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“透明海洋”计划中的青年担当

2019-12-23 09:13:23 来源: 青岛晚报 作者: 王伟
摘要:潜心研究海洋环流与气候,围绕海洋科学认知、气候变化、资源开发与权益维护等国家重大科学与应用需求,海洋试点国家实验室提出了“透明海洋”大科学计划。

  原标题:“透明海洋”计划中的青年担当

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信誉最好的彩票十大平台  潜心研究海洋环流与气候,围绕海洋科学认知、气候变化、资源开发与权益维护等国家重大科学与应用需求,海洋试点国家实验室提出了“透明海洋”大科学计划。在这个大科学计划中,青年科学家们展现出了前所未有的热情与担当,而青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室副主任陈朝晖就是其中一个。在“透明海洋”的大科学计划背景下,1984年出生的陈朝晖以国际海洋科学研究前沿为牵引,带领团队先后开展了深海自持式剖面浮标、智能浮标、漂流式海气界面浮标、漂流式波浪观测浮标等一系列新型观测设备的研发以及深远海试验和科学应用工作,在海气界面智能定点与移动组网观测(“海气界面”)和水下无人智能移动平台及组网观测(“深海星空”)中做出了一系列创新性工作。

  2003年,陈朝晖以优异的成绩考入中国海洋大学,所选专业正是学校的龙头专业海洋科学。本科毕业之际,陈朝晖毅然选择继续深造,延续他的海洋寻梦之旅。他以优异的成绩保送本专业研究生,有幸师从物理海洋学家吴立新院士,并在海洋环流与气候的科研之路上渐入佳境。陈朝晖2017年受聘中国海洋大学“青年英才工程”岗位第一层次教授,现任青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室副主任,中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室副主任。

  进入21世纪以来,得益于国家对海洋科学发展的大力投入,海洋人梦寐以求的深远海科学考察得以成为现实并火热推进,学校依托东方红2海洋综合调查船这一平台资源,组织了一系列面向太平洋、印度洋及南海的深海大洋科学考察航次,并以航次为讲堂,为在读研究生提供来自第一现场的海洋课堂体验。研究生期间,陈朝晖四次南下热带西太平洋,积累了丰富的海洋科考实践经验,同时,身临其境的科考体验让他对于全球气候系统的“心脏”——暖池及其“主动脉”黑潮的浩瀚强劲惊叹不已,并吸引他最终确定了博士论文的研究方向,即低纬度西边流变异机理及其气候效应。在随后将近十年的时间里,陈朝晖心怀敬畏,潜心钻研,围绕这个方向取得了一系列系统性的研究成果。他的研究成功揭示了太平洋北赤道流分叉和源地黑潮多时间尺度变化特征、控制机制以及对局地动力环境的影响,进一步建立了以外部风场强迫和内部海洋调整为核心的全球赤道流分叉季节变化的动力学框架。

  投身自主海洋观测设备研发

  然而,在基础研究不断取得成绩的同时,陈朝晖也逐渐意识到我们国家海洋科学的原始创新水平在国际上始终“慢半拍”的问题。纵观过去,海洋科学在其发展史上的每一次里程碑式的推进都离不开海洋观测和探测技术的提高。然而,在过去很长一段时间,甚至延续至当下,我国绝大多数高端海洋仪器都依赖进口,研发、使用国产的海洋仪器设备并产出创新成果很难想象。这一尴尬的境地,让亲身经历过多次出海观测的陈朝晖切身感受到了高端国产海洋仪器的欠缺是我国海洋事业发展的瓶颈之一,投身自主海洋观测设备的研发,也在潜移默化中融入了他的发展规划。

