朗讀走進熱帶海洋環境國家重點實驗室：他們在探尋海洋動力的秘密第走進熱帶海洋環境國家重點實驗室：他們在探尋海洋動力的秘密

《走進熱帶海洋環境國家重點實驗室：他們在探尋海洋動力的秘密》
九派新聞九派新聞官方帳號01:0701:07 湛藍的海平面，遠不是我們所看到的平靜。海水時刻在不停運動，搬運著海洋營養元素、浮遊動植物，促使泥沙輸運沖淤。這深深影響著海洋生態過程、海洋地質環境、海洋生物資源的分布、油氣資源開發乃至與人類休戚相關的氣候天氣。無窮的未知和奧秘蘊藏在海洋動力過程中，等待著人們去探索。
熱帶海洋環境國家重點實驗室，長期針對南海及鄰近熱帶大洋的海洋動力過程及其環境效應等國際前沿問題開展科學研究。 要建設海洋強國，唯有進一步關心海洋、認識海洋、經略海洋。對於中國而言，南海與印度洋為代表的熱帶海洋則具有重要戰略地位。而依托於中國科學院南海海洋研究所建設的熱帶海洋環境國家重點實驗室，長期針對南海及鄰近熱帶大洋的海洋動力過程及其環境效應等國際前沿問題開展科學研究，也面向國家在粵港澳大灣區、南海和印度洋在資源開發、環境安全與海洋權益維護等方面的重大需求開展應用研究。這是中國目前唯一專門從事熱帶海域海洋動力過程及其環境效應研究的國家重點實驗室，在國家重點實驗室體系中發揮著不可替代的作用。向海洋尋找地球的“答案”2020年6月，長江流域的降水破了1979年以來的記錄，這造成中國南方地區超過1200萬人次受災，78人死亡或者失蹤，直接經濟損失超過250億元。如此極端的天氣，到底是因何而起？熱帶海洋環境國家重點實驗室副研究員鄭佳喻與研究員王春在於今年三月發表的研究成果引起中外科學界的震動，並被美國科學促進會（世界最大的非營利科學組織，世界權威學術雜志——《科學》雜志的主辦者和出版者）介紹並報道。研究表明，太平洋、印度洋和大西洋的海溫對這次強降水具有協同影響，但起到主導作用的卻是距離最遠的大西洋。去年5月，西北大西洋的海溫正異常，引起大氣運動，進而橫跨歐亞大陸影響長江流域的降水。
三大洋相互作用過程示意圖。“大氣橋”過程用粗曲線箭頭表示。單向曲線箭頭表示單向影響過程。雙向曲線箭頭意味著兩個氣候模態可以相互影響。“海洋通道”是印尼貫穿流（ITF），塔斯曼溢流（TL），厄加勒斯溢流（AL），由紅色箭頭繪制和顯示。AWP和TNA分別代表大西洋暖池和熱帶北大西洋。 “科學研究中常常會有一些不可思議的結論，海洋面積占地球表面的71％。地球上很多問題，需要從海洋中尋找答案，但我們對海洋的認知還遠遠不夠。”王春在對記者說。他是熱帶海洋環境國家重點實驗室主任，也是當今世界研究氣候變化與台風最著名的專家之一。研究海洋動力過程，就是向海洋尋求答案的重要方式，更是國際海洋研究的前沿方向之一。中國南海跨越熱帶和亞熱帶，是中國海洋上的南大門，毗鄰粵港澳等中國最發達的經濟區，不僅是當代海上絲路貿易的重要通道，也是國家油氣能源的儲備庫和戰略重地，所以對南海及鄰近熱帶大洋的海洋動力過程及其環境效應等問題的研究及其重要。比如，熱帶海洋動力過程能極大影響天氣與氣候，比如台風就大多形成於這些熱帶海洋，其發生、發展、消亡都與熱帶海洋動力過程密切相關；海洋熱浪（海洋溫度達到極端溫度5天或以上的現象）發生的頻率正不斷上升，也會直接沖擊我國的海洋牧場，影響漁業的經濟效益，導致珊瑚礁白化等。此外認知南海和印度洋的海洋動力學理論，也是實現水下環境保障的前提。因為海水在運動中會產生海洋內波，這些海洋內波會產生巨大的能量，直接影響船只與潛艇的安全；熱帶海洋環境國家重點實驗室一直專注於南海水動力過程的研究。他們的研究方向有“南海環流與中小尺度動力過程”、“熱帶海洋-大氣過程與氣候效應”、“熱帶海洋動力過程的環境效應”，全面覆蓋了圍繞南海水動力過程所產生的延伸影響。據王春在介紹，海洋水動力過程從時空尺度上可以劃分為大尺度環流、中尺度渦旋和內波及其小尺度湍流混合等過程，其中小尺度湍流混合是當今世界難題之一。“南海環流與中小尺度動力過程”這一方向已經涵蓋了南海水動力過程研究中的熱點物理海洋科學問題。
