器人試驗的完成能有效幫助了解海洋自主水下系統的能力,將有可能改變海事領域的數據收集現狀;英國NOC測試了一款新型深海滑翔機,能夠承受海洋最深處600個大氣壓,且有效荷載保持6個月以上的續航能力,可以測量海水溫度、鹽度、浮游植物豐度等參數;德國的研究人員基于人工智能技術開發了一套全新的用于海底圖像分析的全自動工作系統;英國新建的極地科考船下水并進入下一階段的建造工作,該船是英國政府近30年來建造的最先進的極地科考船;美國NASA成功發射了一顆測冰衛星(ICESat-2),是同類中最先進的激光衛星,可測量極地高度的變化,并計算其對全球海平面和氣候變化的潛在影響;美國NASA宣布借助最新的小衛星技術首次成功獲得全球冰云分布圖,從而填補了一直以來無法直接探測冰云的科學空白。□

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