21?世紀(jì)，人類進(jìn)入了大規(guī)模開發(fā)利用海洋的時期，海洋在國際政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、科技競爭中的戰(zhàn)略地位不斷提升。海洋強(qiáng)國是指在開發(fā)海洋、利用海洋、保護(hù)海洋、管控海洋方面擁有強(qiáng)大綜合實(shí)力的國家。美國、歐盟、英國、日本、俄羅斯等相繼推出海洋新戰(zhàn)略和新計劃，力圖搶占海洋科技的制高點(diǎn)。2012?年黨的十八大報告中首次提出海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略，要求提高海洋資源開發(fā)能力，發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，堅決維護(hù)國家海洋權(quán)益。海洋觀測探測是認(rèn)識海洋的基本手段，是海洋資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)和權(quán)益維護(hù)的重要基礎(chǔ)；構(gòu)建自立自強(qiáng)的海洋科學(xué)觀測探測技術(shù)體系，對建設(shè)海洋強(qiáng)國具有重要意義。中國科學(xué)院作為國家戰(zhàn)略科技力量主力軍，在充分借鑒全球海洋觀測探測技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過十幾年的探索和實(shí)踐，初步構(gòu)建了中國科學(xué)院海洋科學(xué)觀測探測技術(shù)體系，建成了海洋科學(xué)綜合觀測探測網(wǎng)絡(luò)，對我國構(gòu)建自立自強(qiáng)的海洋科學(xué)觀測探測技術(shù)體系發(fā)揮了重要的“先導(dǎo)”作用。
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全球海洋觀測探測技術(shù)發(fā)展和觀測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)淺析
海洋觀測探測技術(shù)是以觀測海洋現(xiàn)象、探測海洋目標(biāo)為主要目的，利用聲、光、電、磁等傳感器及其平臺，對海洋環(huán)境的物理、化學(xué)、生物等參數(shù)進(jìn)行感知和分析的一系列技術(shù)的統(tǒng)稱。海洋觀測探測技術(shù)主要包括海洋遙感技術(shù)（航空、航天遙感）、海洋船載觀測技術(shù)、海洋浮標(biāo)潛標(biāo)技術(shù)（錨泊浮標(biāo)、漂流浮標(biāo)、潛標(biāo)等）、海底觀測網(wǎng)技術(shù)、海洋機(jī)器人技術(shù)（載人潛水器、無人潛水器）等。
面向世界海洋科技發(fā)展趨勢、國家海洋安全、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對海洋科技創(chuàng)新的強(qiáng)烈需求，全球海洋強(qiáng)國紛紛推出海洋戰(zhàn)略計劃，加大對海洋觀測探測的投入力度，組織實(shí)施長期或者階段性的海洋觀測探測研究計劃，開展系統(tǒng)科學(xué)研究。全球海洋觀測探測計劃，主要包括：熱帶海洋全球大氣計劃（TOGA）、世界大洋環(huán)流實(shí)驗(yàn)（WOCE）、全球地轉(zhuǎn)海洋學(xué)實(shí)時觀測陣計劃（ARGO）、西北太平洋海洋環(huán)流與氣候?qū)嶒?yàn)（NPOCE）、全球海洋觀測系統(tǒng)計劃（GOOS）、國際綜合大洋鉆探計劃（IODP）等。全球海洋觀測探測網(wǎng)絡(luò)，主要包括：美國海洋觀測網(wǎng)（OOI）、加拿大海底觀測網(wǎng)（ONC）、歐洲海底觀測網(wǎng)（EMOS）、日本海底觀測網(wǎng)（DONET?和?S-net）、中國國家海底科學(xué)觀測網(wǎng)等。全球海洋觀測探測網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)區(qū)域與全球相結(jié)合，持久性業(yè)務(wù)化觀測系統(tǒng)與科學(xué)觀測試驗(yàn)計劃相結(jié)合，科學(xué)考察船、沿岸臺站、浮標(biāo)、潛標(biāo)、海床基、海底有纜網(wǎng)絡(luò)、遙感衛(wèi)星和通信網(wǎng)絡(luò)等多種手段相結(jié)合的特點(diǎn)。目前，建立多學(xué)科、分布式、網(wǎng)絡(luò)化、互動式、綜合性的智能立體觀測網(wǎng)成為發(fā)展趨勢。
