南海，位於中國大陸的南方，連接太平洋和印度洋，南北縱跨約2000公裡，東西橫越約1000公裡，是西太平洋最大的邊緣海。南海是「21世紀海上絲綢之路」的重要海域，對我國海洋環境安全保障、海洋權益維護、資源開發利用、氣候變化應對和防災減災都具有重要科學及社會意義，是我國建設海洋強國的核心戰略海區。
然而，由於技術條件有限等多種原因，針對南海的長期連續觀測資料極為匱乏，難以滿足當前南海環境安全保障、資源開發利用、生態環境保護、氣候變化應對等提出的迫切需求。
在國家863計劃、國家海洋局專項、國家自然科學基金、中國海洋大學專項經費等項目支持下，中國海洋大學專家團隊首次在南海構建了國際上規模最大的區域海洋潛標觀測網，實現了惡劣海況下潛標觀測數據的實時傳輸，有效提高了觀測數據的時效性，取得諸多在國際上具有重要顯示度的科技創新成果，為推進「透明海洋」工程提供了強大助力，奠定了我國在「兩洋一海」（即太平洋、印度洋和南海）動力環境觀測領域的國際地位。
自主研發
潛標整體位於水下，可架裝不同深度的海洋傳感器，實現全海深海洋動力環境的定點、長期、連續、多層次、多要素同步觀測，並具有隱蔽性好、不易被破壞等優點。目前，海洋動力過程觀測潛標大多針對某一動力過程設計，集成傳感器種類單一，難以滿足日益突出的多尺度動力過程觀測需求。針對上述不足，中國海洋大學專家團隊突破了沿纜往復穩定可靠運動控制、水下沿纜剖面測量等關鍵技術，集成多尺度動力過程海洋觀測儀器，自主研發了「海洋多尺度動力過程觀測潛標」等適合深海多尺度觀測的系列潛標系統，實現了環流、中尺度渦、內波、混合等多尺度海洋動力過程長期連續觀測。
此外，海洋動力環境長期觀測尚以自容觀測為主，需回收潛標後方能獲取觀測數據，數據時效性低，難以滿足海洋環境保障及預報對觀測數據時效性的迫切需求。當前，國內外準實時潛標觀測所採用的主要方式分為兩類：一類為衛星通信浮子長期位於海面；一類為通過絞車實現通信浮子的自升降。其中，前者浮子易受惡劣海況破壞，後者機械結構複雜可靠性差。針對上述不足，中國海洋大學專家團隊突破了深海可靠的電纜破斷與電控釋放等衛星通信單元發射關鍵技術，自主研發了「海洋動力過程定時通訊潛標」，有效提高了潛標觀測數據的時效性。
中國海洋大學專家團隊自主研發以上適合深海長期連續觀測的系列深海潛標，並開展了大量長期海上應用檢驗，性能可靠、工作穩定，相關研發成果獲4項國際發明專利及8項國家發明專利授權，大幅提升了我國海洋多尺度動力過程長期觀測水平，有力推動了我國海洋深遠海定點連續觀測技術的發展。
長期觀測
為解決國家對南海動力環境系統長期連續觀測數據的迫切需求，自2009年以來，中國海洋大學專家團隊基於自主研發的系列深海潛標，在南海開展潛標布放回收航次20餘次，總航時826天，組織開展潛標作業累計達12000餘人天，累計布放各類潛標350套次，目前同時在位觀測潛標42套，實現了南海海域多尺度動力過程長期連續觀測；觀測海域橫跨呂宋海峽、南海深海盆、南海東北部與西北部陸坡陸架區，最長工作時間已接近10年，為世界上規模最大的區域潛標觀測網，規模上遠超南太平洋環流與氣候實驗（SPICE）、黑潮延伸體系統研究計劃（KESS）、努沙登加拉層結及輸運國際聯合觀測計劃（INSTANT）等國際大型區域海洋觀測網。
由於長期處於高鹽、強流以及內波等極端動力過程等複雜海洋環境下，潛標觀測的風險極高，潛標設計、研製、布放及回收等任何一個環節出現差錯均有可能導致高價值的觀測儀器設備及寶貴觀測數據的丟失。國際上大範圍開展潛標觀測已有數十年的歷史，雖然潛標相關技術水平已有顯著的提升，但即使是美國、日本等海洋強國，其潛標回收成功率也僅有90%左右。基於多年海上作業經驗，中國海洋大學專家團隊總結出一套安全高效的規範化、標準化的潛標布放回收作業流程，布放自主研發的各類深海潛標350套次，回收成功率達到100%。在這一國際領先的作業成功率保障下，南海潛標觀測網獲取了系統完整的南海全海深動力環境長期連續觀測數據。