熱帶海洋環境國家重點實驗室主任王春在 同時，南海不是一個孤立的系統，它不僅通過各個海峽水通道與鄰近的太平洋、印度洋相通，而且受季風及天氣尺度的台風乃至三大洋相互作用的影響，因此，“熱帶海洋-大氣過程與氣候效應”顯而易見也成為實驗室重點研究的第二個研究方向。“僅研究前述兩個方向的動力過程顯然是不夠的，我們還要將這些動力過程的研究成果應用於解釋它們對海洋生態環境的影響特征和規律，從而形成‘熱帶海洋動力過程的環境效應’這個第三研究方向。”王春在說，這三個研究方向之間並不是獨立的，而是形成一個緊密關聯的整體。從海量計算中摸索海洋規律人們對海洋科研工作者常懷有浪漫的想象，認為他們能享受一望無際的湛藍風景，也能經曆乘風破浪的壯懷激烈。但現實並非如此，熱帶海洋環境國家重點實驗室是一家從事海洋科學基礎研究為主的機構，基礎研究離不開數學和物理。海洋科學家要面對是海量的數據計算，“寧靜致遠”的心態非常重要。海洋研究常通過觀測海洋和模擬海洋兩種方式進行。觀測海洋意味著出海獲取觀測數據，那意味著長期遠離家庭、忍受孤寂，還要面對突如其來的自然災害。但觀測到海洋的現象還遠遠不夠，背後需要用數理知識去解釋這些現象。而模擬海洋，則是借助超級計算機來模擬海洋的動態，從中摸索海洋的規律。科學家們要沉下心坐下來，與各種數據、數學物理方程組打交道，工作量巨大。所以，海洋科學家同時也是計算機、物理、數學等領域的專家。在熱帶海洋環境國家重點實驗室的一樓大堂，實時更新著南海及鄰近海域的鹽度、溫度、海面高度、海流等數據分析圖。這些範圍廣、層次多的觀測數據通過衛星傳回，飽含著幾代海洋科研工作者的心血。實驗室依托4艘大型科考船主導了從南海至印度洋的數十個航次的海上現場科研調查，投放了幾十套長期觀測潛標，建立7個野外台站（其中3個國家級野外台站），構建了南海和印度洋為代表的熱帶海洋水文、氣象和生態立體綜合觀測體系，積累了國內最全面系統的南海觀測數據。
實驗室一樓大堂的海洋數據分析圖 依據這些觀測數據結合數值模式模擬等多種研究手段，過去5年，實驗室在南海環流與內波混合、熱帶印度洋環流動力過程與海洋-大氣耦合模態、ENSO動力學與三大洋之間的相互作用、中尺度渦及其生態環境效應等四個大方向上都取得了重大進展。比如實驗室研究的南海貫穿流，打破了20世紀90年代以前認為“印尼貫穿流是兩大洋唯一通道”這一大洋環流理論的局限性，形成了“南海貫穿流”理論。該成果獲2014年度國家自然科學獎二等獎。實驗室王友紹研究員團隊項目“紅樹林對極端環境響應及其分子生態學適應機制”則揭示了紅樹林對異常氣候變化響應與適應機制，闡明了紅樹林濕地物質循環過程及其微生物調控機制，建立了紅樹林生態系統評價與修複技術體系，研究成果填補了國際紅樹林分子生態學研究的空白，並獲得2019年度海洋工程科學技術獎基礎研究類一等獎。在2020年中國科學院開展的學科國際評估中，海外專家一致認為實驗室的研究水平屬於國際一流，處於國際前10位（A檔），發表的論文總量與學術影響力都居於國際12家同類知名機構前列，特別是南海動力學研究全面領先國際同類機構，在印度洋環流、ENSO動力學方面成果也處於相對領先水平。原創成果不斷惠及國計民生港珠澳跨海大橋被世界譽為“超級工程”，工程所處海域環境條件複雜，施工難度大。實驗室為大橋建設提供環境預報保障，為隧道沉管的順利安裝作出重要貢獻。實驗室的研究項目“南海及鄰近海域藻華形成演變過程機制與遙感監測方法”，為紅潮提供預測及預警方法，漁民收到信息及時將藻華撈起來，保障漁業安全……這些成果的應用，讓人們實實在在感受到海洋科技正在惠及民生。不僅如此，熱帶海洋環境國家重點實驗室的系列原創成果，也在經略海洋方面也實現了多渠道服務國家需求。