我國的海洋觀測探測是在充分參與、借鑒國際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。20?世紀(jì)?50?年代以來，我國的科學(xué)考察船隊伍不斷擴(kuò)大，形成了“向陽紅”“東方紅”“雪龍”“實(shí)驗(yàn)”“科學(xué)”“探索”“創(chuàng)新”等系列科學(xué)考察船體系，組建了國家海洋調(diào)查船隊；建立了面向科學(xué)研究和業(yè)務(wù)化應(yīng)用的海洋野外臺站網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建了海洋水色、海洋動力和海洋監(jiān)視監(jiān)測三大系列海洋衛(wèi)星，初步形成了以中國自主衛(wèi)星為主導(dǎo)的海洋空間監(jiān)測網(wǎng)，構(gòu)建了衛(wèi)星海洋遙感業(yè)務(wù)化應(yīng)用體系；發(fā)展了溫鹽深剖面儀、聲學(xué)多普勒流速剖面儀、大型浮標(biāo)等傳感器、觀測設(shè)備和觀測平臺，構(gòu)建了載人潛水器、遙控水下機(jī)器人和自主水下機(jī)器人的譜系化裝備體系；針對中國近海、西太平洋、東印度洋、南北極等，組織實(shí)施了中國近海資源環(huán)境綜合調(diào)查與評價、全球變化與海氣相互作用、服務(wù)于“21 世紀(jì)海上絲綢之路”建設(shè)、大洋資源環(huán)境調(diào)查專項(xiàng)，以及極地科學(xué)考察等系列專項(xiàng)調(diào)查任務(wù)；積極參與海洋國際合作，積極推進(jìn)構(gòu)建全球海洋命運(yùn)共同體。“十四五”期間，我國將組織實(shí)施“海洋環(huán)境安全保障與島礁可持續(xù)發(fā)展”“深海和極地關(guān)鍵技術(shù)與裝備”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃專項(xiàng)，建設(shè)“國家海底科學(xué)觀測網(wǎng)”“冷泉生態(tài)系統(tǒng)研究裝置”等國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施；我國科學(xué)家提出的“智慧海洋”“透明海洋”“健康海洋”等重大科學(xué)計劃正在穩(wěn)步推進(jìn)。這些重大計劃、項(xiàng)目與裝置的順利實(shí)施和建設(shè)，將對推動我國海洋觀測探測領(lǐng)域從“跟跑”“并跑”到“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變發(fā)揮重要作用。
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中國科學(xué)院海洋科學(xué)觀測探測技術(shù)體系構(gòu)建
面向加快建設(shè)海洋強(qiáng)國的重大戰(zhàn)略需求，聚焦海洋科技高水平自立自強(qiáng)，中國科學(xué)院構(gòu)建了由海洋科學(xué)考察船、海洋觀測野外臺站網(wǎng)絡(luò)、海洋機(jī)器人技術(shù)裝備、海洋綜合基地平臺、海洋國際合作網(wǎng)絡(luò)等組成的海洋科學(xué)觀測探測技術(shù)體系；通過組織航次斷面觀測、站點(diǎn)觀測、機(jī)動觀測等，充分利用我國自主構(gòu)建的全球海洋衛(wèi)星觀測網(wǎng)絡(luò)體系，形成了衛(wèi)星、航次、浮標(biāo)、潛標(biāo)相結(jié)合，多學(xué)科、多要素、全水深測量，兼有綜合調(diào)查與專項(xiàng)研究功能的海洋科學(xué)綜合觀測探測網(wǎng)絡(luò)（圖?1）。
海洋科學(xué)考察船體系
