我國繪制迄今為止最大動物基因組圖譜

南極磷蝦是全球海洋生物量最大的物種，亦是南極海洋生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵種。我國科學(xué)家利用自主研發(fā)的基因組組裝算法，突破了超大且高重復(fù)基因組組裝的技術(shù)瓶頸，破譯了南極磷蝦這一迄今為止地球上最大的動物基因組（48Gb，約為人類基因組的16倍）；首次完整刻畫了南極磷蝦適應(yīng)極晝極夜生物節(jié)律的基因網(wǎng)絡(luò)；明確了環(huán)南極三大洋不同群體間具有遺傳連通性，解決了長期以來國際上有關(guān)南極磷蝦地理群體異/同質(zhì)性的爭議；闡明了南極磷蝦種群擴(kuò)張的歷史演變規(guī)律。系列研究成果為深入研究海洋生物環(huán)境適應(yīng)機(jī)制及群體演化規(guī)律提供了新的理論支撐，為我國深度參與極地漁業(yè)國際治理提供了科學(xué)依據(jù)。

海洋生物碳泵與營養(yǎng)鹽循環(huán)研究取得突破

生物泵是海洋碳循環(huán)的核心內(nèi)容，也是發(fā)展基于海洋的氣候解決方案和實施海洋負(fù)排放技術(shù)的關(guān)鍵理論基礎(chǔ)。項目通過跨時空尺度的觀測、多同位素示蹤和數(shù)值模型等手段，在解析生物泵結(jié)構(gòu)及海洋碳氮循環(huán)的互作關(guān)系等方面取得突破性進(jìn)展。

項目研發(fā)了生物地球化學(xué)逆向模型，刻畫了全球海洋生物泵的分布格局，提出海洋生物泵的時間域分布，為全球變化下生物泵的演變提供了參考。提出了寡營養(yǎng)海區(qū)真光層“雙層結(jié)構(gòu)”，即營養(yǎng)鹽匱乏層和營養(yǎng)鹽充足層這一新的理論框架，提高了對副熱帶流渦區(qū)固碳機(jī)理及增匯潛力的認(rèn)識。揭示了氨氧化古菌產(chǎn)生一氧化二氮（N?O）的機(jī)制，量化了其產(chǎn)率。發(fā)現(xiàn)并證明了有氧水體N?O也可以來源于反硝化過程，深化了對海洋N?O生產(chǎn)過程機(jī)理的認(rèn)知。指出對于負(fù)排放技術(shù)效率的評估應(yīng)該考慮全路徑碳輸出，大型海藻養(yǎng)殖是一種潛在的高效負(fù)排放技術(shù)選擇。

在新近紀(jì)全球大洋有機(jī)碳埋藏研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

2023年1月4日，國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》以長文形式在線發(fā)表題為《新近紀(jì)全球大洋有機(jī)碳埋藏》的文章。

地質(zhì)歷史時期埋藏在大洋海底沉積物中的有機(jī)碳能夠有效地與地球表層系統(tǒng)隔離，海底因此成為大氣二氧化碳的重要碳匯，對調(diào)控全球碳循環(huán)發(fā)揮著重要的作用。在當(dāng)前全球氣候變化加劇的背景下，準(zhǔn)確估算地質(zhì)歷史時期有機(jī)碳在全球大洋海底的埋藏速率，揭示有機(jī)碳埋藏對地球氣候系統(tǒng)的反饋效應(yīng)，成為目前全球碳循環(huán)研究所廣泛關(guān)注的熱點問題。傳統(tǒng)上有機(jī)碳埋藏速率的估算主要是基于有機(jī)碳和無機(jī)碳的質(zhì)量平衡方法，然而這一方法在關(guān)鍵參數(shù)的估算上存在相當(dāng)大的不確定性，導(dǎo)致對全球大洋海底有機(jī)碳埋藏速率的估算存在非常大的偏差。

該研究綜合了國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃在全球不同海盆共計81個站位上的巖芯總有機(jī)碳測試數(shù)據(jù)和地質(zhì)年代框架，建立了基于海底有機(jī)碳埋藏速率的自下而上的計算方法，首次揭示了新近紀(jì)海底有機(jī)碳埋藏的變化歷史，發(fā)現(xiàn)海底有機(jī)碳埋藏的時空變率遠(yuǎn)高于以往的估計。研究成果對于認(rèn)識地質(zhì)歷史時期以及當(dāng)前全球變暖背景下海洋有機(jī)碳埋藏、全球碳循環(huán)和氣候系統(tǒng)演變均具有重要意義。

