2024年03月16日 星期六

【信息】海洋科技动态

作者:海洋战略研究所(汇编) 发布时间:2025-06-30
  (一)总计50国已批准《公海条约》,预计今年生效

  根据公海联盟(HSA613日讯,第三届联合国海洋大会(UNOC3)期间,包括阿尔巴尼亚、巴哈马、比利时等国在内的19个国家向联合国正式提交了《<联合国海洋法公约>下国家管辖范围以外区域海洋生物多样性的养护和可持续利用协定》(BBNJ协定,简称《公海条约》)的批准书,使条约批准国总数增加至50个,距离条约发挥效力仅差10个国家。一些国家表示有意尽快向联合国提交批准文书,意味着可能在9月份联合国大会前,《公海条约》就可生效。此外,另有20个国家于近期签署《公海条约》,签署国总数已达136个。

  注:签署即该国对条约文本内容认可,即使尚未履行批准程序,也不会采取与条约目的和宗旨不符的行为。批准即该国同意接受该条约约束。(信息来源:HSA官网)

  (二)科学家联合发起国际倡议,呼吁强化OneArgo海洋观测计划

  西班牙海洋研究所(IEO-CSIC65日讯,全球50多个机构科学家发起国际倡议,呼吁持续投资确保OneArgo海洋观测计划于2030年前顺利推进。作为现有Argo计划升级版,OneArgo将浮标监测深度从2000米扩展至6000米,新增生物地球化学传感器并覆盖极地海域,将实现对海洋酸化、碳通量等关键过程的实时观测。目前Argo系统已部署4000余个浮标,而OneArgo需在2030年前完成4700个浮标布设目标。正值第三届联合国海洋会议召开,倡议指出,当前仅有三分之一观测项目获得资助,需加大投入以促进可持续蓝色经济发展和气候变化研究。(信息来源:IEO-CSIC官网)

  (三)国际自然保护联盟与法国政府签署《尼斯-阿布扎比宣言》,推动海洋保护

  国际自然保护联盟(IUCN610日讯,第三届联合国海洋会议(UNOC3)期间,该联盟与法国政府签署《尼斯-阿布扎比宣言》,提出尼斯-阿布扎比路线图,深化全球海洋保护合作。该路线图以一个海洋伙伴关系为框架,重点关注七大领域:实现2030“30×30”海洋保护目标、依托BBNJ协定支持公海治理、强化海洋科学研究、发起全球海洋物种保护联盟、推动塑料污染国际条约、倡导冰冻圈保护以及扩大海洋融资,应对海洋污染、过度捕捞及气候变化等挑战,助力2030年前实现全球海洋保护目标。IUCN成立于1948年,是世界上规模最大、历史最悠久且最具影响力的全球性非营利自然生态保护机构,也是唯一在联合国大会拥有永久观察员席位的环保组织。(信息来源:IUCN官网)

  (四)美国海岸警卫队新极地破冰船首次试航

  美国海岸警卫队(USCG65日讯,该机构25年来首艘新极地破冰船斯托里斯号(Storis WAGB 21)完成改装并开始首次试航,预计8月于阿拉斯加朱诺母港正式服役。该船原为壳牌石油公司极地石油勘探支持船,2012年交付,2024年底出售给USCG。船长140米,宽26米,可容纳180余人及一架舰载直升机,具备90天续航能力。其搭载的45000马力柴电混合推进系统,能以5.5公里时速破开2米厚冰层,并配备12.7毫米机枪及30毫米自动炮等防御武器系统,将用于维护美国北极主权、执行海岸警卫队任务并履行与加拿大、芬兰签订的协议,推进联合建造破冰船、共享技术与资源的合作计划。USCG现役2艘极地破冰船均已接近使用寿命上限,为加速扩充舰队,USCG已向外国船厂征询中型破冰船快速建造方案,与芬兰Rauma船厂正就3—5艘订单展开谈判。特朗普政府提出的美丽大法案One Big Beautiful Bill)计划向海岸警卫队追加200亿美元拨款,法案批准结果将直接影响美国极地海域能力建设。(信息来源:USCG官网)

