挺進深海大洋的探索者——記熱帶太平洋西邊界流研究集體

獲獎集體潛標布放團隊合影

有這樣一群人，從上世紀80年代到現在，一次次前往熱帶西太平洋海域，探索和觀測神秘的深海。他們背負著國家使命，犧牲了小我安逸，在重重困難下摸索前行，在累累碩果中尋求突破，從事著看似離我們很遙遠，實則與百姓生活息息相關的海洋科研活動。

他們，是深海的探索者——中國科學院海洋研究所熱帶太平洋西邊界流研究集體的科學家們。

日前，該研究集體獲得2017年度中科院傑出科技成就獎。

從未知到發現 重重迷霧下砥礪前行

大洋西邊界流是全球海洋中的最強洋流，對全球氣候有著極為重要的影響。然而，上世紀80年代之前，我國海洋科研基本上局限於中國近海，對西太平洋環流及海氣相互作用的研究幾乎沒有觸及，深海研究領域依然空白。

1985年，在TOGA（熱帶海洋與全球大氣）國際計劃框架下，中美實現了熱帶西太平洋海洋大氣相互作用合作調查研究，其間，中科院6家研究所參與的合作調查研究項目「熱帶西太平洋海氣相互作用與短氣候」也在開展，海洋所派出了以中科院院士胡敦欣為首席科學家的「科學一號」考察船參加此次科學考察。

項目從1986年持續到1990年，共進行了5次大型海洋科考活動。「當時的條件很差。」胡敦欣回憶道，「沒有足夠的經費，更沒有先進的觀測技術，考察船上只配了一套CTD設備。價值四萬多美元的CTD設備，在當時是極為珍貴的。」為了避免出現差錯，每次下海觀測前，胡敦欣都要親自檢查，即使晚上也叮囑值班人員在到達測站之前叫醒他。

一路摸索，一路向前，直到1989年，胡敦欣帶領團隊發現在西太平洋棉蘭老海流之下，存在著一支和上層流向相反的海流，並將其命名為「棉蘭老潛流」。同時，他們還發現了「呂宋潛流」和「北赤道潛流」，改變了有關太平洋西邊界流動力結構的傳統認識，將西太平洋海洋環流研究從二維推進到三維階段。

從等待到出擊 開啟潛標觀測新時代

「棉蘭老潛流」的發現標誌著中國海洋科學研究從近海走進了大洋，但這項研究還遠沒有結束。科學家用地轉理論算出了潛流的存在，卻無法得到實測數據。上世紀90年代後，美國不再做西太平洋科考了，「跟跑」的中國也中斷了這項研究。

但胡敦欣不甘心放棄。他從2005年起召集國內外海洋環流與氣候專家，召開多次研討會。歷經長達6年的籌備，2010年4月，他領銜發起的「西北太平洋海洋環流與氣候試驗（NPOCE）」獲「氣候變率及其可預報性」國際合作研究計劃正式批准，成為8個國家19個單位參加的國際合作計劃。

胡敦欣說：「我們不能老是跟蹤國外、學習別人，沒有長進，而應抓住機遇開展研究，經過努力拿出自己的東西來。」

NPOCE是中國發起的第一個海洋領域大型國際合作計劃，以西太平洋為切入點，逐漸向中東太平洋、印度尼西亞海域/印度洋、跨赤道進入南太平洋和向北至中緯度海域等方向延伸，同時垂直方向上向更深層（包括海溝）發展，逐步使我國的海洋科學研究領域擴展到全球海洋。

NPOCE合作計劃啟動當年，在國家重大基金支持下，中科院海洋所「科學一號」在太平洋西邊界流區成功布放了兩套深海測流潛標，獲得了連續4年的海流實測數據，直接測量到棉蘭老潛流和呂宋潛流， 2014年又在北赤道流區布放潛標直接測到北赤道潛流。