信誉最好的彩票十大平台  陈朝晖将海洋观测设备研发比作“造武器”,只有“武器”造好了才能“上战场、打胜仗”。 2017年在中纬度黑潮延伸体海区布放大型观测浮标的经历让他印象深刻,当时科研团队投入重金购置了一套美国制造的浮标系统,可当时国内没有相关的技术储备和布放经验,完全由美方“牵着鼻子走”,十分被动。由于黑潮延伸体海区恶劣的海洋环境以及美方所未料及的技术缺陷,浮标布放后出现了一系列的问题,数据持续了仅一周就停止回传,最终只能等到来年的航次将浮标回收,并运回美国请美方专家诊断维修。如此一来不仅耽误了大量的宝贵时间,而且导致我们中国的技术人员最终仍然无法掌握大型浮标的核心关键技术。

  这次浮标投放经历再次让陈朝晖感受到了海洋仪器装备自主研发的重要性,经过与吴立新院士多次沟通探讨,在他的鼓励下,陈朝晖组建了一支由多位中青年科学家和工程师共同组成的海洋观测装备研发团队,当务之急是研制我们中国人自己的中纬度黑潮延伸体大型浮标观测系统。海洋圈里众所周知,西北太平洋的黑潮延伸体海区是全球海洋和大气动力过程最活跃的区域,受海区复杂的海洋环境和恶劣的天气条件影响,目前只有美国在此海域维持着1套大型浮标观测系统。针对浮标观测系统搭建的诸多技术难题,陈朝晖带领研发团队多方实地考察,严选技术装备条件过硬的生产车间,与团队成员一起扎根车间现场,从浮标的整体设计、标体的稳性计算、标体材料的选型、锚系系统的结构设计等方方面面,他带领团队亲力亲为,反复尝试和试验,进行了一系列科学改造和技术突破,不断优化浮标系统的诊断、信息实时回传、存储、自动维护与备份等功能。最终,团队仅用不到一年时间研发出了两套面向中纬度黑潮延伸体的大型浮标观测系统,并于2019年秋季成功布放在海况更为恶劣的黑潮延伸体主轴及北侧区域,目前大浮标经历了多次台风和风暴过程后仍稳定运行,并实时地回传海气界面的关键数据,为研究中纬度海气相互作用提供了最为关键的数据支撑。

  在关键海区构建中国自己的观测体系

信誉最好的彩票十大平台  近十几年以来,我国在海洋观测网建设和海洋信息获取能力方面有了较大的进步,但整体上来讲,仍存在着区域碎片化、信息单一化、时空分辨低质化、数据传输延滞化等制约,尚未形成对核心海区海洋环境信息的实时、立体、高分辨度、多要素获取能力,与美、日等国际海洋强国相比仍有较大差距。在“透明海洋”大科学计划的背景下,我国已逐渐在“两洋一海”海区建立起以潜标为支点的观测系统,形成了一定的长期观测能力。然而在日本以东的黑潮延伸体海域,作为太平洋周边国家最关注的区域和全球气候变化、渔业资源的关键海区,时至2014年我们尚未在此区域形成自己的观测能力。

  2014年起,陈朝晖受命全面负责起我国在西北太平洋黑潮延伸体观测系统的构建工作。从那开始,陈朝晖往返奔波于国内科研院所调研交流,组织了十数场学术研讨,从黑潮延伸体特殊的海洋动力过程这一特点为切入点,对其观测系统进行科学合理的顶层设计。从2015年第一个6000m级深海潜标系统的成功布放,到2019年两套大型观测浮标系统的稳定运行,累积上百天的海上奋战,经历了无数个不眠不休的日日夜夜,黑潮延伸体浮潜标定点观测系统终于在今年初步构建完成,全球首个大洋多尺度海洋实时观测系统雏形初现。忙碌的工作让他少有机会陪伴家人,陪伴两个年幼的女儿,这让他心存愧疚,长时间的海上工作更使其经常与家人万里分隔。陈朝晖时常笑称这个观测系统也是他的“孩子”,构建这个观测系统是在陪伴另一个“家人”。成绩的取得更显弥足珍贵,看到地图上星星点点的站位,陈朝晖感慨万千,想到科学家在不远的将来能够使用全面的第一手观测资料研究中纬度海洋动力过程和海气相互作用,陈朝晖说这一切都是值得的。


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