青春华章 向海图强 |“天罗地网”守南疆！海大造“海洋观测神器”背后的自强密码

2016年9月28日凌晨，第17号台风“鲇鱼”裹挟着狂风暴雨，在福建沿海正面登陆。此次台风不仅给陆地带来了狂风暴雨，其巨大能量更深刻地搅动着广阔的海洋。

在人们记录下灾难的同时，名为“南海潜标观测网”的监测系统，从科学视角捕捉到这场风暴在深海留下的独特“指纹”。该系统首次清晰探测到，超强台风“鲇鱼”下的海洋弱近惯性响应，并揭示出内潮—近惯性内波非线性相互作用对台风下近惯性响应的调控机理。

这一发现，精准解锁了台风与海洋相互作用中长期未被观测的“黑箱”，让我们得以窥见能量从海表狂风骤雨向深海平稳耗散转换的深层图谱。

奋楫深蓝，解码未知

从自主研发系列深海潜标，到构建“南海潜标观测网”、并升级为“南海立体观测网”，再到建设“南海海洋大数据中心”、开发首个南海区域海洋大模型—“神针”南海大模型……

中国海洋大学科研团队，用二十余年的接续奋斗，在广袤南海上“织”出了一张从海底直达云端的“空-天-地-海”一体化区域海洋观测系统，守护着祖国的海上南疆。

“南海立体观测网”示意图

南海，不仅是“21世纪海上丝绸之路”的关键枢纽，更是我国建设海洋强国的核心战略区，如何保障其环境安全、资源开发利用、生态环境保护、气候变化应对等显得至关重要。然而，南海的长期观测之路曾布满荆棘。

由于观测数据空白、关键技术受制于人，科研人员对南海内部动力过程、生态演变规律、灾害形成机制的认识曾长期模糊。但正是在这样的困境下，激发了中国科研工作者自主创新的决心。

针对南海深海环流、中尺度涡、内波和湍流混合等海洋科学前沿问题，在学校及国家项目的强力支持下，中国海洋大学海洋与大气学院教授田纪伟带领团队，开启了6年近500天的南海观测研究之路。

从探明南海与太平洋的唯一深水通道—吕宋海峡的全水深水体交换通量，到发现南海深海强混合现象，再到刻画南海中尺度涡三维结构，科研团队实现了从现象观测到机理探索的深化，逐步构建起对南海多尺度动力过程的系统性认知。这些突破性进展，也为进一步开展海洋环境长期连续组网观测奠定了基石。

在取得科学认知突破的同时，关键技术的自主创新与装备研发也实现了同步跨越。

长期以来，深海潜标是实现长期连续观测的核心手段，但国内设备回收率一度仅为50%—60%，严重制约了多层次、多要素同步观测的可靠性。

为此，中国海洋大学技术团队历时两年攻关，相继突破了潜标水动力学设计、高可靠锚系单元、深海电缆可靠破断与电控释放等关键技术，成功研制出“深海动力环境自容监测潜标”“海洋多尺度动力过程观测潜标”等系列化装备。以此为基础，团队构建了由40余套自主研发潜标组成的“南海潜标观测网”，并于2017年首次实现对南海深海盆的全覆盖。

“南海潜标观测网”的建立，让曾被视为神秘莫测的南海，被揭开层层动态面纱。从此，瞬息万变的深海大洋开始以一种多层面、多尺度的完整面貌呈现。

织网拓维，夯基固本

自2009年运行以来，“南海潜标观测网”持续获取了南海温度、盐度及海流等多尺度动力过程的长期连续观测数据，为深入研究南海奠定了基础。

然而，正如中国海洋大学科研团队赵玮教授所指出的：“南海面积十分广阔，我们的观测密度目前还非常有限，观测能力建设需要进一步加强。”这种局限具体体现在数据的实时获取能力、观测平台的多样性以及时空分辨率等方面仍有明显不足。

因此，为进一步突破这些瓶颈，系统提升对南海全域、全深度的同步感知能力，将原有的“南海潜标观测网”升级构建为一个集成多平台、实现高分辨率立体观测的综合性系统，成为中国海洋大学科研团队迫在眉睫的发展方向。

