【信息】海洋科技动态

　　（一）国家海洋和大气管理局（NOAA）和美国地调局（USGS）2023财年预算计划分别为68.8亿和17亿美元 

　　3月28日，美国总统拜登向国会提交了2023财年预算，其中，USGS预算为17.0亿美元，较去年（16.0亿美元）略有增加。NOAA预算为68.8亿美元，较去年大幅增加了14.1亿美元。

　　USGS的预算计划突出了三个重点支持方向：1、资助与生态环境、物种和生物多样性有关的气候变化科学，包括了解海平面上升和极端风暴事件对沿海湿地生态系统的影响、监测野外山火和支持应对决策、支持对地观测卫星运营、创建美国保护和管理地图集等；2、优先推进清洁能源勘探开发、碳减排和管理新工具研发，研究风能、太阳能、地热能和其他地质能源开发以支持2020年通过的国家能源法案；3、预算加强了自然灾害风险防护和区域恢复方面的投资，将通过提供数据和发布科学产品帮助环境脆弱地区建立应急响应机制，增强地区灾后自然复原力。2023财年预算要求USGS通过科学能力建设改善地区教育服务，提高落后地区的科学能力，增强国家在关键矿产研究以及地质地球物理数据保存和分析方面的能力，以支持美国经济增长。

　　NOAA预算大幅增长表明美国政府对气候与海洋的重视，将侧重于以下几个方面的工作：1、开发和提供气候产品与服务，加强核心研发能力，继续提供数据、计算工具和服务，改进降水与海平面上升预测，确定气候变化对渔业与生物资源的影响，改进管理方式；2、继续促进环境管理和可持续经济发展，特别关注蓝色经济，支持渔业、航运、可再生能源和旅游业，支持海上风能、海洋和海岸测绘制图，加强空天观测；3、促进对落后地区的服务，提高知识共享，创造和扩大就业机会；4、提高卫星系统观测能力和数据挖掘水平；5、确保基础观测设施安全稳定。针对该预算，NOAA表示将大力支持政府应对气候危机，建设长期气候变化应对机制，以保障和促进国家经济繁荣。

　　（二）美国国家科学院、工程院和医学院（NASEM）拨款2200万美元，支持墨西哥湾流研究

　　墨西哥湾海流系统影响着墨西哥湾所有类型的海洋过程，并对人类和自然系统产生广泛的影响，包括石油和天然气开采作业、风暴和飓风强度、沿海生态系统以及渔业、旅游业等。理解墨西哥湾海洋系统（UGOS）计划是NASEM海湾研究计划（GRP）的一部分，旨在提高对墨西哥湾海流在时空尺度上的预测能力，降低此海域能源勘探和生产风险。今年3月，NASEM宣布启动UGOS计划第三阶段研究，为三个项目拨款2200万美元，应用已有和新发现的数据来改善墨西哥湾海流动力学观测能力。这三个项目分别是：1、推进墨西哥湾流预测及渔业、工业安全和自然灾害应用研究，由佛罗里达州立大学承担，经费约900万美元；2、改善环流预测的水下观测和地形监测系统研究，由伍兹霍尔海洋研究所承担，经费约760万美元；3、联合海上利益相关者共同承担减少墨西哥湾海上风险研究，由德克萨斯农工大学承担，经费约50万美元。

　　GRP设立于2013年，作为2010年墨西哥湾漏油事件后法律和解的一部分，旨在通过促进科学、实践和能力的进步，为墨西哥湾地区和国家创造长期利益，提高海上能源系统安全，优化环境并保护人类健康。该方案计划在30年内提供5亿美元资助相关的研究开发、教育培训以及监测和其他活动等。

　　（三）澳大利亚大堡礁海洋公园管理局（GBRMPA）证实，大堡礁正遭受第六次大规模白化事件 

　　3月25日，GBRMPA与澳大利亚海洋科学研究所联合完成了对大堡礁海洋公园750个珊瑚礁群的空中调查，发现有超过一半的活珊瑚被严重漂白。这已是有记录以来大堡礁发生的第六次大规模珊瑚白化事件，最近一次发生在2020年。科学家认为，接二连三的海洋热浪事件使尚未建立热应激机制的珊瑚发生白化。受白化事件影响，其中一部分珊瑚正在产生一些荧光色素，以保护自身免受高温和阳光照射的影响。随着科技进步，白化的珊瑚也有可能通过人工降低水温、生态修复等手段存活下来，但估计也需要近十年的时间才能完全康复。目前，联合国教科文组织正在研究将大堡礁列入“濒危”名单的可能性，以督促澳大利亚政府加大对大堡礁的保护力度。 

　　（四）南极洲东部康格冰架完全坍塌，超出科学家预测 

　　南极洲东部是世界上海拔最高、最冷、最干燥的地区之一，通常认为其环境是相对稳定的。今年3月以来，南极洲出现异常高温，法国-意大利联合南极科考站康宏站（Concordia Station）记录到-11.8度的高温，比季节性标准高40度以上，创下历史纪录。3月15日，南极洲东部面积约1200平方公里的康格冰架（Conger Ice Shelf）完全坍塌，超出科学家的预计。这是南极洲东部第一次观测到冰架坍塌。冰架的坍塌会加快极地冰盖流入海洋，进而加速海平面上升。科学家认为，南极洲西部比东部更为脆弱，需要持续关注其变化。 

　　（五）西班牙海洋研究所（IEO）研发3000米级水下航行器 

　　西班牙海洋研究所正在测试一台名为“LanderPick”的水下航行器，该航行器的主要作用是定位和回收长期部署在海底的科考着陆器。海底着陆器配备了多种先进传感器，可采集温度、盐度、水流方向和速度等环境参数，并能制作延时视频图像，实现海底长期观测。这套水下航行器-海底着陆器系统设计可在3000米水深工作。 