發(fā)現(xiàn)全球變暖將導(dǎo)致多年拉尼娜事件頻發(fā)

類似2020年至2022年的多年拉尼娜事件會給全球氣候、農(nóng)業(yè)生態(tài)及人類經(jīng)濟(jì)社會帶來疊加的破壞性影響，并顯著提高極端天氣災(zāi)害的發(fā)生風(fēng)險。未來多年拉尼娜事件如何變化，是海洋與氣候領(lǐng)域亟須解答的重大前沿問題之一。

研究發(fā)現(xiàn)全球變暖將導(dǎo)致多年拉尼娜事件頻發(fā)，提出太平洋背景場增暖型、熱帶外-熱帶海氣耦合增強(qiáng)是關(guān)鍵機(jī)理。未來變暖情景下，副熱帶東北太平洋增溫較快，熱帶外大氣擾動更容易誘發(fā)位置更偏北的經(jīng)向模態(tài)；赤道東太平洋增暖也較快，厄爾尼諾的暖海溫異?？梢l(fā)更強(qiáng)的熱帶外大氣擾動。二者結(jié)合，造成負(fù)位相的經(jīng)向模態(tài)更易產(chǎn)生且其空間結(jié)構(gòu)在經(jīng)向上更寬，由此赤道外的負(fù)風(fēng)應(yīng)力旋度異常偏小，向赤道的“充電”過程進(jìn)一步減弱，有利于冷海溫異常持續(xù)。

該成果提示，未來與多年拉尼娜相關(guān)的氣候災(zāi)害可能頻繁來襲，控制溫室氣體排放迫在眉睫。同時為明晰全球變暖下熱帶-熱帶外相互作用過程和機(jī)理提供了新視角，對有效認(rèn)知厄爾尼諾-南方濤動的多樣性及其未來變化有重要意義。

粵港澳大灣區(qū)超級工程深中通道主線貫通

2023年11月28日，正在建設(shè)的國家重大工程——深中通道主線貫通，項目建設(shè)取得重要進(jìn)展，距離2024年建成通車更近一步。深中通道地處粵港澳大灣區(qū)核心區(qū)域，橫跨珠江口東西兩岸，路線起自廣深沿江高速機(jī)場互通立交，東接機(jī)荷高速，向西跨越珠江口，在廣東省中山市馬鞍島登陸，與在建的中開高速對接，路線全長約24公里，采用雙向八車道，設(shè)計速度按照100公里/小時高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。

深中通道伶仃洋大橋 深中通道管理中心供圖

項目是集“橋、島、隧、水下互通”于一體的世界級跨海集群工程，工程建設(shè)條件異常復(fù)雜、綜合技術(shù)難度非常高。其中，伶仃洋大橋為主跨1666米海中特大跨徑懸索橋，是世界最高海中大橋、世界最大跨徑全離岸海中懸索橋。大橋橋面高91米，通航凈空達(dá)到76.5米，是世界通航凈空高度最高的大橋，能夠滿足3萬標(biāo)箱集裝箱船、30萬噸級油輪、22.5萬噸級豪華郵輪通航需求。沉管隧道創(chuàng)新采用了鋼殼混凝土沉管隧道新結(jié)構(gòu)，是目前世界最長、最寬的鋼殼混凝土沉管隧道，在設(shè)計理論、制造工藝、新型材料、大型裝備和最終接頭等方面取得了多項原始創(chuàng)新，有力推動了我國沉管隧道建設(shè)技術(shù)進(jìn)步。

未來深中通道建成通車后，深圳與中山的車程，將從現(xiàn)在的2小時縮減為約20分鐘。作為連通珠江口東西兩岸城市群的交通大動脈，深中通道將與已建成的港珠澳大橋、南沙大橋、虎門大橋等，共同組成大灣區(qū)跨?？缃ǖ廊?。