中國科學(xué)院海洋科學(xué)考察船隊由海洋研究所、南海海洋研究所、深海科學(xué)與工程研究所、煙臺海岸帶研究所、聲學(xué)研究所等單位共同組建；擁有從海岸帶、近海到深海大洋的“科學(xué)”“實(shí)驗(yàn)”“探索”“創(chuàng)新”4?個系列?11?艘科學(xué)考察船（圖?2），以及青島、廣州、三亞?3?個岸基支撐平臺；實(shí)行文化理念、管理標(biāo)準(zhǔn)、任務(wù)調(diào)度、發(fā)展規(guī)劃“四統(tǒng)一”管理體系，船時、裝備、人員等科考資源“三統(tǒng)籌”調(diào)配機(jī)制，以及船時和數(shù)據(jù)樣品“雙閉環(huán)”分配機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)科考資源運(yùn)行效益的最大化。依托海洋科學(xué)考察船隊，中國科學(xué)院組織實(shí)施了中國近海、熱帶西太平洋、東印度洋、馬里亞納海溝深淵等海洋環(huán)境綜合調(diào)查航次，組織完成了戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金共享航次項(xiàng)目及相關(guān)專項(xiàng)調(diào)查任務(wù)等。
海洋觀測野外臺站網(wǎng)絡(luò)體系
中國科學(xué)院海洋觀測野外臺站網(wǎng)絡(luò)主要面向國家重大戰(zhàn)略和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求，針對濱海濕地、海灣、河口、海岸帶、近海、島礁、深海大洋等典型海洋環(huán)境開展長期定點(diǎn)觀測。截至目前，已經(jīng)建成了黃河三角洲濱海濕地生態(tài)試驗(yàn)站、牟平海岸帶環(huán)境綜合試驗(yàn)站、黃海海洋觀測研究站、膠州灣海洋生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站、長江口生態(tài)系統(tǒng)研究站、東海海洋觀測研究站、粵東上升流區(qū)海洋生態(tài)系統(tǒng)綜合觀測研究站、廣東大亞灣海洋生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站、湛江海洋經(jīng)濟(jì)動物實(shí)驗(yàn)站、海南三亞海洋生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站、西沙海洋環(huán)境觀測研究站、南沙海洋生態(tài)環(huán)境實(shí)驗(yàn)站等?12?個海洋觀測站。海洋觀測野外臺站、航次斷面調(diào)查、區(qū)域觀測網(wǎng)等，共同組成了中國科學(xué)院海洋科學(xué)綜合觀測網(wǎng)絡(luò)體系（表?1）。
海洋機(jī)器人技術(shù)裝備體系
中國科學(xué)院海洋機(jī)器人技術(shù)裝備體系主要面向海洋科學(xué)觀測探測和深海礦產(chǎn)資源勘查的實(shí)際需要，構(gòu)建了我國具有全部自主知識產(chǎn)權(quán)的海洋機(jī)器人技術(shù)體系；形成了以“海翼”系列水下滑翔機(jī)，“潛龍”“探索”系列自主水下機(jī)器人，“海斗”系列自主/遙控水下機(jī)器人，“海星”系列遙控水下機(jī)器人，以及“深海勇士”號?4500?米載人潛水器和“奮斗者”號全海深載人潛水器等裝備為代表的系列深海裝備（圖3）；正在推進(jìn)深海/深淵海底原位科學(xué)實(shí)驗(yàn)站建設(shè)；打造了“載人和無人相結(jié)合、有纜和無纜相結(jié)合、固定和移動相結(jié)合”的海洋機(jī)器人機(jī)動觀測探測體系，使我國擁有了深海/深淵、大洋、極地的探測能力。在單體技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上，在國內(nèi)率先開展了海洋機(jī)器人集群組網(wǎng)立體觀測，在國內(nèi)率先開展空海一體化協(xié)同觀測試驗(yàn)，刷新中國載人和無人深潛新深度，實(shí)現(xiàn)了綜合觀測、探測和作業(yè)能力跨越式提升。
海洋綜合基地平臺體系
中國科學(xué)院海洋綜合基地平臺體系主要由綜合性中心和示范基地組成，其在若干重要領(lǐng)域發(fā)揮牽頭總體的作用。例如：中國科學(xué)院海洋科學(xué)數(shù)據(jù)中心主要基于海洋科考及觀測網(wǎng)絡(luò)，整合現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與計算的耦合，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、系統(tǒng)集成、高效共享、綜合展示的海洋科學(xué)大數(shù)據(jù)中心，服務(wù)于海洋科學(xué)發(fā)現(xiàn)和管理決策。