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:2025-09-02

  (一)IODP3完成首个航次,利用 L/B Robert钻探船获取872米沉积岩心

  英国地质调查局(BGS)8月6日讯,IODP3和美国国家科学基金会(NSF)联合资助的“(美国东海岸)新英格兰大陆架水文地质学”航次(501航次)圆满完成为期74天的海上作业。本航次利用L/B Robert钻探船实施,核心目标是探索北美大陆架海底庞大地下水系统的起源、年龄及形成机制。来自13个国家共40余名科学家参加该航次。团队克服复杂钻井环境带来的困难,从三个关键站位成功钻取了718段总长871.83米的沉积物岩心(涵盖沙质与粘土质含水层),并从9个不同深度抽取近5万升深海水样本。所有样品将于2026年初在德国不来梅大学(MARUM)进行陆上分析,研究成果有望推动全球海底淡水资源开发与利用。(信息来源:BGS官网)

  (二)WHOI部署海洋传感器网络,加强飓风研究

  伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)8月4日讯,该所正在参与由美国海军研究办公室资助的“海空耦合与大风波浪、湍流和云耦合研究”项目(SASCWATCH),计划未来3年内部署针对飓风的海洋传感器网络,结合原位观测数据和高分辨率卫星遥感资料进行综合研究,以填补飓风过程中海空相互作用研究的空白。WHOI联合NOAA等机构,计划借助Argo和ALAMO两种观测设备采集海洋实时水温与盐度数据。其中,现有4000余台Argo浮标负责监测海洋上层2000米水深,每10天完成一个温盐剖面数据的测量和传输,在飓风高峰期将提高数据更新频率。另外,ALAMO(一种从飞机后部滑槽投放的小型浮标)作为对Argo的补充,则通过卫星实时传输监测数据,可提升对短期强天气的响应效率。该项目有望深化对飓风等极端气象的认知,支持海平面上升及海洋生物等研究。(信息来源:WHOI官网)

  (三)英国科考船装备新型计算平台,推动科研数字化转型

  英国农业食品和生物科学研究所(AFBI)8月4日讯,其科考船“科里斯提斯”号(RV Corystes)成功部署高性能虚拟机(VM)计算平台。该项目由英国科学、创新和技术部(DSIT)资助,与戴尔技术合作开发,其核心优势包括:支持多学科团队容器化协同计算,航次期间可实时数据分析和建模,提高船-岸系统的运营连续性,支持AI驱动应用。此次升级为该研究所在建的混合动力科考船奠定了技术基础,将有效发挥该研究所在可持续渔业、海洋环境保护及气候韧性等领域的优势。(信息来源:AFBI官网)

  (四)英国启动浮动风电场生态影响研究

  英国南安普顿大学(UOS)8月4日讯,在自然环境研究委员会的(NERC)资助下,该校联合利物浦大学、班戈大学等机构,于今年夏季启动了苏格兰东北海岸浮动海上风电场对海洋生产力影响研究项目。团队将利用“发现”号(RRS Discovery)、“马多格王子”号(RV Prince Madog)等科考船及水下滑翔机,勘测Kincardine和Hywind两个风电场周边水域,探究风电场产生的湍流是否能将深海营养物质输送至表层,从而促进浮游生物生长。该研究还将创新利用风电高压电缆监测水温,以追踪长期海洋变化。该项目有望推动未来英国风电发展,以更好地应对气候变暖背景下海洋生产力下降的挑战。(信息来源:UOS官网)

  (五)澳大利亚南极局开展南印度洋生态调查

  澳大利亚南极局(AAD)8月4日讯,该局将于今年9月和12月派遣破冰船“努伊纳”号(RSV Nuyina)前往南印度洋赫德岛和麦克唐纳群岛开展科学考察。这两座岛屿距离澳大利亚陆地约4000公里。该科考的核心任务包括:调查岛上动植物状况,开展海鸟与海豹种群调查,开展海底测绘、冰川消退研究及海洋生态系统评估等。按计划,9月启动的首航(V1)为期两周,配备直升机和充气艇支持作业;12月启动的第二航次(V2)为期25天,聚焦海洋科学和陆地生态系统研究。(信息来源:AAD官网)

  (六)地形背风坡效应加速亚南极赫德岛冰川融化

  东南印度洋亚南极赫德岛(Heard Island)冰川是南大洋气候系统最敏感的“温度计”。因位置偏远、常年被云层覆盖,现有研究对1947年以来该冰川退缩速率的加速机制缺乏连续、高精度的定量证据。澳大利亚莫纳什大学的科学家,将1947年手绘地形图、1988年卫星照片和2019年高清影像逐一比对,手工圈出29条冰川的边界,并首次建立了跨越72年的完整记录。研究发现,1947—2019年期间,赫德岛冰川总面积从289.4 km2减少到225.7 km2,年均退缩率从1947—1988年的-0.25%增加到1988—2019年的-0.43%。研究表明,东侧的斯特芬森(Stephenson)冰川末端后退了5.8 km,表碛上限抬升了320 米,团队认为地形背风坡效应和冰前湖的快速崩解是导致冰川退缩加速的主要原因。研究揭示,即使在远离人类活动的亚南极岛屿,冰川对夏季0.7℃的升温也表现出显著响应。这为研究南大洋海平面变化提供了新依据,成果发表于《冰冻圈》(The Cryosphere)。

  表碛上限:指冰川表面覆盖的碎屑层(表碛)的最高分布高度。

  文献来源:Tielidze L G, Mackintosh A N, Yang W. Glacier inventories reveal an acceleration of Heard Island glacier loss over recent decades[J]. The Cryosphere, 2025, 19: 2677-2694.

