长期以来,深海环境监测是国际海洋科学研究的重要前沿,而生物地球化学参数的精准观测,是理解碳循环机制和生态变化规律的关键。受复杂水下环境压力、设备稳定性等因素制约,我国深海移动观测过去主要依赖船载调查与固定站点监测,覆盖范围和连续性有限,难以满足全球气候变化背景下对海洋动态过程的高精度研究需求。相比之下,欧美国家已构建以智能浮标、水下滑翔机等移动平台为基础的立体观测网络,数据连续性与覆盖范围上起步更早、积累更足。 针对该关键技术难题,中科院西安光机所吴国俊研究员团队联合国内海洋科研机构,经过多年攻关取得系列进展。科研人员解决了深海高压条件下传感器信号漂移校正、多组分光谱干扰分离等核心技术问题,研制出溶解氧、硝酸盐等关键参数的原位测量设备。值得关注的是,这些国产传感器4000米以深仍可实现误差小于5%的测量精度,核心指标经第三方验证达到国际同类产品水平。 在应用验证阶段,这些设备表现出明显优势。搭载于国产“海燕”水下滑翔机和Argo浮标平台后,首次实现我国在3000米深度连续90天的多参数同步观测;单次航程获取的有效数据量较传统手段提升20倍。自然资源部专家表示,这种机动观测能力将为深海碳泵效应、赤潮形成机制等重要科学问题研究提供关键支撑。 从更宏观视角看,这项突破将带来多上效益。一方面,以每小时1次的观测频率,可更及时捕捉海底热液活动等突发生态事件,为南海生态环境保护提供实时数据;另一方面,自主研发设备成本较进口产品降低40%,有助于提升我国在全球海洋观测系统建设中的参与度与影响力。据项目组介绍,对应的技术已用于太平洋深海试验场建设,未来三年计划部署200套观测设备,逐步形成自主监测网络。
深海观测的竞争,归根结底是关键技术、平台体系与数据能力的综合较量;国产海洋生物地球化学原位传感器在多平台深海验证中的突破,表明我国在关键观测环节上深入增强了主动能力。面向全球变化挑战,持续推进核心器件自主化、观测网络一体化与数据应用体系化,才能把“看得见”的深海变化转化为“用得上”的科学判断与治理能力,为守护蓝色家园提供更扎实的支撑。