中國科學(xué)院南海海洋技術(shù)與系統(tǒng)試驗(yàn)基地主要開展南海特定海區(qū)環(huán)境特性與聲場規(guī)律研究、海洋環(huán)境觀測信息獲取、集成與應(yīng)用技術(shù)、海洋裝備與系統(tǒng)試驗(yàn)技術(shù)等，建立科學(xué)、高效的海上試驗(yàn)保障體系，為我國海洋環(huán)境保障等提供重要的科技支撐。中國科學(xué)院島礁綜合研究中心是我國深遠(yuǎn)海重要的島礁科研民事平臺，形成了“以美濟(jì)園區(qū)為主，永暑、渚碧兩站為輔”的平臺布局，聚焦南海關(guān)鍵海區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)演變、地質(zhì)環(huán)境變化、生態(tài)環(huán)境安全和立體觀測等方面開展協(xié)同研究，為中國及南海周邊國家提供相關(guān)海洋科技支撐服務(wù)。
海洋國際合作網(wǎng)絡(luò)體系
中國科學(xué)院海洋觀測國際合作體系主要由海外聯(lián)合觀測平臺等組成，并在國際合作方面發(fā)揮引領(lǐng)帶動作用。中國科學(xué)院與俄羅斯、美國、法國、葡萄牙、斯里蘭卡、巴基斯坦等國家相關(guān)機(jī)構(gòu)保持密切戰(zhàn)略合作。例如：中國-斯里蘭卡聯(lián)合科教中心開展了印度洋海洋氣候變化、海洋氣象防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)研究，設(shè)立了實(shí)體性海洋觀測定點(diǎn)站，初步建成了熱帶印度洋海洋氣象立體觀測網(wǎng)絡(luò)。中國-巴基斯坦地球科學(xué)研究中心開展了印度洋海洋生物多樣性、海洋災(zāi)害風(fēng)險評估技術(shù)等研究，建設(shè)了首套北印度洋海嘯監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)。中國-葡萄牙星海聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室面向全球海洋、氣候等重大科學(xué)問題，打造空海網(wǎng)絡(luò)化立體監(jiān)測系統(tǒng)，開展深海環(huán)境過程研究，構(gòu)建特殊生態(tài)系統(tǒng)模型，推動空間與海洋的一體化、智能化研究。此外，中國科學(xué)院為中法海洋衛(wèi)星研制的微波散射計在軌工作正常，由其采集的全球海面風(fēng)場和海浪譜等監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量達(dá)到國際先進(jìn)水平。
在海洋科學(xué)觀測探測技術(shù)體系和綜合觀測探測網(wǎng)絡(luò)的支撐下，中國科學(xué)院強(qiáng)化國家戰(zhàn)略科技力量的使命擔(dān)當(dāng)，積極組織承擔(dān)國家重大任務(wù)，組織實(shí)施戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)，強(qiáng)化“三重大”產(chǎn)出導(dǎo)向，形成“1（1?個戰(zhàn)略科學(xué)家指引方向）+X（若干重大科技任務(wù)提供保障）+N（多個全國優(yōu)勢力量集智攻關(guān)）”的新時代海洋科技創(chuàng)新模式。中國科學(xué)院“入南海、出兩洋、下深淵、拓兩極”，建設(shè)國際一流的深遠(yuǎn)海綜合觀測探測技術(shù)體系，顯著提升我國深遠(yuǎn)海觀測探測與研究能力；持續(xù)開展中國近海和臨近大洋綜合科學(xué)考察，建設(shè)了西太平洋實(shí)時觀測網(wǎng)、島礁綜合中心、海外聯(lián)合觀測站等，為推動全球海洋治理提供有效科技支撐；構(gòu)建了世界先進(jìn)的縱貫海面—水體—深淵—海底的海洋技術(shù)裝備體系，使我國具備了深海/深淵、大洋和極地探測與作業(yè)能力，引領(lǐng)我國的深?？瓶歼M(jìn)入萬米時代；帶動了我國海洋科學(xué)和技術(shù)的全面提升，為我國經(jīng)略海洋和建設(shè)海洋強(qiáng)國提供了重要科技支撐。
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思考與展望
