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汇聚全球创新资源 开展国际科研协作
我国大力推进南半球海洋研究
来源:公共关系部    通讯员:刘苗    2018-10-07 08:27:43

为深入参与全球海洋创新治理体系,弥补南半球海洋研究机构缺乏的短板,2017年5月,青岛海洋科学与技术试点国家实验室(以下简称“海洋试点国家实验室”)与澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)合作建立的“国际南半球海洋研究中心”正式启用,旨在开展南半球海洋观测与研究、教育培训和信息数据管理。国际南半球海洋研究中心启用一年来,通过构建全球分布式协同创新平台,聚集全球创新资源,聚焦海平面变化、海洋环流、气候变化等重大议题,在解决人类面临的世界性问题上影响日益提升。澳大利亚驻华大使馆工业、科技和创新参赞乔安娜·邦廷日前接受采访时说,国际南半球海洋研究中心开创了中澳科技合作的新模式,成为中澳两国交流合作的新典范。


弥补南半球海洋研究短板 协同创新

海洋占地球面积的71%,而大部分的海洋位于南半球。作为全球热盐环流的两极之一,南半球海洋在全球大洋的热量循环、碳循环和生物地球化学循环发挥着重要作用,对全球大洋和气候变化具有举足轻重的影响。国际南半球海洋研究中心主任、海洋试点国家实验室“鳌山人才”计划领军科学家蔡文炬指出,海洋能够吸收90%以上人类活动制造的热量,而其中超过70%都是被南半球海洋吸收的。强大的南极绕极流、终年存在的南大洋深层水团和底层水团及其交换、海冰及融化已是全球海洋学、气候学的研究前沿和热点。而目前人类所获取的大部分海洋资料来自北半球,大部分的海洋研究机构也位于北半球,国际社会近年来一直倡导加强对南半球海洋研究能力建设。

为增进对南大洋的了解,国际南半球海洋研究中心的科学家从赤道到南极,对南大洋展开了系统的、全方位的研究,以南大洋海洋观测为重点,构建了深海观测浮标系统,推进了南大洋气候变化、生物多样性及生态系统研究。目前,国际南半球海洋研究中心已开展“认识厄尔尼诺及印度洋偶极子现状、未来动力学及其与南半球海洋的相互作用”“南大洋对海平面变化的影响”“印度洋-太平洋盆际交换”“印度洋-太平洋海域的耦合暖池动力学”“南大洋动力学、循环及水团形成”“南大洋观测与变化”6项科研项目,研究过程中,关于南大洋的新发现不断涌现,颠覆了诸多传统认知。

传统理论认为,海洋热含量增加是人类热量排放增多导致的。然而,国际南半球海洋研究中心的科学家却发现,南半球海洋热含量的大幅度增加是由于气候风场变动,大气与海洋洋流的循环系统发生变化,海洋热量吸收能力增强导致的。就南大洋而言,海水表层吸收的热量并不多,吸收的热量主要存在于次表层,这种特殊的热量分布会对南极冰川产生重要作用,影响南极冰川融化,致使全球海平面上升,南极洲附近水域的淡水也将持续增加,海水呈现低密度的趋势。

蔡文炬指出,虽然在过去的30年间,南极冰川的总体面积不断扩大,但南极西部海洋冰川的融化速度却在加快。南大洋次表层的热量分布,可能加速南极冰川融化。如果冰川下的海底呈斜向分布,便会形成‘窟洞’地形,海水进入窟洞后热量难以被带走,也会加速冰川融化。“如果百年内南极西部的海洋冰川全部融化,全球海平面将上升大约3米,这大大超出了之前的科学预测。”蔡文炬透露,为深入了解南极冰川融化机理,国际南半球海洋研究中心计划未来几年内在南大洋布放500个深海Argo浮标,以实现对南大洋的全面观测。

科学家们还对厄尔尼诺现象与印度洋偶极子在温室气体增加情况下的变化趋势展开了研究。蔡文炬指出,《巴黎气候变化协定》的目标是,将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2℃以内,并将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5℃以内。新的研究却表明,当气温上升幅度得到控制后,印度洋偶极子现象会趋于平稳,但极端厄尔尼诺频率的增加却不会立即停止,而是有可能持续百年,这也大大颠覆了我们的传统认知。