王春在向記者介紹研究成果。 實驗室構建了南海和印度洋為代表的熱帶海洋水文、氣象和生態等多參數立體綜合觀測體系，建立了國內最全面系統的南海觀測數據庫，積累了200多個數據集，並通過南海及鄰近海區科學數據中心、Science Data Bank等渠道實現了數據共享，服務氣象、國防等領域的科研和業務單位5000多人次。實驗室關於海洋環境預報成果及其衍生的新一代南海海洋環境實時預報系統則多次應用於國防、地方氣象等部門。近來實驗室發展的南海物理-生態耦合模擬系統，可以再現南海和西北太平洋關鍵物理及其生態環境效應等過程，未來可望為粵港澳大灣區和南海周邊的生態環境保障提供技術支撐。實驗室在“一帶一路”建設中同樣發揮了積極作用。實驗室在全國率先開展了印度洋航次，構建了熱帶海洋環境觀測體系，建立了熱帶海洋環境預報和預測系統。實驗室同時研究“一帶一路”航路的海洋環境，為海絲路環境保障提供了重要科技支撐。斯裏蘭卡曾飽受海嘯等自然災害的困擾，實驗室作為重要力量推動成立了中國科學院中-斯聯合科教中心，在斯裏蘭卡建立了印度洋海洋環境觀測平台，開展中-斯聯合航次，為斯方培養了大量海洋科技人才。讓青年科學家承擔實驗室的管理創新文化是一家實驗室的靈魂，這點很大程度上取決於管理體系。通過梳理熱帶海洋環境國家重點實驗室的規章制度，記者發現其中有“青年委員會”的設置。青年委員會不僅協助實驗室主任做好實驗室的運行管理工作，還能推薦 2 名代表進入室務委員會，參與實驗室的管理運作決策，在與青年科研人員相關的重大決策中具有2票否決權。王春在告訴記者，青年委員會的設置，一方面是讓更多的青年科學家參與或承擔實驗室的管理工作，從中得到鍛煉的機會；另一方面是通過青年委員會架起實驗室管理層和青年科學家之間的橋梁，實驗室可以通過青委會及時了解青年科學家團體的訴求，解決他們面臨的困難和問題，促進青年科學家這股中堅力量的快速成長。青委會不僅參與管理，也在實驗室青年論壇、科學傳播、開放課題、自主項目等方面發揮積極的作用。青年科學家新奇想法和思路的加入，也讓實驗室各項事務都充滿能量和活力。此外實驗室還非常重視對海洋科研人才的培養，面向研究生和年輕科研人員每年舉辦物理海洋學講習班，至今已經舉辦了12屆，而對已經成為骨幹的青年科學家，則定期舉辦青年論壇，讓實驗室年輕科學家與國內優秀年輕科學家就當前前沿科學問題進行深入學術交流，促進年輕科學家的成長；另外，在科研經費方面，實驗室的自主研究項目主要面向45歲以下的青年科學家，讓年輕科學家獲得更多的經費支持，保證他們安心科研。“有資曆的科學家可以在外面爭取經費，我們實驗室自主研究經費都給了青年科學家。按照國際上評價實驗室的標准，年輕人非常重要。我們注重青年科學家的發展，就是為實驗室爭取未來。”王春在說道。文/廣州日報·新花城記者：龍錕圖/廣州日報·新花城記者：邱偉榮視頻/廣州日報·新花城記者:邱偉榮、龍錕廣州日報·新花城編輯：林瑋琳【來源：廣州日報】聲明：此文版權歸原作者所有，若有來源錯誤或者侵犯您的合法權益，您可通過郵箱與我們取得聯系，我們將及時進行處理。郵箱地址：jpbl@wccm.sinanet.com
《走進熱帶海洋環境國家重點實驗室：他們在探尋海洋動力的秘密》完，請繼續朗讀精采文章。
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