建設(shè)海洋強(qiáng)國是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的重大戰(zhàn)略任務(wù)，需要加快推動海洋科技實(shí)現(xiàn)高水平自立自強(qiáng)。在肯定成績的同時，我們也要清醒地認(rèn)識到，與高水平科技自立自強(qiáng)的要求相比，我國的海洋科學(xué)觀測探測技術(shù)還存在制約發(fā)展的若干問題，主要表現(xiàn)在原創(chuàng)性引領(lǐng)性創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心裝備智能化水平不高，關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)能力不足，以及國家戰(zhàn)略科技力量布局需要強(qiáng)化等，亟待在以下?3?個方面加強(qiáng)布局。
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加強(qiáng)頂層設(shè)計，推動國家戰(zhàn)略需求和科技前沿問題“雙引擎”
加強(qiáng)戰(zhàn)略謀劃和頂層布局，圍繞海洋資源開發(fā)、海洋經(jīng)濟(jì)開發(fā)、海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)、海洋權(quán)益維護(hù)等明確的國家戰(zhàn)略需求進(jìn)行體系化頂層設(shè)計；同時，要高度重視面向世界科技前沿的基礎(chǔ)性、理論性、原創(chuàng)性重大科學(xué)問題研究，組織發(fā)起以我為主的全球海洋觀測探測大科學(xué)計劃，推動實(shí)現(xiàn)滿足國家重大戰(zhàn)略需求和引領(lǐng)世界科技前沿“雙引擎”。
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強(qiáng)化科技攻關(guān)，瞄準(zhǔn)最緊急、最緊迫的關(guān)鍵問題持續(xù)發(fā)力
堅持需求導(dǎo)向、問題導(dǎo)向、目標(biāo)導(dǎo)向，從國家急迫需要和長遠(yuǎn)需求出發(fā)，瞄準(zhǔn)海底科學(xué)觀測探測網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、島礁綜合立體觀測技術(shù)、極地觀測探測技術(shù)、深海載人和無人智能技術(shù)、深海極端環(huán)境探測技術(shù)、深海大型科考站能源供給技術(shù)等戰(zhàn)略急需方向持續(xù)攻關(guān)，加強(qiáng)原創(chuàng)性、引領(lǐng)性科技攻關(guān)，加強(qiáng)學(xué)科和領(lǐng)域深度交叉，攻克一批“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)，解決一批制約我國海洋強(qiáng)國建設(shè)的“瓶頸”問題。
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創(chuàng)新體制機(jī)制，充分發(fā)揮海洋領(lǐng)域國家戰(zhàn)略科技力量作用
發(fā)揮國家作為重大科技創(chuàng)新組織者的作用，充分發(fā)揮海洋領(lǐng)域國家實(shí)驗(yàn)室、全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等國家戰(zhàn)略科技力量作用，充分調(diào)動戰(zhàn)略科技人才積極性，組織實(shí)施好國家海底科學(xué)觀測網(wǎng)、冷泉生態(tài)系統(tǒng)裝置、海底原位科學(xué)實(shí)驗(yàn)站、全球海洋立體觀測網(wǎng)等國家重大科技任務(wù)，推動海洋科學(xué)觀測探測與業(yè)務(wù)化預(yù)報體系的有機(jī)銜接，推動海洋強(qiáng)國標(biāo)志性重大創(chuàng)新成果產(chǎn)出。
中國的海洋觀測探測已經(jīng)站在新的、更高的起點(diǎn)上，正在邁向高水平科技自立自強(qiáng)的征程中。構(gòu)建自立自強(qiáng)的海洋科學(xué)觀測探測技術(shù)體系，需要加強(qiáng)頂層設(shè)計、強(qiáng)化科技攻關(guān)、創(chuàng)新體制機(jī)制，加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，為我國加快海洋強(qiáng)國建設(shè)提供強(qiáng)有力的科技支撐。
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