國際海洋科技領域從“跟跑”到“領跑”推動山東省海洋強省建設

我國完整揭示西太平洋暖池溫鹽結構 山東海洋科技迅猛發展填補十年空白

7月2日，在山東省科技創新大會上，中國科學院海洋研究所王凡研究員團隊的成果項目“熱帶西太平洋暖池熱鹽結構與變異的關鍵過程和氣候效應”獲得了山東省自然科學一等獎。該獎項是山東省內基礎科學研究成果的最高級別獎勵。這是山東省海洋科學界過去10年來首次獲得該獎項，凸顯了近年來我省海洋科學研究領域的迅猛發展。歷時十年，該項目發布了我國第一個全球格點化海洋溫鹽資料集，被國際同行廣泛應用。并引領著對暖池的科學認識由“準二維”向三維的發展，初步奠定了我國在該領域的國際領跑地位。

熱帶西太平洋是我國經濟活動和國防安全的關鍵區域。該項目取得的科學突破顯著提高了我國對熱帶西太平洋的海洋、氣候和生態環境變化的預報能力，將為我國的國際政治經濟活動提供有力的信息支持。由于地緣政治方面的重要性，熱帶西太平洋也是世界海洋科技強國競相開展研究的熱點區域。該項目取得的學術成績，加強了我國在相關學界領域的國際影響力和話語權，推動了由我國發起并主導的第一個“西北太平洋海洋環流與氣候實驗（NPOCE）”國際合作計劃的實施，為落實“以科技創新引領海洋強國建設”和“山東省海洋強省建設”發揮了重要的先導作用。

國際海洋強國競相研究的熱點

熱帶西太平洋暖池（以下簡稱“暖池”）是全球海洋最大的暖水區域，其高海溫促進了大氣強烈的對流運動，是驅動熱帶大氣環流的主要熱源，也是東亞季風和厄爾尼諾現象的策源地。這一海域存在著非常復雜的洋流結構，西太平洋暖池擁有巨大的熱量，它的微弱變化可能會引起全球氣候的巨大變化并引發厄爾尼諾或者拉尼娜現象的發生。

據悉，暖池的溫度和鹽度結構（簡稱“熱鹽結構”）是維持其表層高海溫的關鍵，而其溫度和鹽度的變異則能導致多種重要氣候現象。暖池儲存的大量熱水，只要有一小部分流動到東太平洋，就會引發厄爾尼諾現象，改變世界各地的天氣格局。因此，暖池的熱鹽結構、變異機理和氣候效應具有極高的科學研究價值和現實意義，是現代海洋學和氣候學的研究熱點。

中科院海洋所研究員李元龍告訴記者，“我國很多洪澇、干旱、臺風等災害都與暖池的變化息息相關。所以暖池的研究對于氣候變化、科學認識，還有災害預警都是非常重要的，而暖池這個區域也是目前國際海洋科技強國競相研究的對象，比如美國、日本、澳大利亞、法國等，我們國家現在也是非常重視暖池的研究，它的研究進展和突破有助于提高我國在國際科技界的話語權和和影響力。”

揭示我國華南降水變化的原因

“以往對暖池結構的認識主要局限在表層溫度的‘準二維’分布，但對于海面以下的深層結構和鹽度結構并不了解，也就無法深入理解暖池高海溫的維持機制和引起氣候變化的原理。”李元龍表示，對此，研究團隊在國家“973”計劃（基礎研究發展計劃）和自然科學基金委的支持下，歷經多年的探索和研究，實現了對暖池核心的全深度潛標觀測，獲取了溫度、鹽度和海流的連續觀測資料，在暖池內部發現并命名了新的水團“北太平洋熱帶次表層水”，并發現了豐富的中小尺度（直徑小于1000公里）熱鹽結構，從而完整刻畫出暖池的三維熱鹽結構。

“在此基礎上，研究團隊還揭示了暖池溫鹽變異的主要機理，并發現了暖池溫鹽變異對厄爾尼諾現象和我國華南降水變化的重要影響，揭示了暖池的鹽度變化影響厄爾尼諾事件發展的完整過程，闡釋了暖池海溫異常增暖造成我國華南秋季嚴重干旱的機理，為科學預測和應對這些氣候災害提供了新的科學依據。”李元龍告訴記者，“同時，研究團隊還提出了新的歷史數據訂正方案，有效提高了暖池乃至全球海洋溫鹽資料的質量，發展出了新型的氣候變化預報系統，顯著提高了對近年來發生的厄爾尼諾事件的預報能力。”

新型模式可預測厄爾尼諾事件

“熱帶西太平洋海域位于太平洋的西部，在我國的東南方向，菲律賓、印尼等幾個國家都在此范圍之內。而且它位于我國的第二島鏈，對于我國政治、經濟、軍事等都是非常重要的一個區域，同時也是我國提出的‘海上絲綢之路’倡議的主要起點，可以說是我國‘海洋生命線’上的重要節點。而暖池相當于全球氣候變化的‘心臟’，無論是從海洋還是氣候方面來看，它都是一個全球關注的熱點。”據李元龍介紹，“厄爾尼諾的預報一直以來都是一個國際科學難題。一般來說只能提前大約4個月預測，而我們發展出的新型模式可以提高到半年左右。如果對厄爾尼諾的預報比較精準的話，那么它的影響就可以比較容易推算出來，比如說可以定性的去推算今年南方是旱還是澇。2014年幾乎國際上的科研機構都預測會發生厄爾尼諾現象，結果卻并沒有發生；而2015年并沒有研究機構預測顯示，結果卻出現了很強的厄爾尼諾現象。這就說明很多預報模式都存在一定缺陷。”

“通過組織現場觀測，投放深海潛標，我們將暖池的科學認識由‘準二維’轉向三維發展，這樣就有溫度、鹽度和海流的同步連續觀測。基于這些觀測的資料和大量細致的分析，我們對暖池的三維熱鹽結構和變異有了清楚的認識，從而提出了一個新型的氣候預報模式，目前已經進入常規業務化運用，預報結果多次被我國氣象部門、國家預報中心采用。”李元龍表示，“我們提出的這個新型預報系統，精準預測到了最近幾次較強的厄爾尼諾事件。”

青島財經日報／青島財經網記者 李倚慰