平臺疊加，提速「藍色徵程」——中科院海洋所科技報國70年系列報導之十

2020-10-30 中國科學報

作者 |張思瑋 廖洋

中科院海洋科考船隊

「空天海地」一體化綜合立體觀測網絡

科研人員進行複雜微量有機分析

海洋人工智慧和大數據可視化服務平臺

看海，需要的是一種心情；探海，則需要的是一種情懷。這種情懷既包含科學家們的使命與擔當，更承載著幾代海洋人的海洋強國信念。

歷經70年的風吹雨打、潮起潮落，幾代中科院海洋所人傳承跨越、銳意進取，乘風破浪、耕海探洋，用拳拳赤子之心一步步叩開海洋的「心扉」。

如今，面向加快建設海洋強國的重大需求，以海洋所為核心力量，聯合中科院內其他涉海院所組建了一支海洋科考「集團軍」，高效運行「四所十船三碼頭」科考船隊，系統構建了「四站四網」空天海地一體化觀測網絡，打造海洋大型儀器區域共享體系，建設海洋人工智慧與大數據中心，為海洋科學研究提供服務支撐平臺，迸發創新火花，深耕藍色國土。

起航聚力，「集團軍」從淺海走向大洋

「海洋科學是一門實驗科學，現場觀測是最基本的手段，海洋科學的每一次重大進步都離不開海洋科學觀測的助力。而要進行海洋觀測，自然離不開海洋科學考察船。」海洋所科考船運行管理中心主任刁新源說。

1957年，海洋所成立科考船隊，我國第一艘專業海洋調查船 「金星」號投入使用。1958年，以海洋所為骨幹力量、「金星」號為主力科考船，開展了新中國首次大規模全國海洋綜合調查，摸清了我國海域家底，為新中國海洋科學研究事業奠定了基礎。

1980年，排水量3324噸的「科學一號」海洋科考船正式服役，實現了中國海洋科學考察從近海走向遠海。

2006年，1000噸級近海科考船「科學三號」啟用，海洋所組織開展中國近海開放共享航次，開創了我國科考船「共管、共用、專業運行」的新模式。

2012年，我國自主設計建造的海洋科學綜合考察船「科學」號交付使用，真正意義上實現了我國從淺海走向深海、從近海挺進大洋的強國夢想。

2015年，中科院黨組決定由海洋所牽頭組建中科院海洋科考船隊，統籌調配院內「科學」「實驗」「探索」「創新」4個系列10艘科學考察船，建立了「四統一、三統籌、雙閉環」的管理體制機制，形成了從海岸帶、近海到深海大洋的譜系化科考能力，建成了全海域可達、全海深探測、全要素獲取、全鏈條保障的綜合探測體系，有力推動了中科院海洋科考能力的跨越式提升，為全國的海洋科研力量提供開放共享的創新基礎平臺。

可以說，從「金星」號到「科學一號」，再到「科學」號，幾代海洋所人秉承科學報國之志，懷揣探秘海洋之心，以對科學問題孜孜以求的態度，不畏風浪不懼險阻，乘風破浪耕海探洋。

建站織網，打造立體化「透明海洋」

「想要深入了解海洋，除了需要科考船，更離不開與大海日夜廝守的海洋觀測臺站網絡。如果說科考船是有目的地獲取海洋某個區域的短期數據，那麼海洋觀測臺站網絡記錄的則是長期、動態、實時的監測數據。」海洋所海洋觀測網絡管理中心主任於仁成說。

野外臺站網絡是科學研究的前沿陣地，能為科學研究與社會經濟發展提供一手的數據。幾代海洋所人通過建立野外觀測臺站，鋪設觀測網絡，由點及線、由線到面地觀測海洋、透視海洋，以期更準確地把握海洋的脈搏。

如今，海洋所牽頭建設的海洋大科學研究中心，通過整合膠州灣生態站、黃河口濱海溼地生態站、牟平海岸帶試驗站、長江口生態站以及黃海浮標觀測網、東海浮標觀測網、西太潛標觀測網、環渤海陸海氣環境立體觀測網，構建了「四站四網」海洋觀測網絡，這是國際上最大規模的「空天海地」一體化綜合立體觀測網絡，布局從中國近海及鄰近大洋正向大洋深處覆蓋……

「未來，利用野外臺站觀測網絡，海洋科學將會從單純科學研究轉向支撐經濟社會可持續發展。」於仁成說。

設備集群，海洋「核武」顯威力

有了專業的海洋科考船隊和海洋綜合觀測網絡，還不足以完全承擔解析海洋的秘密，一定要有先進的實驗儀器做強大的「武器支撐」。

「各單位甚至同一單位各種設備一同湧入，也帶來了重複購置、使用效率低等問題。」 中科院海洋科學大型儀器區域中心管委會辦公室主任宋金明表示。基於這樣的背景，在中科院部署下，2008年，中科院海洋科學大型儀器區域中心在青島成立，海洋所是牽頭單位。自此，具有海洋科學特色的集大型儀器設備、一流科技人才、重大科研任務於一體的特色明顯、功能強大的綜合型研究實驗集群初現端倪。

當然，平臺建設並非是簡單的「拉郎配」，而需要充分發揮各自的集約優勢，從「多股繩」轉變為「一根纜」，實現「1+1＞2」的規模效益。

如今，中心涵蓋中科院7個研究所，不斷完善面向海洋樣品全基質的系統測試平臺，構建了以青島和廣州為核心，「南北雙核、五地七所」的海洋觀測與室內分析測試共享體系，並面向國內外高效開放共享。近兩年，中心年均總共享機時超過 48 萬小時，累計為 83 家院所、高校和企業提供分析測試服務，並連續兩年在中央科研儀器設備開放共享評價考核中獲評優秀。

人工智慧，打造「數字海洋」新高地

無論是劈波斬浪的科考船隊，「空天海地一體化」觀測網絡，還是開放共享的大型儀器設備，最終都會以觀測數據、模式數據、實驗數據等形式呈現。

「這就需要建設一個開放共享的綜合性海洋大數據中心。」 海洋所海洋大數據中心主任李富超說。

早在2000年，海洋所就開始進行系統性的海洋科學資料庫建設，聯合中國海洋大學等5家高校科研院所建成青島海洋科學數據平臺，開展海洋科學數據整合和共享工作。

2018年中科院開始籌建海洋大科學研究中心，海洋所眾望所歸地整合相關資源成立海洋大數據中心，成為中心三個核心開放支撐平臺之一。目前，該中心的數據資源量已近300TB。

有了海量數據，如何將這些數據轉化成產品發揮效能？李富超表示，這就離不開高性能計算平臺保障。目前，海洋大數據中心的超算平臺是中科院高性能計算環境青島分中心，在數據管理和應用方面發揮了巨大作用。

在相關專項的支持下，海洋大數據中心研發出了適合於海洋遙感映像的深度學習模型、CASEarth-Ocean數據可深化服務系統以及一系列高水平海洋科學數據產品，這些成果都在海洋科學研究的「藍色舞臺」上發揮著不可替代的作用。

如果將科研人員徵服海洋的過程比作建高樓大廈，那麼科考船隊、海洋觀測網絡、分析測試中心、海洋大數據中心等平臺就是支撐高樓大廈的中流砥柱。未來，相信在這些支撐平臺疊加效應輻射下，海洋所在集聚優勢創新團隊，推動跨學科、跨領域、跨部門協同創新，支撐重大科技任務實施和重大成果產出等方面將會做出更多的貢獻！

編輯 | 趙路

排版 | 志海

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