  (七)提高监测台网密度,可有效提升阿拉斯加近海俯冲带地震预警时间

  阿拉斯加近海俯冲带是全球地震和海啸风险最高的区域之一,但现有研究尚不能支撑秒级地震预警。美国阿拉斯加大学学者基于2023版阿拉斯加国家地震危险性模型(2023 Alaska National Seismic Hazard Model),采用97个涵盖俯冲界面、板内深震与陆壳断层的特定地震(震级范围为5到9.5)数据,结合地震预警系统(ShakeAlert)的台网布局,利用P波到时和恒定速度结构进行计算,得出警报到达时间与峰值地震动(MMI≥6)的时差。研究发现,对于近海震级为8.3的俯冲地震,现有台网可为阿拉斯加南部沿岸社区作出提前10—120秒的预警;若在沿岸增设间距20公里的地震仪并布设海底地震仪(OBS),预警时间可再提前5—15秒。研究认为,深海浅源地震因距离效应反而拥有更长的预警窗口,而陆壳浅震因台网稀疏则会造成预警时间不足,台网密度与海底观测数据不足制约了阿拉斯加地震预警系统的效能。成果发表于《美国地震学会公报》(Bulletin of the Seismological Society of America)。

  文献来源:Fozkos A M, West M E. Earthquake Early Warning Scenarios for Alaska[J]. Bulletin of the Seismological Society of America, 2025.

  (八)格陵兰岛冰川融化加剧,提升沿海浮游植物的生产力

  格陵兰岛沿海因浮游植物大量繁殖,出现水华现象,该现象有助于海洋吸收大气中的二氧化碳,对区域生态和全球碳循环至关重要。美国圣何塞州立大学的学者以格陵兰冰川融水影响为基础,利用高精度计算机模型,深入揭示了格陵兰冰盖最活跃的冰川之一——塞尔梅克·库雅雷克(Sermeq Kujalleq)冰川融水排放对夏季水华的影响。研究发现,在夏季,冰川融水驱动的上升流把深海营养物质带到表层,使得该海域浮游植物的生产力提升了15%—40%。然而,在冰川融水形成的上升流羽流区域,因海水变暖,海水二氧化碳溶解度降低,该区域全年吸收的二氧化碳总量仅增加了约3%。该研究预测,未来随着气候变暖,格陵兰冰盖融化将加剧,可能会显著改变格陵兰岛沿海的海洋生产力和碳循环模式。因此,在评估冰盖融化对海洋影响时,需要综合考虑其对生产力促进和碳吸收效率削弱的双重效应。成果发表于《通讯-地球与环境》(Communications Earth & Environment)。

  文献来源:Wood, M., Carroll, D., Fenty, I. et al. Increased melt from Greenland’s most active glacier fuels enhanced coastal productivity[J]. Communications Earth & Environment, 2025, 6(1): 626.

  (九)冰川消融将降低近海地下水的排放效率

  海底地下水向海洋排放过程(SGD)是塑造沿海生态环境的关键,但在冰川消退地区,该过程的长期变化尚不清楚。瑞典斯德哥尔摩大学的学者利用放射性碳测年技术,分析了挪威北部海岸靠近大陆架断层带的海底地下水排放点及伴随的甲烷渗漏,揭示了冰盖消融对近海地下水循环的深刻影响。研究发现,两个不同排放点的咸水滞留时间分别长达11500—8800年、4800—2600年。沉积物孔隙水成分分析结果证实了冰川压力曾驱动近海地下水淡化,但随着冰盖消退和海平面上升,海水逐渐渗入并取代了原有的淡水补给。该研究首次提供了精确观测证据,直接指出了冰缘消融后海水开始入侵地下水的具体时间点。研究认为,随着冰川持续消退,近海地下水的盐分含量将显著升高,向海洋的排泄速率也将降低。成果发表于《自然·地球科学》(Nature Geoscience)。

  文献来源:ten Hietbrink, S., Patton, H., Dugan, B. et al.Deglaciation drove seawater infiltration and slowed submarine groundwater discharge[J]. Nature Geoscience, 2025: 1-7.

  (十)海岸线预测模型精度已经接近卫星观测水平,精度可达10米

  海岸线的稳定对沿海的居民生活和生态保护至关重要,但海岸线变化的准确预测一直充满挑战。在大规模协作基准测试研讨会(ShoreShop2.0)上,全球34个团队提交了海岸线变化预测模型,这些模型以澳大利亚新南威尔士州X海滩(BeachX)的卫星海岸线数据为基础进行校准,并对短期(5年)和中期(50年)的变化进行了预测。经评估,表现最优异的模型预测精度达到了10米左右,这相当于卫星海岸线数据本身的精度水平。本项研究强调了这种大规模、客观的基准测试对于提升未来海岸线变化的预测能力,可支持海岸管理决策。成果发表于《通讯-地球与环境》(Communications Earth & Environment)。

  文献来源:Mao Y, Coco G, Vitousek S, et al. Benchmarking shoreline prediction models over multi-decadal timescales[J]. Communications Earth & Environment, 2025, 6(1): 581.

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