　　此次海试是“LanderPick”项目研发的第三阶段。第一阶段（2019—2021.01）完成了小型着陆器、吊钩以及系统的设计和制造，并进行了连续四个月观测海试；第二阶段（2020.12—2022.01）完成了“LanderPick”水下航行器的开发、调试和改进，组建了着陆器阵列并测试其长期工作能力；第三阶段（2022.01—2022.09）目标为改进整套系统的成像模块和通信能力，使之适应3000米水深工作环境，后续还将在海底火山、峡谷等复杂环境进行海试，以扩大着陆器的工作范围。迄今为止，“LanderPick”已在200至1000米水深进行了13次海试，全部获得成功。 

　　（六）机载电阻磁化测量技术揭示黄石公园热液通道系统 

　　美国黄石国家公园位于一个固定热点之上，黄石火山是北美最大的火山系统。黄石公园下方的热液通道系统十分复杂，长期以来，科学家对地表热液的温度、喷发间隙及化学成分等进行了大量研究，但对于其深部构造及作用知之甚少。近日，借助直升机机载地球物理测量技术，科学家建立了高电阻率和低磁化率模型，获得了黄石公园高分辨率热液通道系统图像。图像显示，热液几乎是垂直上升，主要热液场位于1公里深度以下，与深部火山熔岩流和浅层地下水混合作用后，沿着断层和裂隙上升。科学家将继续追踪黄石公园的地震活动，探索更深构造与热液之间的联系。 

　　该研究由美国地质调查局牵头，使用了“SkyTEM”直升机机载线圈仪，飞行4000余公里采集了约9000平方公里范围的电阻率和磁化率数据进行解析和建模。测试数据已全部公开，以促进未来地下水与气体、微生物、熔岩模拟等多方面综合研究。该研究近期发表于《自然》。 

　　文献来源：Finn C A, Bedrosian P A, Holbrook W S, et al. Geophysical imaging ofthe Yellowstone hydrothermal plumbing system[J]. Nature, 2022, 603(7902):643-647. 

　　（七）科学家初步还原2022年汤加火山喷发过程 

　　2022年1月15日发生的汤加海底火山喷发，可能是过去138年以来最猛烈的一次海底火山活动。科学家综合分析了火山喷发后几周的地震、火山、声波和大气层闪电数据，初步还原了这次灾难的过程：喷发后的1小时内，产生了快速传播的海啸波、长周期地震波、可听见声波和次声波、异常强烈的火山闪电和不稳定的火山羽流；全球范围内都能记录到高能地震信号和引力波信号，地球大气发生了大振幅、长波长的扰动事件；火山连续释放的火山灰、熔岩和气体，这些物质在喷发后12小时内累计的体积和质量分别估算为1.9立方公里和约2900百万吨，对应火山喷发等级为5~6级（最高8级）；岩浆-海水作用产生了高能量电荷与高浓度挥发物，增强了区域闪电的强度和频率。此次喷发事件为科学家提供了一个火山基础研究的宝贵机会，研究成果可以为未来火山爆发预测、灾害应对提供重要参考。该研究发表于《地震研究进展》。 

　　文献来源：Yuen D A, Scruggs M A, Spera F J, et al. Under the Surface:Pressure-Induced Planetary-Scale Waves, Volcanic Lightning, and Gaseous CloudsCaused by the Submarine Eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha’apai Volcano Provide an Excellent Research Opportunity[J].Earthquake Research Advances, 2022: 100134. 

　　（八）日照控制南极海冰季节性循环，而北极海冰循环受更多因素控制 

　　南极洲周围的冰盖从每年三月到十月逐渐扩大，在此期间，冰盖总面积增加6倍，超过俄罗斯国土面积。11月南半球夏季开始，海冰快速消退，12月就达到最小面积。海冰缓慢增长和快速消退之间的不对称循环周期已经被长期卫星观测所证实。科学家基于全球气候模型建立了一个理想化的海冰-气候模型，对风、海水变暖、日照与南极海冰季节性不对称循环之间的关联进行了探讨。研究发现，日照是最重要的驱动因素，南极夏季高纬度日照短暂但强烈，导致海冰迅速退缩，而冬季日照时间极短甚至无日照，导致海冰缓慢增长。与此不同的是，北极海冰的季节性增长速度略快于消退速度，表明北极海冰可能受到了更多因素的控制，需要进一步研究。该研究近期发表于《自然·地球科学》。 

　　文献来源：Roach L, Eisenman I, Wagner T J W, et al. Asymmetry in the seasonalcycle of Antarctic sea ice drive by insolation[J]. Nature Geosciences，2022. 

　　（九）微生物在海洋碳循环中起到了至关重要的作用 

　　附着在海洋表层有机颗粒上的微生物会将碳携带到海洋底部，但目前人们对这种碳的转移方式、规模和速率仍缺乏认识。科学家开发了一种计算机模型，来评估微生物相关的全球海洋碳转移。研究发现，海洋中碳的下沉距离取决于微生物的生命长度，例如一些微生物在到达1000米深度前即会死亡，所携带的碳可能会留在海洋表层并返回大气。这些微生物的死亡也将影响海洋表层有机颗粒的分解速率，对海洋氮和磷元素的循环也产生重要影响。该研究确认了微生物在海洋乃至全球碳循环中起到至关重要的作用，科学家将进一步了解海洋中微生物的分布以完善该模型，更好地预测区域性海洋碳转移和释放率。研究成果近期发表于《自然·通讯》。 

　　文献来源：Trang TH Nguyen, et al. " Microbes contribute to setting theocean carbon flux by altering the fate of sinkingparticulates." Nature Communications (2022). 

广州海洋局海洋战略研究所（转载请注明出处）