中國科學院院士、海洋地質學家汪品先對南海潛標觀測網的成功構建給予了高度評價，他說：「南海潛標觀測網的成功構建，不僅為實現南海動力環境系統長期連續觀測奠定了基礎，為研究其水文動力過程時空變異機理提供了寶貴數據，同時也為探討南海深部沉積搬運過程以及太平洋水體演變、再造邊緣海生命史創造了寶貴的條件，是我國海洋科學近年來一項值得表彰的重要進展。」
透明海洋
南海潛標觀測網自2009年運行以來，獲取了大量南海溫度、鹽度及海流等多尺度動力過程長期連續觀測數據，並分批次向國家海洋信息中心匯交，目前已匯交數據佔信息中心南海潛標觀測數據總比例超過80%，是信息中心海洋長期連續觀測資料庫的重要組成部分，支撐了海水溫度、鹽度、海流等關鍵海洋動力環境要素產品的製作，具有極其重要的科學及社會意義。
21世紀是海洋的世紀。黨的十九大報告中明確要求「堅持陸海統籌，加快建設海洋強國」。壯大海洋經濟、加強海洋資源環境保護、維護海洋權益事關國家安全和長遠發展。作為中國近海中面積最大、水最深的海區，南海從經濟、軍事和政治上考量，都具有極其重要的地位。
「南海是開展海洋多尺度動力過程非線性相互作用和能量級聯研究的理想天然試驗場。過去，由於種種原因，南海長期連續觀測資料匱乏，多尺度動力過程研究面臨困難，進展緩慢，其相互耦合作用機制了解甚少。為扭轉上述局面，中國海洋大學田紀偉、趙瑋教授科研團隊構建了國際上規模最大的區域潛標觀測網——南海潛標觀測網，支撐了南海多尺度動力過程及其相互作用的一些科學發現，從而深化了南海海洋動力學的認知水平。」中國科學院院士、中國科學院海洋研究所研究員胡敦欣教授對於南海在海洋科研領域的獨特作用給予了充分肯定。
南海潛標觀測網獲取的長期連續觀測數據，有力支撐了南海環流、中尺度渦、內波、混合等多尺度動力過程科學研究的系統開展：在海洋環流方面，刻畫了南海北部環流時間變異特徵，探明了南海與太平洋水體交換的時空結構，揭示了太平洋西傳中尺度渦對南海北部環流的影響機制；在中尺度渦方面，首次發現了南海中尺度渦的「全水深三維傾斜結構」，剖析了南海北部中尺度渦的生成機制及環流在其中的作用，闡明了能量正級串至亞中尺度過程是中尺度渦消亡的主導機制；在內波方面，系統建立了南海東北部內孤立波的生成、傳播、演變及消亡全過程的統計規律，捕捉到了迄今為止全球海洋最大振幅（240米）的內孤立波，探究了ENSO、黑潮入侵、中尺度渦對內孤立波的調控機制，發現了超強颱風「鯰魚」下的海洋弱近慣性響應，揭示了內潮—近慣性內波非線性相互作用對颱風下近慣性響應的調控機理；在混合方面，發現了南海北部混合的時間變化規律，指出了內潮和中尺度渦對南海北部混合時間變異的調控機理，揭示了南海深層強混合及其季節變化是調控呂宋海峽深層流季節變異的主要機制。中國海洋大學專家團隊上述科學研究成果提升了南海多尺度動力過程及其相互作用的認知水平。自2013年以來，中國海洋大學專家團隊基於南海潛標觀測網取得的相關成果在國際一流學術期刊發表高水平論文13篇，在國際上獲得廣泛關注和高度評價。
南海潛標觀測網是我國正在實施的「透明海洋」工程的重要組成部分，中國科學院院士、中國海洋大學副校長、青島海洋科學與技術試點國家實驗室主任吳立新指出：「建設海洋強國，離不開海洋科技，」「國家海洋利益拓展到哪裡，『透明海洋』工程就建設到哪裡。」
《中國教育報》2019年04月22日第7版