我國(guó)繪制迄今為止最大動(dòng)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(guó)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(dòng)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(zhǎng)期以來國(guó)際上有關(guān)南極磷蝦地理群體異/同質(zhì)性的爭(zhēng)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(guó)深度參與極地漁業(yè)國(guó)際治理提供了科學(xué)依據(jù)。

海洋生物碳泵與營(yíng)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(shí)施海洋負(fù)排放技術(shù)的關(guān)鍵理論基礎(chǔ)。項(xiàng)目通過跨時(shí)空尺度的觀測(cè)、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(xiàng)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(shí)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(yíng)養(yǎng)海區(qū)真光層“雙層結(jié)構(gòu)”，即營(yíng)養(yǎng)鹽匱乏層和營(yíng)養(yǎng)鹽充足層這一新的理論框架，提高了對(duì)副熱帶流渦區(qū)固碳機(jī)理及增匯潛力的認(rèn)識(shí)。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(duì)海洋N?O生產(chǎn)過程機(jī)理的認(rèn)知。指出對(duì)于負(fù)排放技術(shù)效率的評(píng)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(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》以長(zhǎng)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(shí)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(duì)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(shí)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(duì)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(diǎn)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(duì)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(guó)際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃在全球不同海盆共計(jì)81個(gè)站位上的巖芯總有機(jī)碳測(cè)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(jì)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(shí)空變率遠(yuǎn)高于以往的估計(jì)。研究成果對(duì)于認(rèn)識(shí)地質(zhì)歷史時(shí)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(huì)給全球氣候、農(nóng)業(yè)生態(tài)及人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(xiǎn)。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(chǎng)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(dòng)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常可引發(fā)更強(qiáng)的熱帶外大氣擾動(dòng)。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?yàn)?zāi)害可能頻繁來襲，控制溫室氣體排放迫在眉睫。同時(shí)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(duì)有效認(rèn)知厄爾尼諾-南方濤動(dòng)的多樣性及其未來變化有重要意義。

粵港澳大灣區(qū)超級(jí)工程深中通道主線貫通

2023年11月28日，正在建設(shè)的國(guó)家重大工程——深中通道主線貫通，項(xiàng)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(chǎng)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(duì)接，路線全長(zhǎng)約24公里，采用雙向八車道，設(shè)計(jì)速度按照100公里/小時(shí)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(xiàng)目是集“橋、島、隧、水下互通”于一體的世界級(jí)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?yàn)橹骺?666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(jí)油輪、22.5萬噸級(jí)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(zhǎng)、最寬的鋼殼混凝土沉管隧道，在設(shè)計(jì)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(xiàng)原始創(chuàng)新，有力推動(dòng)了我國(guó)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(shí)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(dòng)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(jì)劃正式獲批

2023年6月8日，來自全球6大洲39個(gè)國(guó)家64家海洋機(jī)構(gòu)、國(guó)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(jì)劃（簡(jiǎn)稱“DEPTH”計(jì)劃）正式獲批，成為2023年聯(lián)合國(guó)“海洋科學(xué)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展十年”（簡(jiǎn)稱“海洋十年”）大科學(xué)計(jì)劃申報(bào)中的唯一獲批計(jì)劃，也是我國(guó)在聯(lián)合國(guó)框架下發(fā)起的首個(gè)深海生境領(lǐng)域大科學(xué)計(jì)劃。

“DEPTH”計(jì)劃以解決“海洋十年”的第八項(xiàng)挑戰(zhàn)“數(shù)字化的海洋”為目標(biāo)，重點(diǎn)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(dòng)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(zhǎng)期智能觀監(jiān)測(cè)技術(shù)，提升深海典型生境應(yīng)對(duì)擾動(dòng)的預(yù)測(cè)能力，構(gòu)建“發(fā)現(xiàn)-模擬-預(yù)測(cè)”數(shù)字化平臺(tái)，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(jì)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(jì)劃同時(shí)還針對(duì)發(fā)展中國(guó)家開展能力建設(shè)，與近20個(gè)發(fā)展中國(guó)家建立了合作關(guān)系，致力于培養(yǎng)青年一代公平參與深?？茖W(xué)研究與治理，展現(xiàn)我國(guó)負(fù)責(zé)任大國(guó)形象。