2010年開始布放的6100米深海潛標，是我國在太平洋首次成功布放的最大深度潛標。團隊成員成功克服海況惡劣、地形陡峭、船舶老化等一系列的客觀問題，圓滿完成了潛標觀測任務，開啟了我國西太平洋潛標觀測的新時代。

他們不僅在潛標的設計和海上作業方面制定出一套科學化、規範化、流程化的觀測方案，而且培養了一支經驗豐富、技術過硬的青年隊伍，為後期西太平洋潛標科學觀測網的建設奠定了堅實基礎。

2010年第一個航次的首席科學家王凡現在已成為中國科學院海洋研究所—煙台海岸帶研究所所長、西太平洋科學觀測網項目負責人，考察隊長張林林博士現在已成為2017年西太平洋考察航次的首席科學家。

從跟跑到引領 科研步伐永不停歇

2013年中科院先導專項立項時，該集體就規劃在西太平洋布設由5個潛標陣列組成的西太主流系觀測系統。2015年起，王凡擔任項目負責人，開始實施系統建設，解決潛標數據實時傳輸問題。「西太平洋不僅是全球氣候影響變化最顯著的區域，同時也是中國從近海走向大洋的必經之地，對我國有著重要的戰略意義。」王凡說。

對於遠洋科考來說，每個航次少則50天，長則70多天。科研人員不僅要克服暈船和惡劣天氣的影響，還要超強負荷連續作業。

據2016年西太平洋考察航次的首席科學家汪嘉寧回憶，他們遇到過一次颱風。為了解颱風對於海洋的影響，科研人員每隔半小時靠近颱風放置設備，測量海洋數據。「其實我們就是想看這三個時間段海洋的變化，越靠近颱風，得到的數據越多、越珍貴！」他說。

項目進行期間，最困難的事莫過於潛標的布放和回收。2015年，科研團隊面臨非常關鍵的一步，是否能完成18套次潛標回收和布放任務，決定了潛標觀測網建設的成敗。王凡擔心年輕科學家心理有壓力，決定自己帶隊去這個航次。「如果這個事做成了，就是集體的功勞，出現問題了，那我來負責！」

為了提高成功率和工作效率，王凡帶領團隊對前面幾個航次的作業進行統計，摸索建立了一套關於深海觀測網建設的標準化流程。經過幾年的建設，潛標回收的成功率已經達到96.6%，實現了觀測網的穩定運行。

建設西太觀測網的另一個目標是實現深海數據的實時傳輸。只有這一目標實現，才能對我國的海洋環境氣候預報產生有效作用。從2015年到2018年，王凡帶領團隊為實現目標而努力。

2016年，一套實時傳輸潛標成功布放，實現1000米深度以上溫度、鹽度和洋流等數據1小時1次實時傳輸；2017年航次布放的20套潛標中，有15套是實時傳輸潛標，實現了深海3000米水深溫度、鹽度和洋流等數據1小時1次實時傳輸，這標誌著「西太平洋實時化深海科學觀測網」基本建成。

剛剛順利返航的2017年航次首席科學家張林林介紹，經過連續74天的艱苦奮戰，西太平洋主流系5個潛標陣列第一次實現了全面覆蓋，將為研究主流系、暖池變化及其對氣候（厄爾尼諾、季風降水）的影響提供寶貴的科學數據。

但這些還遠遠不夠。王凡說：「中國的海洋科學研究整體上還落後於世界海洋強國，我們不能沾沾自喜、固步自封，要繼續拓展觀測區域、升級探測技術，不斷夯實海洋科學跨越發展的基礎。」

已到耄耋之年的胡敦欣，對國家海洋科學未來的發展充滿了信心，他正在籌備發起一項「熱帶印太輻聚區研究」計劃。

他們，這群海洋科學家團隊，堅毅求實、創新奉獻，為解決諸多海洋科學發展的難題，心甘情願地在大洋深處孜孜求索……

文章來源：《中國科學報》 (2018-03-12 第6版 院所)　記者/廖洋 見習記者/高雅麗 實習生/郭曼欣

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