此外,科学家们还研究了南大洋气候变化对生物多样性带来的影响。蔡文炬指出,随着南大洋气候变化,海洋生物多样性变化是“非线性”的,即温度提升1-3倍,海洋生物种群、数量变化有可能减少10倍。可见,南大洋气候变化对生物多样性的破坏并不是呈线性分布,为保护生物多样性和人类赖以生存的家园,提倡节能减排变得尤为重要。

 

展开国际合作研究  成果丰硕

关于南大洋对海平面变化的影响之前多是理论推测,国际南半球海洋研究中心成立之后,利用全球资源优势,科学家们已于今年年初对南大洋进行了科学考察和实地观测,对部分理论研究成果进行了验证,并在国际顶级刊物上发表了一系列原创性文章。

一年来,国际南半球海洋研究中心取得了丰硕的研究成果。于Nature Climate Change发表文章“The increasing rate of global mean sea-level rise during 1993-2014”,研究由于热量吸收导致的热膨胀对全球平均海平面的影响;于Nature Climate Change发表文章“Continued increase of extreme El Niño frequency long after 1.5°C warming stabilization”,研究1.5°C变暖稳定后极端厄尔尼诺现象持续增加的频率;于Journal of Climate发表文章“Multi-time scale variability of the sea surface salinity dipole mode in the tropical Indian Ocean”,对印度洋表层盐度偶极子模式的多时间尺度变化进行研究;于Nature Climate Change发表“Recent wind-driven changes in Subantarctic Mode Water and its impact on ocean heat storage”,指出南大洋亚南极模态水在形成与消减中的风致变化可以解释南半球海水热海量的大幅上升问题……蔡文炬谈道,截止当前,国际南半球海洋研究中心的科学家已在《自然》《科学》《地球物理学评论》等国际顶级学术刊物上发表了8篇科研论文。

澳大利亚联邦科学与工业研究组织首席执行官拉里·马歇尔表示,国际南半球海洋研究中心正在不断创新发展,一是加强硬件及工程方面的创新,研发适应于南大洋严苛环境的、续航时间更久的传感器及其他的测量设备;二是加强收集数据和分析数据方面的创新,促进物理学与技术等的交叉融合,推动学科合作。南半球海洋对全球气候有着极其关键的影响,国际南半球海洋研究中心的科学研究能有效应对全球气候变化,这不单有益于中澳两国,也有益于世界的发展。


汇聚全球海洋科研人才 构建协同创新网络

据蔡文炬介绍,国际南半球海洋研究中心采用国际化运行模式,重大事宜通过管理指导委员会予以决定。管理指导委员会共5人,主席由国际知名学者担任,其余由海洋试点国家实验室和澳大利亚联邦科学与工业研究组织各2名代表组成。国际南半球海洋研究中心日常运行实行中心主任负责制,中心主任全球招聘。国际南半球海洋研究中心还设立了咨询委员会,促进海洋科研投资更有效益,保证日常工作有序进行。“当前,国际南半球海洋研究中心形成了‘三位一体’的运作模式,机构设置、决策流程对标国际惯例,都是为了让我们能更好地参与前沿创新,用优异成果和高效平台汇聚全球人才,为协同攻关凝聚最大正效应。”蔡文炬说。

国际南半球海洋研究中心成立后,积极聚焦大科学命题,广泛吸引世界的目光,公开招聘的每一个岗位几乎都有来自全球的50多名高端人才竞聘。当前,国际南半球海洋研究中心已吸引澳大利亚新南威尔士大学、悉尼大学、塔斯马尼亚大学加盟,组成了史蒂夫·林托尔、马修·英格兰、约翰·A·丘奇3位澳大利亚科学院院士和工程院院士领衔的,由中国、澳大利亚、美国等国近10名研究人员组成的团队,开展了“南大洋对海平面变化的影响”“印度洋-太平洋盆际交换” “南大洋观测与变化”等6项科研项目。研究了1993—2014年全球平均海平面的上升速度,探索极端厄尔尼诺现象的时空复杂性及其对地球系统产生的影响,揭秘南大洋的变化趋势,发现南极洲附近水域趋于低密度的趋势以及解释南半球海洋热含量的大幅度增加原因,等等。

“在全球性挑战此起彼伏的今天,仅凭单个国家的力量无法解决世界面临的问题,只有全球携手在重大领域形成创新合力,开展联合攻关,才能促进科学的整体进步和发展。”海洋试点国家实验室主任委员会主任吴立新表示,国际南半球海洋研究中心正是从解决全人类面临问题的角度出发,联手国际优势科研力量,构建全球深度治理新模式,建设人类命运共同体。


