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科考人員在大洋上布放潛標的配重,為進行科考任務做準備。(中科院海洋研究所供圖)

　　

　　半島記者　徐杰

　　10月30日早上8時整,經過40天的航期后,“科學號”伴隨著朝陽順利抵達中科院海洋研究所薛家島碼頭,圓滿完成了“2016年西太平洋科學考察試驗研究”。此次科考任務是承擔了多個國家級重大科研項目的聯合航次,取得的科研成果創造了多個國內首次,其中包括首次獲取完整的菲律賓深海水深5000米的全水深斷面數據,成功回收我國首個“西太平洋深海壓力逆式回聲儀(PIES)觀測陣”,成功試驗3臺我國自主研發的水下滑翔機等。

　　船長每年在船上超300天

　　“科學號”本航次于9月20日從青島出發,航期40天。10月30日早上7時許,記者來到薛家島碼頭時,已有不少工作人員在此等候“科學號”凱旋。不遠處的海面上,滿載而歸的“科學號”正慢慢向碼頭靠近,一些科研人員站在甲板上,揮手向岸上人員示意。在碼頭,記者見到了孫女士和她上小學六年級的兒子,一大早他們從市北的家里趕來,迎接完成科考任務的家人。“我愛人叫陳修峰,是科學號本航次的船長。”孫女士介紹,丈夫所從事的科考工作十分辛苦,一家人聚少離多,平均每年丈夫在船上的時間超過300天。

　　中科院海洋研究所所長助理李超倫也來迎接“科學號”,他介紹,“科學號”在執行科考任務時,有一個很大的特點就是共享航次,今年已經是第七次共享航次。除了單一任務之外,還搭載其他有科研需求機構的項目,使航次效益最大化,獲取更多的科研數據,為更多的科研人員提供一個平臺,產生更多的科研成果。李超倫告訴記者,海洋調查以前多是單學科的調查,現在已經轉變為多學科進行的系統調查,多學科在同一平臺上作業,同步取得科研數據,可以從不同角度加深對海洋現象的認識,有利于推動科學的發展。

　　記者了解到,“科學號”本航次執行的科考任務主要是三個項目的聯合航次(如右圖),這三個項目都是國家級的重大科研項目。

　　5000米全水深獲取斷面數據

　　“科學號”緩緩靠岸后,記者登上了這艘目前國內最先進的科考船。國家自然科學基金委員會西太平洋開放共享航次項目首席科學家袁東亮介紹,“科學號”本航次科考首次獲取了完整的菲律賓深海海盆平均水深5000米的全水深溫度、鹽度、壓力、溶解氧和營養鹽的經向斷面數據。該數據為研究深海海洋環流及其在全球變暖背景的響應和影響提供了寶貴的數據基礎。

　　袁東亮稱,西太平洋是全球海洋平均深度最深的,尤其是菲律賓海盆,平均深度超過5000米,在此海域,只有上世紀80年代美國做過不太完整的海洋斷面檢測。“到現在有了兩個斷面檢測,通過數據可以比較在全球氣候變化的情況下,深海的熱量是怎么變化的。”袁東亮介紹,這個意義非常重大,因為菲律賓海西邊界流的流量相當于長江的1000倍,它把赤道地區的熱量帶到高緯度地區,通過觀測CTD(注:海水的溫度、鹽度和壓力)可以算出海水密度,從而得知海水是怎樣流動的。

　　因為以往的數據只有海洋上層300米水深的測量,隨著技術的發展能檢測到2000米水深,本航次將檢測深度延伸超過了5000米。然而,要想在海洋中測量全水深的大斷面很不容易,就連放置儀器都無法簡單做到,“因為海流比較強,放儀器就像放風箏,6000米長的鋼纜只能將儀器下放到2000米深。”袁東亮介紹,作為我國目前最先進的科考船,科學號解決了這一難題,它的無級動力定位可以靈巧實現船身的調整,從而實現全水深檢測,如果要檢測4800米深的水域只需用到5000米長的鋼纜,基本能做到鋼纜、儀器直上直下。

　　避開魚群成功回收PIES

　　“科學號”本航次首席科學家周慧介紹,本次科考任務他們遭遇了三次臺風,盡管惡劣的天氣給科考任務帶來了不便,他們還是首次百分百成功回收我國首個“西太平洋深海壓力逆式回聲儀(PIES)觀測陣”,由三個PIES組成的觀測陣布放于西太平洋北赤道流及北赤道逆流區,成功建立并獲取了西太平洋低緯度流系連續25個月的定點觀測數據,這也是我國首次在開闊大洋5000米深水域以100%的成功率完成PIES的回收任務。

　　周慧介紹,PIES是一種帶有壓力傳感器的坐底式海洋觀測設備,用來觀測聲學信號從海底到海面垂向傳輸時間(VATT)及海底壓力變化。由于VATT主要受水柱溫度剖面變化的影響,因此可用來反演因海流變化及中尺度渦旋影響的動力高度的變化。“西太平洋深海PIES觀測陣”布放于2014年9月1日,成功觀測了發生于2014年至2016年期間的超強厄爾尼諾/拉尼娜事件。由于布放區域位于厄爾尼諾的發源地,因此,所獲取的數據對于研究此次超強厄爾尼諾事件的發生、發展機制具有重大意義,對于未來更加準確預測這種氣候異常現象具有重要參考價值。

　　然而,在回收PIES時并不輕松,這種直徑只有50厘米的塑料圓球形設備,在茫茫的大海上尋找不異于海底撈針,“白天目測到這種設備是很困難的,我們只能借助著這種設備上的微弱燈光在晚上尋找。”周慧介紹,回收位于北緯8度的第一個PIES時,他們一直尋找到第二天中午,最后通過用錫紙包住對講機,不斷改變位置判斷信號強弱才找到。回收位于北緯6度海域的第二個PIES時已經有了經驗,很順利就找到了,而回收第三個位于北緯4度的PIES又遭遇到了意外的狀況,“當時附近海域有魚群,接收到的信號太多太雜,無法判斷哪個才是PIES的真實信號,一直等到天亮魚群散開后才成功找到。”

　　下月再赴西太平洋海域

　　記者了解到,科研人員還在強流區(流速大于1m/s,黑潮,棉蘭老海流)成功試驗了3臺我國自主研發的水下滑翔機,總天數達到了48天,獲取了343個1000米水深的海洋要素(溫度、鹽度、壓力、溶解氧、葉綠素)數據。

　　此外,“科學號”本航次搭載的華東師范大學張經院士帶領的研究小組,成功獲取了菲律賓深海海盆超過5000米深度的痕量元素樣品。首次通過高通量測序技術,在西太平洋海域獲取了超強臺風“海馬”過境前后微型及微微型真核浮游生物多樣性樣本等。

　　據介紹,在經過簡短的休整后,“科學號”將再次出發,在11月10日趕赴西太平洋海域,開展針對國家海洋先導專項的大洋環境與氣候領域的研究,此次海洋科考任務為期約50天。

　　 （來源：半島網-半島都市報）