海洋深处蕴藏着破解全球气候变化与生态安全的重要信息。
深海碳循环演变规律、生物栖息环境变迁以及物质输运机制,构成了认识地球系统运行的核心要素。
然而,如何在复杂多变的深海环境中实现长期、精确的原位监测,一直是困扰国际海洋科学界的技术难题。
长期以来,我国深海观测手段主要局限于船载调查和固定站点监测方式,难以满足现代海洋科学对连续性、高分辨率数据的需求。
与此形成对比的是,美国、欧洲等海洋科技强国已建立起依托自主移动观测平台的立体监测网络,在海洋生物地球化学观测领域占据技术制高点。
这种技术代差不仅制约了我国海洋科学研究的深入开展,更在深海资源调查、海洋权益维护等方面形成潜在隐患。
面对技术封锁与现实需求的双重压力,中国科学院西安光学精密机械研究所吴国俊团队联合崂山实验室、国家海洋技术中心、厦门大学、自然资源部第二海洋研究所等科研力量,组成跨学科攻关团队。
他们将突破口聚焦于海洋生物地球化学参数的精准测量这一核心瓶颈,系统攻克了环境干扰校正、传感器漂移自动补偿、多波段分类激发测量、混叠光谱精确解析等一系列关键技术。
经过持续技术攻关,团队成功研制出涵盖溶解氧、有色溶解有机物、硝酸盐、下行辐照度等核心参数的系列化传感器产品。
这些设备不仅具备完全自主知识产权,更在性能指标上达到国际先进水平。
更为重要的是,研发团队针对我国海洋观测需求,构建了适配多种观测平台的技术解决方案,为建设海洋立体观测体系奠定了装备基础。
在应用验证阶段,国产传感器搭载国产海燕系列水下滑翔机以及HM2000系列浮标,在真实海洋环境中接受了严苛考验。
试验创造了国际上首次基于滑翔机平台实现海洋生物地球化学多参数、大深度、长时间序列剖面观测的纪录,同时也完成了国内首次基于浮标平台的长期原位剖面观测任务。
实测数据显示,关键参数的观测精度已与国际主流产品处于同一水平,部分指标甚至实现超越。
这一突破的意义远超技术层面。
从科学研究角度看,高精度、长时序的海洋生物地球化学数据将为揭示海洋碳汇机制、预测生态系统响应、评估气候变化影响提供不可或缺的科学依据。
从国家战略层面审视,自主观测装备的成功研发打破了国外技术垄断,提升了我国在深海科学研究和资源环境调查中的自主可控能力,对维护国家海洋权益、推进海洋强国建设具有重要战略价值。
当前,国际海洋观测正朝着智能化、网络化、协同化方向发展。
我国此次技术突破不仅缩小了与发达国家的差距,更为后续发展奠定了坚实基础。
未来,随着传感器技术的持续优化和观测平台的规模化部署,一个覆盖我国管辖海域的海洋生物地球化学立体观测网络正逐步成型。
深海观测能力的提升，既是科学问题的破解，也是国家能力的塑造。
国产海洋生物地球化学原位传感器实现多平台深海验证，标志着我国在关键观测装备自主可控与长期连续数据获取方面迈出重要一步。
面向未来，唯有以需求牵引、以体系集成、以长期运行验证为抓手，持续夯实“看得见深海、读得懂变化、用得好数据”的能力底座，才能更好服务海洋强国建设与全球气候治理的科学决策。