1月15日，由我所聯(lián)合青島蔚海明祥有限公司合作完成的“‘精衛(wèi)’北斗多參數(shù)浮標關鍵技術研發(fā)及重大工程應用”成果評價會在青島召開。會議由中國海洋學會和中國測繪學會組織召開，6位院士和9位同行專家組成了高層級評價委員會，其中中國科學院陳大可院士擔任組長、中國工程院蔣興偉院士擔任副組長。會上，我所副所長徐興永代表研制單位介紹了成果總體情況，喬方利研究員代表項目組就需求分析與發(fā)展現(xiàn)狀、總體設計與關鍵技術、測試驗證與性能評估、推廣應用與未來計劃等四個方面進行了詳細匯報。專家評審一致認為，該成果實現(xiàn)了系列原始創(chuàng)新，整體技術處于國際先進水平，為全球海洋觀測提供了全的低成本、高精度解決方案。

 我所喬方利研究員在評價會上代表項目組進行匯報

 全球海洋觀測的“卡點”

 海洋現(xiàn)場觀測是海上航行安全、海洋與氣候防災減災和全球海洋治理的重要數(shù)據(jù)支撐。自1872年英國“挑戰(zhàn)者”號環(huán)球海洋觀測以來，科考船和近海臺站/浮標成為海洋觀測的主流手段。之后海洋觀測經歷過3次重大突破和發(fā)展，一是1978年美國海洋水色衛(wèi)星上天，海洋觀測從單點擴展到衛(wèi)星覆蓋的全球海洋觀測，但衛(wèi)星遙感的不足是僅能觀測海洋表層，且精度受限；二是1985年啟動的“熱帶海洋和全球大氣”國際大科學計劃（TOGA），建立了業(yè)務化運行至今的熱帶海洋浮標陣列（TAO/TRITON）；三是本世紀初美國引領發(fā)起了全球“地轉海洋學實時觀測陣”觀測計劃（ARGO），雖然全球有近4000個ARGO浮標業(yè)務化運行，但受電池能力限制，通常設定每10天觀測一次0-2000米的垂向剖面，即相當于每天全球海洋僅有大約400個觀測點。全球海洋觀測雖然經歷了3次重大突破和發(fā)展，但深遠?，F(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)仍嚴重匱乏，主要受限于3個方面：觀測成本高昂且難以實現(xiàn)大面積覆蓋觀測、多參數(shù)難以精準同步獲取、包含海浪影響在內的海氣通量參數(shù)直接觀測技術長期缺失。

 “精衛(wèi)”北斗多參數(shù)浮標的自主創(chuàng)新路徑

 針對目前全球海洋觀測的“卡點”，我所“精衛(wèi)”北斗多參數(shù)浮標研發(fā)團隊歷經15年多學科深度交叉融合的產學研協(xié)同攻關，摒棄了國內外一直沿用的多傳感器疊加的研發(fā)思路，通過自主設計算法，充分利用挖掘“北斗”等GNSS衛(wèi)星原始數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了憑借單個浮標即可同步精準提取海浪、水位、海洋表層流、大氣水汽含量等關鍵海氣與氣候要素。我所研發(fā)團隊依托設計理念與算法的創(chuàng)新，實現(xiàn)了該浮標傳感器的高效復用，解決了海洋觀測費用高昂、多參數(shù)難以精準同步獲取、海浪影響在內的海氣通量參數(shù)難以觀測這3個“卡脖子”技術難題。

“精衛(wèi)”浮標：從全球觀測數(shù)據(jù)到預報應用的中國方案

 “精衛(wèi)”北斗多參數(shù)浮標的研制為全球深遠海觀測提出解決方案。當前，除海洋遙感外，我國在深遠海實際觀測數(shù)據(jù)量僅占全球約2%，且核心設備長期依賴進口，加劇了我國海洋觀測的成本負擔。研發(fā)團隊立足加快海洋強國建設的重大需求，積極響應深度參與全球海洋治理的發(fā)展倡議，自主研發(fā)的“精衛(wèi)”北斗多參數(shù)浮標憑借成本低廉、可多要素測量、易于布放等特性，讓全球深遠海多要素、大范圍的同步觀測成為現(xiàn)實。

 “精衛(wèi)”北斗多參數(shù)浮標的研制立項也緊扣應用需求。提升預報能力是海洋觀測的核心應用方向之一，而海氣通量參數(shù)則是影響預報精度的關鍵要素。以往國內外均將海浪、潮汐潮流、海洋環(huán)流等要素分立研究，并據(jù)此發(fā)展出不同類型模式。我所在國際上原創(chuàng)提出浪致混合理論，還在此基礎上構建浪-潮-流耦合模式，大幅提升了海洋、臺風和氣候的模擬與預報能力；但因缺乏浪-潮-流同步觀測數(shù)據(jù)，該耦合模式的預報能力仍存在提升空間?！熬l(wèi)” 北斗多參數(shù)浮標可同步獲取海浪、水位、海流的觀測數(shù)據(jù)，不僅突破了含海浪影響的海氣通量參數(shù)直接觀測技術的長期瓶頸，更為我國原創(chuàng)的海洋耦合模式發(fā)展提供了數(shù)據(jù)支撐，有效提升全球海洋、臺風和氣候的模擬與預報能力，對全球防災減災具有重要意義。

 目前，該浮標已通過了反復對比驗證和第三方測試，進入量產階段，并在國內外多海域投入應用，標志著我國在引領以低成本、智能化、多參數(shù)和高密度覆蓋為特點的海洋觀測中，邁出了關鍵一步，有望引領國際第四次海洋觀測變革。

 “精衛(wèi)”北斗多參數(shù)浮標已在中國近海和大洋中實踐應用

“精衛(wèi)”北斗多參數(shù)浮標已投入量產階段