“數(shù)字化深海典型生境”大科學(xué)計劃正式獲批

2023年6月8日，來自全球6大洲39個國家64家海洋機(jī)構(gòu)、國際組織等共同發(fā)起的“數(shù)字化深海典型生境”大科學(xué)計劃（簡稱“DEPTH”計劃）正式獲批，成為2023年聯(lián)合國“海洋科學(xué)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展十年”（簡稱“海洋十年”）大科學(xué)計劃申報中的唯一獲批計劃，也是我國在聯(lián)合國框架下發(fā)起的首個深海生境領(lǐng)域大科學(xué)計劃。

“DEPTH”計劃以解決“海洋十年”的第八項挑戰(zhàn)“數(shù)字化的海洋”為目標(biāo)，重點關(guān)注海山、洋中脊、陸坡和平原等易受自然變化、氣候變化、人類活動影響的深海典型生境類型，開展科學(xué)調(diào)查及連通性研究，發(fā)展深海長期智能觀監(jiān)測技術(shù)，提升深海典型生境應(yīng)對擾動的預(yù)測能力，構(gòu)建“發(fā)現(xiàn)-模擬-預(yù)測”數(shù)字化平臺，集成深海典型生境“一張圖”等公共產(chǎn)品并形成深海典型生境治理解決方案。該計劃將聚焦深海生境與生物多樣性的調(diào)查與研究，探索人類生存與深海生物多樣性養(yǎng)護(hù)的可持續(xù)發(fā)展路徑。該計劃同時還針對發(fā)展中國家開展能力建設(shè)，與近20個發(fā)展中國家建立了合作關(guān)系，致力于培養(yǎng)青年一代公平參與深海科學(xué)研究與治理，展現(xiàn)我國負(fù)責(zé)任大國形象。

2023年11月9日，“DEPTH”計劃在廈門國際海洋周期間正式啟動，并組織召開了第一次國際研討會。2024年將開展“西太平洋國際航次”，邀請國際知名專家學(xué)者聯(lián)合開展生物多樣性調(diào)查，為提升對海山區(qū)生物多樣性認(rèn)知作出積極貢獻(xiàn)。

國產(chǎn)首艘大型郵輪“愛達(dá)·魔都號”正式命名交付

2023年11月4日，國產(chǎn)首艘大型郵輪“愛達(dá)·魔都號”歷時8年科研攻關(guān)、5年設(shè)計建造，順利完成命名交付，已具備正式商業(yè)運(yùn)營的條件。

國產(chǎn)首艘大型郵輪命名交付，標(biāo)志著中國又一次成功摘取世界造船業(yè)皇冠上的明珠，中國成為目前全球唯一一個同時建造航空母艦、大型液化天然氣（LNG）運(yùn)輸船、大型郵輪的國家，是中國由造船大國向造船強(qiáng)國邁進(jìn)的標(biāo)志性一步。

國產(chǎn)首艘大型郵輪總噸位13.55萬噸，長323.6米、寬37.2米，設(shè)計吃水8.26米，最大高度72.2米。船上有客房2125間，可容納乘客5246人，配置了高達(dá)16層、面積4萬平方米的生活娛樂公共區(qū)域，被譽(yù)為“海上現(xiàn)代化城市”。

在建造此大型郵輪中，采用引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新的模式，聯(lián)動和管理361家一級供應(yīng)商、1105家二級配套企業(yè)，匯集全球30多個國家超過5000名的工程技術(shù)人員緊密協(xié)作，相繼突破重量重心、安全返港、動力系統(tǒng)、綜合電網(wǎng)、艙室環(huán)境、振動噪聲等貫穿郵輪全生命周期的一系列關(guān)鍵核心技術(shù)，形成了大型郵輪設(shè)計建造和復(fù)雜巨系統(tǒng)工程管理能力，持續(xù)構(gòu)建郵輪業(yè)的中國標(biāo)準(zhǔn)體系。

我國首次完成3000米超深水三維地震勘探

我國大型深水物探船“海洋石油720”搭載我國自研“海經(jīng)”拖纜地震勘探系統(tǒng)，完成了珠江口盆地2600平方千米的三維地震數(shù)據(jù)采集。這是我國首次完成3000米超深水三維地震勘探作業(yè)，標(biāo)志著我國自主海洋勘探技術(shù)取得重大突破，對保障我國海洋油氣開發(fā)自主可控、提升我國深海資源開發(fā)能力具有重要意義。