  (五)西班牙海洋研究所评估纽芬兰大浅滩的渔业资源

  西班牙海洋研究所(IEO-CSIC69日讯,该所科研团队搭乘埃萨子爵号(Vizconde de Eza)科考船,前往西北大西洋纽芬兰大浅滩国际水域,开展Platuxa 2025渔业资源评估项目。此次活动由欧洲渔业和水产养殖海洋基金(FEMPA)资助,IEO维戈海洋学中心远洋渔业组协调,旨在调查毗邻加拿大专属经济区、最深1500米海域的商业底层鱼类资源。团队将通过底拖网采样收集鱼类丰度、生物量及种群结构数据,同步采集生物样本用于生长繁殖研究,并监测水体理化参数。作为该系列调查的第30次行动,此次调查数据将纳入西北大西洋渔业组织(NAFO)科学建议体系,为国际渔业管理提供关键支撑。(信息来源:IEO-CSIC官网)

  (六)模型揭示过去2.1万年以来西北欧洲大陆架海域泥质沉积物的形成历程

  海洋蕴藏着丰富的泥质沉积物,这些沉积物在全球碳循环中扮演着关键角色,但由于海洋环境复杂,科学家们对深海泥质沉积物的分布和形成机制仍知之甚少。英国班戈大学的科研团队聚焦于西北欧洲大陆架海域的三大泥质沉积区 —— 弗拉登地(Fladen Ground)、凯尔特深海区(Celtic Deep)和西爱尔兰海泥带(Western Irish Sea Mud Belt),采用了一种新的高分辨率古潮汐模型,模拟了过去2.1万年以来海洋潮汐的变化。研究发现,弗拉登地的泥质沉积物形成于1.7万至5000年前的末次冰盛期,此后一直受到平静潮汐条件的保护;而凯尔特深海区和西爱尔兰海泥带在过去几千年中持续积累泥质沉积物,且这一过程仍在进行。研究表明,通过模拟古海洋条件,可以预测泥质沉积物的分布和年龄,为寻找隐藏的碳库提供了新思路。该研究揭示了海洋泥质沉积物的形成和保存机制,强调了泥质沉积物在长期碳封存中的重要性。成果发表于《地球物理研究杂志:海洋》(Journal of Geophysical Research: Oceans)。

  文献来源:Ward S L, Bradley S L, Roseby Z A, et al. The Role of LongTerm Hydrodynamic Evolution in the Accumulation and Preservation of Organic CarbonRich Shelf Sea Deposits[J]. Journal of Geophysical Research: Oceans,2025,130:e2024JC022092.

  (七)热带气旋导致海洋最低氧区上涌,影响海洋表层生态系统

  海洋低氧区(OMZ)是全球生物地球化学循环中至关重要的区域,然而当前研究对于热带气旋如何影响这一区域的认知仍存在空白。美国加州大学默塞德分校的学者联合多家科研机构,采用实地观测、卫星遥感及高分辨质谱分析等多学科方法,对 2018 年东太平洋的四级飓风巴德Bud)过后的海洋环境进行了深入研究。研究发现,飓风引发的强烈水体混合致使营养物质上涌,促进了浮游植物的爆发性生长,进而显著改变了有机物质的生产和积累。研究表明,热带气旋可导致OMZ快速上升,使其接近海表水,这一现象对依赖较高氧浓度生存的海洋生物构成严重威胁。该研究揭示了热带气旋对海洋生态系统的复杂影响,不仅促进了初级生产力的提升,还通过改变溶解氧分布干扰了海洋生物地球化学循环。成果发表于《科学·进展》(Science Advances)。

  文献来源:Genco B M, White M E, Koester I, et al. Tropical cyclones drive oxygen minimum zone shoaling and simultaneously alter organic matter production[J]. Science Advances, 2025, 11(6): eado8335.

