【信息】海洋科技动态

　　（一）国际能源署（IEA）发布2021年《全球氢能评论》报告，指出低碳氢能未来发展潜力巨大 

　　低碳氢能包括蓝氢和绿氢。蓝氢是提取天然气中的甲烷生成的氢能，可通过结合碳捕集与封存（CCUS）技术实现低碳制备，属于低碳能源；绿氢是利用可再生能源来电解水制造的氢能，属于零碳能源。近日，IEA发布2021年《全球氢能评论》，分析了全球氢能发展速度、应用范围、政府关注重点和低碳氢能发展趋势，指出世界各国为实现温室气体减排承诺，未来10年低碳氢能在总体能源结构中会更具竞争力，而结合CCUS的蓝氢技术也将为扩大绿氢产能铺平道路。针对低碳氢能发展前景，报告对各国政府提出了五条建议：1. 制定氢能发展在能源系统中的战略路线图；2. 鼓励使用低碳氢取代化石燃料；3. 支持对低碳氢能的生产、基础设施和工厂投资；4. 提供强有　力的创新支持，确保技术尽快商业化；5. 建立相关标准、认证和监管制度。 

　　（二）美国国家海洋和大气管理局（NOAA）拨款170万美元，支持海洋保护区内生物栖息地连通性研究 

　　海洋保护区（MPA）的设立旨在保护海洋环境中重要的自然和文化资源。近年全球MPA数量虽然有所增加，但人们仍不明确其中生物栖息地之间的连通性，而良好的栖息地连通性可使海洋生物在气候变化影响下具有更强的抵抗能力。近日，NOAA宣布将拨款170万美元，以支持美国Florida Keys、Flower Garden Banks和Stellwagen Bank三个国家海洋保护区的栖息地连通性研究，使用遥测技术标记和跟踪关键物种，研究不同物种如何利用MPA内的栖息地，支持政府MPA的管理决策。该研究将分为三个项目，多家单位共同参与，项目时间为4~5年。 

　　（三）伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）获NOAA资助，将主持研究西边界流-气候变化响应关系 

　　西边界流（WBC）是一种沿着大洋西部边缘从低纬度向高纬度流动的暖流，包括太平洋黑潮、大西洋墨西哥暖流、印度洋索马里海流等，具有高温、高盐、高水色、透明度大等特征。WBC的变化可能会影响海气相互作用时的热量传输，对全球气候系统、沿海生态系统和海平面变化产生重要影响。近日，WHOI获得NOAA资助，将建立一个基于WBC海气作用的海洋与气候变化模型，以研究WBC变化在气候变化中的作用。 

　　（四）法国iXblue推出新型拖曳式水下航行器ROTV 

　　近日，法国海洋设备生产商iXblue宣布推出一款新型ROTV，命名为FlipiX。FlipiX形似一架小飞机，可在高达7节的牵引速度下自主完成上浮、下潜、俯仰、翻滚等多种动作，使测量仪器在水下保持恒定的高度和姿态，提高测量数据质量。该设备最大运行水深为50米，可以通过普通船只或无人水面艇（USV）拖曳，同时完成测深、地球物理测量等多项任务，扩大USV的调查范围和自主测量能力。 

　　（五）美国哈里伯顿公司推出智能钻井测井平台 

　　近日，美国哈里伯顿公司推出一款智能钻井测井平台iStar。该平台引进机器学习和人工智能技术，可在更靠近钻头的更深地层中工作，实时并准确测量储层电阻率、岩石孔隙度和地层密度等数据，并可同步传输地层图像，提高工作人员对复杂岩性和含气地层的识别和评价。此外，该平台具有自动化钻井技术，通过高频、连续的倾角和方位测量，结合高分辨率伽马射线测井数据，提高了井眼定位的准确性，降低了储层不确定性带来的风险；通过对钻井时扭矩、承重和振动的实时测量，可及时调整最佳钻速，提高钻井效率，大幅减少无效钻井时间；通过分析井眼形状和环空压力的实时测量数据，平台可自主评估井筒稳定性，有助于控制安全生产风险。 

　　（六）德国科学家研究表明，基岩隆升速率和海平面变化共同影响海岸阶地的形成和消失 

　　海岸阶地是一种阶梯状的海成地貌，主要由相对海平面升降（海平面与陆地某一基准点的相对变化）引起的侵蚀或沉积作用造成，是研究古海平面和地壳变形的关键地貌。科学家普遍认为，在不同海平面稳定期（如间冰期）里，海浪长期侵蚀会使海岸形成一层层“台阶”，将海平面稳定期与海岸阶地一一对应后，可根据阶地宽度推测对应的海平面稳定期长度。然而，德国科学家近期发表在《地质》的论文中，认为同一层海岸阶地会受到多个海平面稳定期反复侵蚀和基岩隆升速率的共同影响，海浪侵蚀并非唯一的影响因素。科学家比较全球六个汇聚板块边缘的海岸阶地宽度、形成时间和隆升速率，结合不同海洋同位素阶段（MIS）建立了综合模型，发现同一时期海岸侵蚀的时间长度主要取决于基岩隆升速率，在给定隆升速率的条件下，阶地宽度与海平面稳定期的时间没有线性关系。这项研究表明，全球现有海岸阶地记录的地质时间可能与实际有所偏差，考虑基岩隆起速率的影响可以提高海岸阶地地貌形态学的分析质量和可靠性。 

