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美国海洋研究重点关注四大方向

2016-2-24 9:31:19 来源:中国矿业报 作者:王金平

编者按美国作为全球科技实力最强的国家,其海洋研究的规模和影响力都在全球具有很强的引领和带动作用。为了更好地研究、开发和利用海洋,美国不断出台相关海洋发展战略规划,意在明确未来发展重点,巩固在全球海洋研究中的优势地位。

近年来,美国推出一系列重要的海洋计划和规划,反映了美国未来海洋研究的优先方向。本文基于美国2010年以来发布的重要海洋研究计划,梳理了美国近期最为关注的几个研究事项,期望为我国相关研究工作者提供参考。

近年来,美国海洋科技计划体系总体以2010年奥巴马总统签署发布的《美国海洋、海岸带和五大湖管理国家政策》以及其后发布的执行计划作为指导。2010年,美国国家海洋与大气管理局发布《NOAA下一代战略计划》;2013年,美国国家科技委员会重新修订了《一个海洋国家的科学:海洋研究优先计划》;2015年,美国国家科学基金会与美国国家研究理事会发布了《海洋变化:2015年~2025海洋科学10年计划》。从这些综合研究计划以及一些领域的研究计划可以发现,海洋酸化、北极、墨西哥湾和海洋可再生能源研究是美国重点关注的4个方向。

海洋酸化研究

研究表明,在过去的150年左右,海洋pH值已大幅下降,酸度增加了25%。到本世纪末,海洋pH值预计将降0.3个单位至7.8。2013年11月,伍兹霍尔海洋研究所等机构联合发布《海洋酸化的20个事实》报告。该报告是过去一段时期海洋酸化研究的总结,明确了海洋酸化的基本证据。

美国十分重视这一全球性的科学问题。2014年3月,美国发布首个《海洋酸化研究计划》,确定了未来的研究目标,这些目标包括:观测预警系统、碳循环模拟、生态系统模拟和数据集成。2014年9月,美国国家科学基金会发布海洋酸化项目2014年度资助计划,资助子项目12个,总资助金额为1140万美元,项目研究成果将为未来酸性更强的海洋如何影响海洋生物提供新的认识。

北极研究

随着北极海冰的不断减少,北极地区的重要价值在不断提升,美国对该区域的关注度也相应提升。美国布鲁金斯学会建议,美国应在强化北极地区海域油气资源管理方面发挥领导作用。事实上,近年来美国已明显加强北极研究的相关部署,与北极相关的研究计划密集出台。

美国科技管理部门对北极研究的方向进行了系统分析。2013年,该部门与美国总统行政办公室联合发布《2013年~2017年北极研究计划》,认为北极有7方面重要研究内容:①北极海洋生态系统;②陆冰与海洋生态系统;③地球热量、能量以及质量平衡的大气学研究;④观测系统;⑤区域气候模型;⑥支持社区可持续发展的气候适应工具;⑦人类健康研究。2014年5月,美国国家研究委员会发布报告,从演变的北极、隐藏的北极、联系的北极、北极的管理和未知的北极5个方面分析了北极的新兴研究问题。

在具体研究部署方面,2011年2月,美国国家海洋与大气管理局发布《NOAA北极远景与战略》,指出未来将重点部署开展6个方面的研究:预测海冰;理解和探测北极气候和生态系统变化;提高气象和水文的预测与预警能力;加强国际和国内合作;提高北极地区海洋及近海资源的管理水平;促进具有恢复力的、健康的北极生物群落和经济。2013年2月,NOAA发布《北极航道绘图计划》,该计划将创建14个海图以补充现有的海图。2014年6月,NOAA发布的《北极行动计划》列出了相关的重要事项。

美国海军也开始加强对北极地区的研究力度。2011年,美国海军实验室发布《美国海军研究实验室北极行动》,指出将加强3个方面的研究:北极环境研究,提升对北极自然状况的理解;提升对北极自然过程的理解,开发新的海洋、海冰和波浪模型使影响北极气象的要素参数化;提升海军气象预测系统,加强关于海底甲烷释放对声学传播和海底作业影响的研究。2012年11月,美国海军研究办公室等部门发布了《从季节到十年尺度的北极海冰预测:挑战与策略》报告,指出北极面临的关键科学问题,包括:①北极海冰近期从以多年冰为主急剧变化到以一年冰为主,这种变化对海冰可预测性的影响是什么?②在快速变化的北极环境中,海洋、大气、冰冻圈、海底和陆地系统各个组成部分的强迫和耦合是怎样影响海冰的?③极端事件及反馈机制对北极海冰演变和预测能力有何影响?④在各种时间尺度上,如何改善北极海冰变化对利益相关者的影响?

墨西哥湾生态系统研究

墨西哥湾是美国最具价值且最重要的地区。2009年,墨西哥湾自然资源创造的经济价值占美国GDP的30%。2010年4月,“深海地平线”漏油事件造成美国历史上最严重的生态破坏,加重了该地区的生态危机。2011年12月,美国在休斯敦举行墨西哥海湾国家峰会时发布《墨西哥湾区域生态系统恢复战略》,并提出4个战略方向:保护并恢复生物栖息地;恢复流域水质;补充并保护海洋及沿岸的生物资源;提高环境耐受力,改善沿岸居民生存环境。2014年10月,美国国家海洋与大气管理局发布《墨西哥湾生态系统恢复的科学行动计划》,明确了10个长期优先研究领域。该行动计划于2015年发布了首批资助项目征集,涉及3个类型:当前生态系统计算机建模的综合评价、墨西哥湾生态系统(包括人文和渔业健康指标)的比较和分析、监测和观测能力评估。NOAA期望,通过该计划全面了解墨西哥湾的生态系统和最大程度上支持海湾恢复行动。

海洋可再生能源

美国历来将能源安全作为重要的国家战略,在气候变化和能源市场不稳定等压力下,美国的能源政策开始向可再生能源领域转移。在奥巴马上任后,美国政府积极倡导新能源发展,并将可再生能源发展上升到国家安全及未来发展的高度。2015年8月,奥巴马宣布《清洁能源计划》,在国家层面进一步布局可再生能源发展。海洋可再生能源作为一种储量巨大、开发前景广阔的新能源,可为美国沿海经济带提供一条低碳经济的发展之路。为了明确发展方向和路径,2010年4月美国能源部下属的可再生能源实验室发布了《美国海洋水动力可再生能源技术路线图》,阐明了美国未来重点发展波浪能、潮汐能、海流能、海洋热能和渗透能等海洋可再生能源,指出到2030年,用于商业的海洋可再生能源装机容量将达到23GW。□

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