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2020年6月29日,英國國家海洋學中心(NOC)發布了《國家海洋設施(NMF)技術路線圖2020—2021》(National Marine Facilities (NMF) Technology Roadmap 2020-21),概述了英國當前的海洋設施能力,並對海洋科學的未來以及新技術進行了展望。
《NMF技術路線圖》指出了NMF未來幾年如何開發國家海洋裝備庫(NMEP),包括在船上配備的儀器以及相關的配套基礎設施,解釋了這些能力如何支持英國自然環境研究委員會(NERC)提出的增強綜合國力的計劃(大型研究基礎設施),如何應用於海洋科學,如何幫助實現綜合觀測系統這一更宏偉的目標,以及所收集的數據如何支持全球海洋觀測系統(GOOS)及其組成部分。《NMF技術路線圖》是NMEP和相關配套基礎設施開發過程中科學與技術(「科學拉動與技術推動」)共同作用的關鍵。NMEP是歐洲最大的集中式海洋科學設備庫,擁有能夠從海洋表面到深海採樣的10000多種科學儀器和設備,並為科學家提供了與專業的海洋技術人員和工程師交流的機會,適用於各種學科的研究。作為綜合國力的一部分,NMEP提供幫助海洋科學界開展世界一流研究所需的技術支持。《NMF技術路線圖》新增了規劃、數據管理和考察船性能開發相關的內容,為了全面展示NMF和英國海洋學數據中心(BODC)向英國海洋科學界提供的支持。其中,《NMF技術路線圖》中數據管理的重要性在NOC戰略的目標4和海洋觀測大會(OceanObs 19)報告提出的數據主題中同時得到了體現:確保觀測系統的所有要素都允許相互操作,在開放式數據政策的指導下對數據進行合理的管理,並及時共享數據;在收集和使用海洋數據時使用最佳實踐、最高標準、最準確格式及用語,並恪守最高道德標準。
1 NMF主要工作
作為NOC的一部分,NMF的目標是開發、協調並提供主要平臺、觀測系統和專業知識,從而支持英國海洋科學界的發展。在預算收緊、技術開發加速進行、大數據和海上自主系統(MAS)日益普及的背景下,NMF致力於為英國科學界提供其能力範圍內最大力度的支持,使其經費得到充分利用,並支持英國海洋科學戰略。NOC的戰略目標包括提供世界一流基礎能力的要求,從而支持英國和全球海洋科學事業的發展。通過與BODC緊密合作,NMF支持對國際海洋觀測活動,如全球海洋觀測系統(GOOS)和即將到來的聯合國海洋科學促進可持續發展國際十年具有重要意義的計劃,包括GO-SHIP,Argo,RAPID,Ellet和OSNAP計劃。此外,BODC和NMF在Oceanids C2計劃下緊密合作,共同交付考察船上的傳感器陣列例行觀測數據。
2018年,NMF受NERC委託,運營RRS James Cook和RRS Discovery考察船,並承擔NMEP以及相關的規劃、後勤、維護和維修工作。NERC為NMF提供了額外撥款,用於更換、翻新、升級及進一步開發適用於考察船的科學設備和NMEP。NMF對多個參與方的反饋進行審查,並考慮與當前能力相關的技術發展,以確保其更換、升級和開發策略都是以事實為依據。此外,MFAB向NMF提供運營設備組合戰略相關的建議,並就新的需求提供進一步的指導。
2 NMF戰略目標
(1)為英國海洋科學界提供世界上最先進的海洋研究考察船,以實現科學發現和戰略科學目標。
(2)利用其高效部署、新能力和強大的合作夥伴關係,在海洋科學技術的一體化服務方面佔據世界領先地位。
(3)培訓並留住NMF員工,從而融入技術優勢和適應力,並發展其他能力。
(4)打造強勁的內部和外部合作夥伴關係,從而利用NMF在管理主要平臺和觀測系統以及在技術發展上的優勢這兩方面的專業知識。
3 NMF與英國海洋科學界的合作機制
NMF研究小組通過英國國家海洋學中心協會(NOCA)、海洋設施諮詢委員會(MFAB)和航行計劃執行委員會(CPEB)與英國海洋科學界展開合作。這些都是英國海洋科學界討論及提出議題的關鍵渠道,比如要求在NMEP中納入新能力。
4 展望
在該技術路線圖發布五年內,研究船將繼續作為數據收集和物理取樣的主要手段,還將繼續部署、恢復並維修自主儀器,例如系泊設備,同時更多地部署並恢復基於MAS技術的設備,例如浮舟、滑翔機和無人自主潛水器(AUV)。在短期內,通過利用英國研究船多重角色的性質來實現,例如,在實現科學研究考察的主要目的的同時,繪製海底地圖並收集大氣樣本。從中期來看,通過升級船體和設備,聯合部署多個船舶MAS傳感器,將有助於提高效率。從長遠來看,下一代半自主考察船將使用新能源、電氣配電系統、推進方法以及機器人、MAS、通信系統和先進的製造技術來滿足這些目標。
轉載本文請註明來源及作者:中國科學院蘭州文獻情報中心《資源環境科學動態監測快報》2020年第14期,薛明媚,吳秀平 編譯。