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科考人員在大洋上布放潛標(biāo)的配重,為進(jìn)行科考任務(wù)做準(zhǔn)備。(中科院海洋研究所供圖)

　　

　　半島記者　徐杰

　　10月30日早上8時(shí)整,經(jīng)過(guò)40天的航期后,“科學(xué)號(hào)”伴隨著朝陽(yáng)順利抵達(dá)中科院海洋研究所薛家島碼頭,圓滿完成了“2016年西太平洋科學(xué)考察試驗(yàn)研究”。此次科考任務(wù)是承擔(dān)了多個(gè)國(guó)家級(jí)重大科研項(xiàng)目的聯(lián)合航次,取得的科研成果創(chuàng)造了多個(gè)國(guó)內(nèi)首次,其中包括首次獲取完整的菲律賓深海水深5000米的全水深斷面數(shù)據(jù),成功回收我國(guó)首個(gè)“西太平洋深海壓力逆式回聲儀(PIES)觀測(cè)陣”,成功試驗(yàn)3臺(tái)我國(guó)自主研發(fā)的水下滑翔機(jī)等。

　　船長(zhǎng)每年在船上超300天

　　“科學(xué)號(hào)”本航次于9月20日從青島出發(fā),航期40天。10月30日早上7時(shí)許,記者來(lái)到薛家島碼頭時(shí),已有不少工作人員在此等候“科學(xué)號(hào)”凱旋。不遠(yuǎn)處的海面上,滿載而歸的“科學(xué)號(hào)”正慢慢向碼頭靠近,一些科研人員站在甲板上,揮手向岸上人員示意。在碼頭,記者見(jiàn)到了孫女士和她上小學(xué)六年級(jí)的兒子,一大早他們從市北的家里趕來(lái),迎接完成科考任務(wù)的家人。“我愛(ài)人叫陳修峰,是科學(xué)號(hào)本航次的船長(zhǎng)。”孫女士介紹,丈夫所從事的科考工作十分辛苦,一家人聚少離多,平均每年丈夫在船上的時(shí)間超過(guò)300天。

　　中科院海洋研究所所長(zhǎng)助理李超倫也來(lái)迎接“科學(xué)號(hào)”,他介紹,“科學(xué)號(hào)”在執(zhí)行科考任務(wù)時(shí),有一個(gè)很大的特點(diǎn)就是共享航次,今年已經(jīng)是第七次共享航次。除了單一任務(wù)之外,還搭載其他有科研需求機(jī)構(gòu)的項(xiàng)目,使航次效益最大化,獲取更多的科研數(shù)據(jù),為更多的科研人員提供一個(gè)平臺(tái),產(chǎn)生更多的科研成果。李超倫告訴記者,海洋調(diào)查以前多是單學(xué)科的調(diào)查,現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬W(xué)科進(jìn)行的系統(tǒng)調(diào)查,多學(xué)科在同一平臺(tái)上作業(yè),同步取得科研數(shù)據(jù),可以從不同角度加深對(duì)海洋現(xiàn)象的認(rèn)識(shí),有利于推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展。

　　記者了解到,“科學(xué)號(hào)”本航次執(zhí)行的科考任務(wù)主要是三個(gè)項(xiàng)目的聯(lián)合航次(如右圖),這三個(gè)項(xiàng)目都是國(guó)家級(jí)的重大科研項(xiàng)目。

　　5000米全水深獲取斷面數(shù)據(jù)

　　“科學(xué)號(hào)”緩緩靠岸后,記者登上了這艘目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的科考船。國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)西太平洋開(kāi)放共享航次項(xiàng)目首席科學(xué)家袁東亮介紹,“科學(xué)號(hào)”本航次科考首次獲取了完整的菲律賓深海海盆平均水深5000米的全水深溫度、鹽度、壓力、溶解氧和營(yíng)養(yǎng)鹽的經(jīng)向斷面數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)為研究深海海洋環(huán)流及其在全球變暖背景的響應(yīng)和影響提供了寶貴的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

　　袁東亮稱(chēng),西太平洋是全球海洋平均深度最深的,尤其是菲律賓海盆,平均深度超過(guò)5000米,在此海域,只有上世紀(jì)80年代美國(guó)做過(guò)不太完整的海洋斷面檢測(cè)。“到現(xiàn)在有了兩個(gè)斷面檢測(cè),通過(guò)數(shù)據(jù)可以比較在全球氣候變化的情況下,深海的熱量是怎么變化的。”袁東亮介紹,這個(gè)意義非常重大,因?yàn)榉坡少e海西邊界流的流量相當(dāng)于長(zhǎng)江的1000倍,它把赤道地區(qū)的熱量帶到高緯度地區(qū),通過(guò)觀測(cè)CTD(注:海水的溫度、鹽度和壓力)可以算出海水密度,從而得知海水是怎樣流動(dòng)的。