科研团队以原有潜标网为核心，融合锚系浮标、水下滑翔机、Argo浮标等海基平台，并整合岸基雷达、无人机、遥感卫星等空天基观测手段，成功构建了国际规模最大的区域海洋观测系统——“南海立体观测网”。

该系统已持续稳定运行十余年，获取了我国80%以上的南海水下长期连续观测数据，初步形成了对南海复杂海洋环境的全天候、全海域、长期立体实时观测能力，有效满足了国家对南海环境系统观测数据的迫切需求。

在此基础上，团队进一步启动建设南海海洋大数据中心，致力于打造深远海立体观测网的支撑保障与信息服务中心。该中心实现了对长期、立体、实时观测数据的可视化集成与融合分析，显著提升了数据服务能力，为保障国家南海海洋安全、支持资源可持续开发、促进海洋经济高质量发展提供了坚实的信息支撑与决策依据。

然而，所有研发与建设的背后，是长达十余年海上作业的艰苦坚守、对核心技术的持续攻关，以及对海量异构数据的反复校准与融合。

2021年10月，“南海立体观测网”入选国家“十三五”科技创新成就展，展布上这样写道：“历时十余年，在南海组织航次29次，总航时1000余天，开展潜标作业累计13000余人天，成功布放潜标430套次……”

每一个数字都凝聚着科研团队的智慧、汗水与执着。正是这份立足南海、面向深蓝的长期坚持，让原本零散、模糊的海洋图景逐渐变得清晰、完整，铸就了今天服务国家战略的坚实数据基石。

中国海洋大学 资料图

智链赋能，向海图强

日前，党的二十届四中全会上将“陆海统筹”“提高经略海洋能力”“推动海洋经济高质量发展，建设海洋强国”列入国家未来五年发展部署的重要内容，这标志着我国海洋事业发展迈入系统推进、深度融合的新阶段。

在这一战略指引下，“南海立体观测网”作为关键基础设施，推动人们对南海的认知实现了从“零散拼图”到“全景动态”的根本跨越。伴随观测能力的跃升，支撑体系也在同步成长——昔日的科研荒滩南山港，如今已转型为累计服务超4700航次的公共科考母港，形成从技术研发、海试验证到业务化应用的全链条保障能力，崛起为面向深蓝的“科创前沿”。

同时，基于立体观测网持续汇集的实时、长时序、多维度数据，“南海海洋大数据中心”应运而生。这里整合了我国南海80%以上的一手观测数据，并将其深度应用于海洋安全、油气开发、台风预警、生态保护等国计民生关键领域。例如，在“海基一号”——亚洲首座超深水导管架平台安装过程中，正是该中心提供的高精度海洋环境数据，为施工安全提供了至关重要的决策支持。

更值得一提的是，数据价值在智能模型中被激活。中国海洋大学科研团队自主研发的南海区域海洋大模型——“神针”，正推动数据从“静躺的档案”转向“会思考的引擎”。

赵玮教授形容道：“它不只是‘数据库’，更是南海的‘智慧中枢’。”通过实时数据与人工智能的深度融合，该模型显著提升了海洋环境预测与灾害预警的精准度，为资源开发、防灾减灾和海洋综合治理提供了前瞻性的科学支撑。

而今，从深潜海底的自主潜标，到覆盖全域的立体观测网络，再到自主可控的“智慧大脑”——这条由“观测－认知－预测－服务”的完整技术链条，不仅重塑了我们理解南海的方式，更成为国家经略海洋、筑梦深蓝的坚实支撑。

当海洋观测从“跟跑”走向“领跑”，当数据从“沉睡”变为“智慧”，中国海洋大学科研团队用二十年如一日的坚守与创新，在浩渺南海之上，书写了一部从技术突破到系统构建、从科学认知到服务国家的奋斗史诗。

这不仅是一条科研攻坚之路，更是一条通向海洋强国的必由之路——以科技之眼，观浪潮之变；以中国之智，守蔚蓝之国。

向海图强，观测为基。这片深蓝疆域上织就的“天罗地网”，正持续守护着祖国的南疆，也照亮着中国迈向海洋强国未来的航程。

（凤凰网山东 赵琪）