加强国际协作 助力“一带一路”建设

澳大利亚是海洋强国,也是南半球最大、最发达的国家,地处“两洋一海”(太平洋、印度洋和中国南海)交界处,是21世纪“海上丝绸之路”沿线重要国家,具有先进的技术和丰富的自然资源。澳大利亚联邦科学与工业研究组织是澳大利亚最大、最重要的研究机构,同时也是世界十大科研机构之一,在南半球海洋观测与研究、南极科考方面一直居于世界前沿水平。乔安娜·邦廷指出,国际南半球海洋研究中心作为一种新型合作形式,能有效加深澳大利亚联邦科学与工业研究组织和中国以及海洋试点国家实验室之间的合作。

“两个国家海洋科技创新机构合力打造的国际南半球海洋研究中心,一年多来,运行平稳,科研成果稳步产出,这不仅给全球南大洋研究带来新鲜动力,而且为我国‘21世纪海上丝绸之路’西线发展提供一个科技的战略支点。”吴立新说,国际南半球海洋研究中心的建设是中国海洋科技走出国门的必然选择,将为我国积极参与“南大洋海洋观测系统”等国际计划和组织提供强有力的支撑。吴立新表示,希望通过双方的共同努力,国际南半球海洋研究中心能早日成为全球公认的引领南半球海洋科学研究的国际研究中心,助力中澳海洋领域合作,为人类命运共同体建设做出积极贡献。

作为海洋试点国家实验室的第一个海外中心,国际南半球海洋研究中心肩负着全球分布式协同创新网络试点和示范的重任,以任务需求为主导,实现任务、平台、团队三结合,打造一流创新生态系统,建设原始创新策源地。澳大利亚联邦科学与工业研究组织海洋与大气中心主任安东尼·沃比指出,双方科学家、工程师及技术人员组建成一流的团队,在交流和合作中增强了互利,在全球化进程、Argo设备、综合海洋观测系统、南极计划、国家环境科学计划、高校合作等领域展开了广泛合作。未来,澳大利亚联邦科学与工业研究组织将积极参与中国正在推动的大科学计划,加强对南大洋和南极洲的研究和观测,以全球化视野维护全人类利益。

国际南半球海洋研究中心一年多的有序运行和良好进展,不仅促进了两国之间的人文交流和科技创新合作,推动了“一带一路”倡议实施,也为我国积极参与“南大洋海洋观测系统”等国际计划和组织提供了强有力的支撑,成为我国深入参与全球海洋创新体系的有力抓手,更为中外联合研究树立了典范,提供了一种新型、高效的国际科技合作模式。蔡文炬介绍,国际南半球海洋研究中心是一种国际合作的典范,为两国科学家提供了一种双赢的合作伙伴模式。当前,越来越多的南半球海洋研究者加入国际南半球海洋研究中心,该中心的五年科学规划编制工作也即将完成,正在争取积极展开新一轮南半球海洋科学研究。

未来,国际南半球海洋研究中心将继续加强知识和经验分享,推动海洋科学数据全球共享,促进海洋科考船及大型基础设施共享,助力海洋科学研究和教育资源共享,构建海洋观测研究合作伙伴关系,共同应对社会经济发展对海洋科学技术的挑战。海洋试点国家实验室也将积极致力于全球科技协同创新网络建设,促进在深海、极地极端环境等方面的国际合作与科学发展,为海洋强国战略和21世纪海上丝绸之路建设提供有力支撑。下步,海洋试点国家实验室还将按照“东西并重,南北并举”的原则构建全球协同创新网络,与德国、俄罗斯等国家建设若干中外联合中心,加快建设国际一流的综合性海洋科技研究中心和开放式协同创新平台,用实际行动和不懈努力为世界提供中国方案,贡献中国智慧!


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海洋试点国家实验室主任吴立新就双方合作发表讲话


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澳大利亚联邦科学与工业研究组织首席执行官 拉里·马歇尔(中),

海洋与大气中心主任安东尼·沃比(左),

澳大利亚工业、创新和科技部驻华大使馆参赞乔安娜·邦廷(右)出席合作交流会议


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会议现场


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与会专家合影


(责任编辑:王文娟)

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