联合国“海洋科学促进可持续发展十年”海洋与气候协作中心国际启动大会在青开幕，我国唯一联合国“海洋十年”协作中心在青正式启动
发力海洋与气候预测，以科技原创领跑世界
青岛日报社/观海新闻9月27日讯 今天，联合国“海洋科学促进可持续发展十年”（简称“海洋十年”）海洋与气候协作中心国际启动大会在青岛开幕，来自联合国相关机构、自然资源部、山东省和青岛市以及近30个国家100余家单位的300余名专家与代表出席，共同见证了我国唯一联合国“海洋十年”协作中心正式启动。
会上，联合国教科文组织政府间海洋学委员会（简称“海委会”）批准并推荐发布了2项国际前沿科技成果，即浪致混合理论和新一代全球导航卫星系统（GNSS）海洋表层漂流浮标。该两项成果是“海洋十年”海洋与气候协作中心联合其负责协调的海洋与气候无缝预测系统（OSF）大科学计划，为联合国“海洋十年”提供的高质量公共服务产品，是我国海洋科研工作者向世界贡献的中国方案，标志着我国海洋与气候预测以科技原创实现了从国际“跟跑”到“并跑”再到“领跑”的历史性跨越。
中国海洋与气候预测方案走进联合国
海洋模式是进行海洋环境模拟与气候预测的核心。但海洋与气候精确预测预报，一直是世界科学难题。
上世纪六十年代，美国海洋学家研发了世界上第一个海洋环流模式。经过半个多世纪发展，海洋环流模式已经从最初的简化模型发展成为运算速度更快、时空分辨率更高、物理过程更加完备的超高自由度数值模式。但回顾海洋环流模式发展的半个多世纪历程，呈现出两个鲜明特点。第一，核心研发技术一直由美欧等海洋科技发达国家所主导，发展中国家仅作为模式的使用者，或对模式中的个别物理过程进行简单改进；第二，虽然取得了不少进步，但海洋环流模式依然存在巨大的共性模拟偏差，突出表现在对上层海洋过程的模拟能力不足，直接影响天气预报和气候预测的精度。
因此，减小海洋环流模式的上层海洋模拟偏差，是海洋与气候预测预报的国际科学前沿与长期的技术难点。上层海洋模拟不准确的根本原因，在于海洋环流模式缺乏对海洋湍流问题的精准表达。诺贝尔物理学奖得主Richard Feynman将湍流称为“经典物理学中最后一个尚未解决的重大科学难题”。在海洋湍流领域，国内外科学家一直缺乏对上层海洋湍流能量来源的认知。
为解决这一科学难题，自然资源部第一海洋研究所乔方利研究员率团队在国际上原创建立了浪致混合理论，被国际社会称为“乔理论”。该理论揭示了海浪产生湍流的机制，在海洋环流模式中的应用实践表明，该理论可以显著改进上层海洋的模拟效果，将模式的模拟偏差减小80%以上。包括我国在内，美国、瑞典、德国、法国、澳大利亚等国家的若干海洋模式研发机构分别应用了该理论，均大幅度降低了其模式的误差。
在联合国“海洋十年”海洋与气候协作中心国际启动大会上，海委会授权发布了《模式方案最佳实践——提升海洋与气候模式精度：浪致混合理论》方案，作为“海洋十年”最佳实践系列的重要成果，供全球用户使用。这是我国提出的数值模式方案首次以联合国报告的形式呈现给世界，彰显了我国在海洋与气候模式研发领域的重大科技突破，表明我国在这一全球海洋治理的核心科技领域从参与走向引领。
力争引发全球海洋观测的新一轮变革
科学认识海洋，主要有两个手段：一是利用海洋模式开展模拟预测，二是直接通过浮标、卫星等手段开展观测。对于后者而言，最大的优点是相对准确，但观测成本高昂，实施大范围现场观测仍是一个难题。
纵观海洋观测发展的历程，自1872年英国“挑战者”号开始首次环球科考以来，海洋调查船长期是海洋观测的主力军。之后，全球海洋观测经历了三次革命：1978年美国发射海洋水色卫星将海洋观测从系列单点推广到面，完成了第一次革命；由于1982、1983年超强厄尔尼诺对全球气候带来巨大影响，美国牵头联合包括我国在内的若干国家推动“热带海洋和全球大气”国际大科学计划，建立了业务化运行至今的热带海洋浮标阵列，开启了第二次海洋观测革命；21世纪初，美国引领发起了全球“地转海洋学实时观测阵”观测计划，这是第三次观测革命，目前全球有近4000个Argo浮标业务化运行。不过，虽然经历3次观测革命，全球海洋观测资料仍处于严重匮乏状态。发展低成本漂流浮标，有望引发全球海洋观测的新一轮变革。
在联合国“海洋十年”海洋与气候协作中心国际启动大会上，欧洲科学院院士、自然资源部第一海洋研究所研究员乔方利率团队研制的新型海洋漂流浮标正式发布。该浮标的研制获得了联合国“海洋十年”海洋与气候无缝预测大科学计划（OSF）的大力支持。这个商业化的新一代全球导航卫星系统（GNSS）海洋表层漂流浮标，直击国内外长期以来海洋观测费用高昂的痛点，具有超低成本、实时多要素监测等明显优势，对大幅提升人类全球海洋观测和预测能力具有里程碑意义。
从测量能力上看，该浮标最高可每十分钟获取一次波浪、海流、温盐等信息，经过解算压缩后可直接通过北斗卫星发回地面数据中心。该浮标的现场测量精度与目前国际通用的昂贵测量设备相当。从经济角度看，该浮标在降低成本方面的技术创新尤为重要，观测成本大幅降低，大约只有国际通用观测设备的4%。目前，乔方利团队通过与行业内优势海洋仪器公司通力合作，为GNSS浮标的商业化生产开辟了通道，将通过联合国“海洋十年”协作中心等途径进行推广应用。
“海洋十年”旨在加强全球合作，推动海洋科技创新与全球海洋治理之间的无缝对接，为应对气候变化挑战提供更加强有力的科技支撑。本次国际启动大会上发布的2项前沿科技成果，彰显了青岛、中国的海洋科技实力。发力海洋与气候预测，我国正以科技原创领跑世界。（青岛日报/观海新闻记者 李勋祥 文/图）
责任编辑：王亚楠