　　因?yàn)橐酝臄?shù)據(jù)只有海洋上層300米水深的測(cè)量,隨著技術(shù)的發(fā)展能檢測(cè)到2000米水深,本航次將檢測(cè)深度延伸超過(guò)了5000米。然而,要想在海洋中測(cè)量全水深的大斷面很不容易,就連放置儀器都無(wú)法簡(jiǎn)單做到,“因?yàn)楹Ａ鞅容^強(qiáng),放儀器就像放風(fēng)箏,6000米長(zhǎng)的鋼纜只能將儀器下放到2000米深。”袁東亮介紹,作為我國(guó)目前最先進(jìn)的科考船,科學(xué)號(hào)解決了這一難題,它的無(wú)級(jí)動(dòng)力定位可以靈巧實(shí)現(xiàn)船身的調(diào)整,從而實(shí)現(xiàn)全水深檢測(cè),如果要檢測(cè)4800米深的水域只需用到5000米長(zhǎng)的鋼纜,基本能做到鋼纜、儀器直上直下。

　　避開(kāi)魚(yú)群成功回收PIES

　　“科學(xué)號(hào)”本航次首席科學(xué)家周慧介紹,本次科考任務(wù)他們?cè)庥隽巳闻_(tái)風(fēng),盡管惡劣的天氣給科考任務(wù)帶來(lái)了不便,他們還是首次百分百成功回收我國(guó)首個(gè)“西太平洋深海壓力逆式回聲儀(PIES)觀測(cè)陣”,由三個(gè)PIES組成的觀測(cè)陣布放于西太平洋北赤道流及北赤道逆流區(qū),成功建立并獲取了西太平洋低緯度流系連續(xù)25個(gè)月的定點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù),這也是我國(guó)首次在開(kāi)闊大洋5000米深水域以100%的成功率完成PIES的回收任務(wù)。

　　周慧介紹,PIES是一種帶有壓力傳感器的坐底式海洋觀測(cè)設(shè)備,用來(lái)觀測(cè)聲學(xué)信號(hào)從海底到海面垂向傳輸時(shí)間(VATT)及海底壓力變化。由于VATT主要受水柱溫度剖面變化的影響,因此可用來(lái)反演因海流變化及中尺度渦旋影響的動(dòng)力高度的變化。“西太平洋深海PIES觀測(cè)陣”布放于2014年9月1日,成功觀測(cè)了發(fā)生于2014年至2016年期間的超強(qiáng)厄爾尼諾/拉尼娜事件。由于布放區(qū)域位于厄爾尼諾的發(fā)源地,因此,所獲取的數(shù)據(jù)對(duì)于研究此次超強(qiáng)厄爾尼諾事件的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制具有重大意義,對(duì)于未來(lái)更加準(zhǔn)確預(yù)測(cè)這種氣候異常現(xiàn)象具有重要參考價(jià)值。

　　然而,在回收PIES時(shí)并不輕松,這種直徑只有50厘米的塑料圓球形設(shè)備,在茫茫的大海上尋找不異于海底撈針,“白天目測(cè)到這種設(shè)備是很困難的,我們只能借助著這種設(shè)備上的微弱燈光在晚上尋找。”周慧介紹,回收位于北緯8度的第一個(gè)PIES時(shí),他們一直尋找到第二天中午,最后通過(guò)用錫紙包住對(duì)講機(jī),不斷改變位置判斷信號(hào)強(qiáng)弱才找到。回收位于北緯6度海域的第二個(gè)PIES時(shí)已經(jīng)有了經(jīng)驗(yàn),很順利就找到了,而回收第三個(gè)位于北緯4度的PIES又遭遇到了意外的狀況,“當(dāng)時(shí)附近海域有魚(yú)群,接收到的信號(hào)太多太雜,無(wú)法判斷哪個(gè)才是PIES的真實(shí)信號(hào),一直等到天亮魚(yú)群散開(kāi)后才成功找到。”

　　下月再赴西太平洋海域

　　記者了解到,科研人員還在強(qiáng)流區(qū)(流速大于1m/s,黑潮,棉蘭老海流)成功試驗(yàn)了3臺(tái)我國(guó)自主研發(fā)的水下滑翔機(jī),總天數(shù)達(dá)到了48天,獲取了343個(gè)1000米水深的海洋要素(溫度、鹽度、壓力、溶解氧、葉綠素)數(shù)據(jù)。

　　此外,“科學(xué)號(hào)”本航次搭載的華東師范大學(xué)張經(jīng)院士帶領(lǐng)的研究小組,成功獲取了菲律賓深海海盆超過(guò)5000米深度的痕量元素樣品。首次通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù),在西太平洋海域獲取了超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“海馬”過(guò)境前后微型及微微型真核浮游生物多樣性樣本等。

　　據(jù)介紹,在經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)短的休整后,“科學(xué)號(hào)”將再次出發(fā),在11月10日趕赴西太平洋海域,開(kāi)展針對(duì)國(guó)家海洋先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)的大洋環(huán)境與氣候領(lǐng)域的研究,此次海洋科考任務(wù)為期約50天。

　　 （來(lái)源：半島網(wǎng)-半島都市報(bào)）