2023年11月9日，“DEPTH”計(jì)劃在廈門國(guó)際海洋周期間正式啟動(dòng)，并組織召開了第一次國(guó)際研討會(huì)。2024年將開展“西太平洋國(guó)際航次”，邀請(qǐng)國(guó)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(duì)海山區(qū)生物多樣性認(rèn)知作出積極貢獻(xiàn)。

國(guó)產(chǎn)首艘大型郵輪“愛達(dá)·魔都號(hào)”正式命名交付

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

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

國(guó)產(chǎn)首艘大型郵輪總噸位13.55萬噸，長(zhǎng)323.6米、寬37.2米，設(shè)計(jì)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?yuàn)蕵饭矃^(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(dòng)和管理361家一級(jí)供應(yīng)商、1105家二級(jí)配套企業(yè)，匯集全球30多個(gè)國(guó)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(dòng)力系統(tǒng)、綜合電網(wǎng)、艙室環(huán)境、振動(dòng)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(jì)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(guó)標(biāo)準(zhǔn)體系。

我國(guó)首次完成3000米超深水三維地震勘探

我國(guó)大型深水物探船“海洋石油720”搭載我國(guó)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(guó)首次完成3000米超深水三維地震勘探作業(yè)，標(biāo)志著我國(guó)自主海洋勘探技術(shù)取得重大突破，對(duì)保障我國(guó)海洋油氣開發(fā)自主可控、提升我國(guó)深海資源開發(fā)能力具有重要意義。

“海經(jīng)”是我國(guó)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(guó)在海洋地震勘探領(lǐng)域裝備技術(shù)空白，實(shí)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(guó)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(guó)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(shí)間采集到40TB的三維地震勘探數(shù)據(jù)，為落實(shí)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

我國(guó)首艘大洋鉆探船正式命名試航

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

我國(guó)首艘大洋鉆探船——“夢(mèng)想”號(hào) 奚曉謙 攝

“夢(mèng)想”號(hào)總噸約33000噸，總長(zhǎng)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?mèng)想”號(hào)突破了十余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，完成了多項(xiàng)國(guó)際首創(chuàng)設(shè)計(jì)。

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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室，配置世界一流的磁屏蔽室、超凈實(shí)驗(yàn)間和全球首套船載巖芯自動(dòng)傳輸存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)鉆采作業(yè)全過程監(jiān)測(cè)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)智能協(xié)同。

“夢(mèng)想”號(hào)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(guó)能源自主保障能力，有力支撐我國(guó)實(shí)施大洋鉆探國(guó)際大科學(xué)計(jì)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(guó)海浪數(shù)值預(yù)報(bào)嚴(yán)重依賴國(guó)外模式、自主技術(shù)缺失、計(jì)算耗時(shí)長(zhǎng)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(dòng)力框架，能在重點(diǎn)加密海域和南北極高緯度海域獲得高精度預(yù)報(bào)結(jié)果；提出了新的卷積算法，使波-波非線性作用項(xiàng)計(jì)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(jì)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(tái)GPU服務(wù)器的計(jì)算能力相當(dāng)于90臺(tái)CPU服務(wù)器，計(jì)算能耗降低約88%。

“媽祖?海浪”對(duì)極端大浪過程刻畫能力更強(qiáng)，周期模擬優(yōu)勢(shì)明顯，整體性能達(dá)到國(guó)際同類模式先進(jìn)水平，可替代原有海浪數(shù)值預(yù)報(bào)模式。（中國(guó)海洋學(xué)會(huì)供稿）

來源：中國(guó)自然資源報(bào)

責(zé)任編輯：楊雪