“海經(jīng)”是我國自主研發(fā)制造的首套海洋拖纜地震勘探采集裝備，填補(bǔ)了我國在海洋地震勘探領(lǐng)域裝備技術(shù)空白，實現(xiàn)了“從0到1”的突破。該裝備以其超低頻、高精度的三維地震采集能力，精準(zhǔn)描繪出深水深層以及復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的3D立體圖，大幅提升了我國在超深水領(lǐng)域油氣勘探能力。

此次作業(yè)位于珠江口盆地3000米超深水區(qū)塊，最大作業(yè)水深達(dá)到3500米，勘探目的層最大埋深處5600米，打破了我國海洋三維地震勘探作業(yè)最大水深紀(jì)錄。“海洋石油720”深水物探船搭載“海經(jīng)”，60天時間采集到40TB的三維地震勘探數(shù)據(jù)，為落實工區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)、沉積充填和油氣運(yùn)移等基礎(chǔ)石油地質(zhì)條件打下堅實的基礎(chǔ)。

我國首艘大洋鉆探船正式命名試航

我國自主設(shè)計建造的首艘大洋鉆探船正式命名為“夢想”號，并在廣州南沙首次試航，標(biāo)志著我國深海探測能力建設(shè)和裝備現(xiàn)代化建設(shè)邁出關(guān)鍵一步。

我國首艘大洋鉆探船——“夢想”號 奚曉謙 攝

“夢想”號總噸約33000噸，總長179.8米、型寬32.8米，具備全球海域無限航區(qū)作業(yè)和海域11000米的鉆探能力?！皦粝搿碧柾黄屏耸囗楆P(guān)鍵技術(shù)，完成了多項國際首創(chuàng)設(shè)計。

該船具有全球最先進(jìn)的鉆探系統(tǒng)。建有全球面積最大、功能最全、流程最優(yōu)的船載實驗室，總面積超3000平方米，涵蓋基礎(chǔ)地質(zhì)、古地磁、無機(jī)地球化學(xué)、有機(jī)地球化學(xué)、微生物、海洋科學(xué)、天然氣水合物、地球物理、鉆探技術(shù)九大實驗室，配置世界一流的磁屏蔽室、超凈實驗間和全球首套船載巖芯自動傳輸存儲系統(tǒng)，可滿足海洋領(lǐng)域全學(xué)科研究需求。建有全球規(guī)模最大、最先進(jìn)的科考船綜合信息化系統(tǒng)，可實現(xiàn)鉆采作業(yè)全過程監(jiān)測、科學(xué)實驗智能協(xié)同。

“夢想”號建成后將為深海資源開發(fā)利用提供重要裝備保障，進(jìn)一步提高我國能源自主保障能力，有力支撐我國實施大洋鉆探國際大科學(xué)計劃。

有限體積海浪模式“媽祖?海浪”研發(fā)與業(yè)務(wù)化應(yīng)用

有限體積海浪模式“媽祖·海浪”攻克了我國海浪數(shù)值預(yù)報嚴(yán)重依賴國外模式、自主技術(shù)缺失、計算耗時長等突出問題，取得以下科技創(chuàng)新與突破：首次采用六邊形網(wǎng)格及相應(yīng)動力框架，能在重點加密海域和南北極高緯度海域獲得高精度預(yù)報結(jié)果；提出了新的卷積算法，使波-波非線性作用項計算效率提升三分之一；優(yōu)異的大規(guī)模并行可擴(kuò)展性，在逾20萬CPU核的超規(guī)模并行計算情景下，依然保持線性加速比；領(lǐng)先的GPU并行加速能力，單臺GPU服務(wù)器的計算能力相當(dāng)于90臺CPU服務(wù)器，計算能耗降低約88%。

“媽祖?海浪”對極端大浪過程刻畫能力更強(qiáng)，周期模擬優(yōu)勢明顯，整體性能達(dá)到國際同類模式先進(jìn)水平，可替代原有海浪數(shù)值預(yù)報模式。（中國海洋學(xué)會供稿）

來源：中國自然資源報

責(zé)任編輯：楊雪