  (八)氧化成岩作用是驱动深海微量元素循环的核心机制

  海洋中的微量元素及其同位素(TEI)对维持海洋生命和海洋生物地球的化学过程至关重要,然而,现有研究对其循环机制的认识一直存在分歧。一项由瑞士苏黎世联邦理工学院主导的研究,以稀土元素和钕(Nd)同位素作为关键示踪剂,结合粒子循环与沉积物成岩作用模型,建立了海洋TEI循环的统一框架。研究发现,海洋中很大一部分金属并非仅通过生物途径被清除,而是能快速融入从海水中沉淀出的固体氧化锰颗粒,随之沉入海底沉积物。但关键在于,这些金属并未永久封存,它们会在沉积物中发生化学反应,从氧化锰颗粒中释放出来,重新溶解进入深层海水。数值模型进一步证实,这些被释放的金属会重新混合并循环回整个海洋系统。研究揭示了驱动这一海底来源的核心机制是深海氧化成岩作用,且该作用通过海底地形和底层强湍流混合,强烈影响着整个水柱的生物地球化学。该研究强调了以往被生物颗粒掩盖的自生矿物(如氧化锰)在水柱循环中的重要作用,并表明通常被视为静止的深海海底,实际上是生物地球化学活跃转化的关键区域。成果发表于《自然》(Nature)。

  文献来源:Du, J., Haley, B.A., McManus, J. et al. Abyssal seafloor as a key driver of ocean trace-metal biogeochemical cycles[J]. Nature, 2025: 1-9.

  (九)算法与校准数据是影响海啸预警系统性能的关键因素

  海啸预警系统依赖预先模拟的海啸波数据来训练模型,以便快速预测真实海啸的威胁。然而,用于训练这些模型的模拟数据是否足够全面,能否准确反映未来可能发生的复杂海啸,仍然是一个核心挑战。加拿大韦仕敦大学的研究团队以温哥华岛面临的卡斯卡迪亚大地震海啸风险为案例,构建了两个包含多种随机破裂情景的海啸波数据库。基于这两个数据库,他们使用三种不同的方法——传统的多元线性回归(MLR)、以及更先进的机器学习算法随机森林(RF)和神经网络(NN),开发了新的海啸预警模型。研究发现,基于随机森林和神经网络的模型预测效果显著优于传统的多元线性回归方法。这表明,校准预警模型所用的数据本身对最终性能影响巨大,传统的交叉验证方法可能严重低估了这种影响。该研究强调,在构建和评估海啸预警系统时,必须高度重视模拟数据的选择与代表性所带来的认知不确定性”——即模型设计本身(包括数据源)带来的不确定性因素。成果发表于《海岸工程杂志》(Coastal Engineering Journal)。

  文献来源:Goda K, Chamatidis I, Istrati D. Effect of calibration data on performance of tsunami early warning model[J]. Coastal Engineering Journal, 2025: 1-18.

  (十)受气候变化影响,南极大气河流发生频率预计到2100年将翻倍

  大气河流Atmospheric Rivers)是大气中相对狭长的区域,形似空中河流,常引发大陆西海岸的极端降水事件,对人类生产生活造成灾难性影响。南极洲的冰雪增减对全球海平面变化至关重要,而来自热带、携带大量水汽的大气河流在其中扮演着关键角色。美国科罗拉多大学的学者利用高分辨率气候模型对其进行了深入模拟研究,发现南极洲上空的大气河流对未来大气中水汽含量的增加极为敏感。模拟预测,到本世纪末(2066-2100年),影响南极洲的大气河流发生频率将增加一倍,其带来的降水量将激增2.5倍。并且未来降水增加的程度高度依赖于如何定义大气河流。如果考虑到大气变暖导致水汽普遍增多而相应调整识别阈值,那么大气河流频率的增加幅度会小得多,且呈现区域性差异。这种差异主要是由于南极上空环绕的强风带(极地急流)的最大风速区域向东移动所致。该研究强调了未来南极降水变化预测的复杂性,成果发表于《自然·通讯》(Communications Earth & Environment)。

  文献来源:Maclennan M L, Winters A C, Shields C A, et al. Rising atmospheric moisture escalates the future impact of atmospheric rivers in the Antarctic climate system[J]. Communications Earth & Environment, 2025, 6(1): 1-10.

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