　　（七）国际合作八年观测结果证明，格陵兰冰盖变化会对地下水产生直接影响 

　　科学界普遍认为，南北极冰盖融化产生的水从地面流向海洋，可导致海平面上升，且在冰盖底部起到润滑作用，使冰盖发生位移，因此大多科研焦点都聚集于地表水和冰盖之间的相互关系上。然而，最近发表在《自然·地球科学》的一项研究表明，北极冰盖的融化还会直接影响地下水系统。一个国际研究团队在格陵兰冰盖下方的基岩中钻了一个651米长的斜孔，以测量冰盖下地下水的变化状况；同时，通过冰川顶部的32个钻孔，了解冰盖和基岩界面之间水流的变化状况。经过长达八年的观测发现，格陵兰岛地下水水位对上覆冰盖厚度和冰-地界面间流体压力条件的变化非常敏感，上覆冰盖的长期变化、季节性变化甚至每天的变化都会对地下水系统产生影响。这项研究对评估气候变化条件下地下水的地球化学成分、有机碳和微生物的储存与循环有重要意义。 

　　（八）瑞士科学家绘制860多种海洋浮游生物分布图，发现全球变暖会丰富浮游生物种类，促使其向两极移动 

　　海洋浮游生物包括浮游动物和浮游植物，是海洋食物网的基础，由它们组成的生物碳泵也是决定二氧化碳海气平衡的关键因素。浮游生物多样性主要受气候控制，为了解气候变暖对浮游生物种群和营养水平的影响，瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家基于物种分布模型，绘制了全球860多种海洋浮游生物的分布图，并根据不同物种的种群特征和栖息地环境，模拟并预测了二氧化碳高排放情景（RCP8.5）下，全球变暖后生物多样性的纬度分布梯度。研究发现，海洋变暖会驱动浮游生物物种丰富度增加，热带和亚热带的物种分布会以中值约35公里/10年的速度向两极移动。浮游植物和浮游动物对海洋变暖的反应有所区别：当海表温度高于25°C后，除北冰洋外，大部分海域的浮游植物物种丰富度将增加16%以上；同样的情景下，浮游动物物种丰富度在热带地区会略有下降，但在温带至次极纬度地区将大幅增加，较高纬度地区的生物群落会因此发生重组，海洋生态系统特性（如生物碳泵）也会随之改变。这项研究近期发表于《自然·通讯》。 

　　（九）日本科学家发现，大西洋墨西哥暖流和西太平洋黑潮通过大气环流互相影响，在十年时间尺度上同步 

　　墨西哥暖流（又称湾流）和太平洋黑潮（又称日本暖流）分别是北半球两支强大的西边界流（WBC），其中墨西哥暖流从墨西哥湾起始沿北美东海岸向北汇入北大西洋，黑潮起源于菲律宾群岛东部，流经我国台湾最后到达日本以东和北太平洋暖流相接。它们将热量从热带输送到温带地区，并影响整个北半球的海面温度和气候，日本科学家推测这两支WBC之间可能存在一定联系。为验证这一假设，科学家收集了近40年的气候数据，发现两个洋流区域的平均海面温度年际变化（每年之间的比较）和年代际变化（每十年之间的比较）都是同步的，就将此现象称为边界流同步（BCS）。通过建模分析发现，西风急流（对流层上层或平流层西风带中强而窄的气流）是BCS形成的重要因素，大型BCS事件与中纬度极端气候重合，由此推测西风急流会将这两支WBC的热量带入大气层，通过大气环流相互影响。由于距离较远，这种影响可能要很长时间才会发生，但最终会使这两支WBC形成某种程度上的同步。这项研究近日发表于《科学》正刊，有助于科学家改善全球未来气候预测模型。 

　　（十）美国学者研究北极碳的横向流动模式，以全面了解碳在陆地、海洋和大气之间的循环 

　　北极是对气候变化最敏感的区域，也是全球增暖最显著的地区。北极气候变化的表现形式有很多，包括水文循环加剧和永冻土融化等。研究碳排放及碳循环对气候变化的影响时，人们更关注碳在陆地-大气或海洋-大气之间的垂直流动。为了更好地了解北极碳循环模式，受美国能源部、NASA、美国国家科学基金会资助，马萨诸塞大学研究人员着重研究了北极陆源碳到海洋的迁移方式，通过建模分析1981—2010年间北极土壤季节性融化、冻结和表面积雪对溶解有机碳（DOC）产量及其流入水文系统浓度的影响，并对北极河流向沿海水域输出的DOC进行了评估。研究发现，北极年均DOC产量和地下径流中DOC含量具有明显的空间分布梯度，年均DOC产量分布在空间上呈“西多东少”的特点；与总径流DOC相比，地下径流DOC含量占比的分布则为“东多西少”。此外，2019年北极河流向近海澙湖输出的DOC和淡水总量大幅增加，比1980年代初期的年度量增加了一倍以上。这项研究的两个成果于今年8月和10月先后发表于《地球物理研究杂志：生物地球科学》和《环境研究快报》。 

（广州海洋局海洋战略研究所）