测海底山川 探蓝色“家底”——访自然资源部第二海洋研究所研究员吴自银

编辑:中国自然资源报 时间:2024-02-29 访问次数::936

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本报记者 杨  旋

春风海山、玉带海脊、哪吒海丘、兰宫洼地……这些带着中国传统文化浪漫气息的海底地名,是我国海洋科学家经过严谨的探测、调查、划定、命名而来的。这项海底地理实体划定及命名工作,是国家的海洋科技实力的体现,更是对国家管辖海域主权的有力宣示。全球沿海国家一直高度重视海底地理实体命名。

2023年年底,《中国海复杂地理实体划定关键技术及重大应用》项目获得2022年度自然资源科学技术奖特等奖。评委会认为,该项目总体达到国际先进水平,其中海底地理实体划定技术、复杂水深数据融合处理和高分辨率地形模型构建技术处于国际领先水平,为我国海洋权益维护、人才培养和科学研究等提供了有力支撑。日前,记者采访了该项目牵头完成单位自然资源部第二海洋研究所(以下简称海洋二所)研究员吴自银。

开展海底地理实体调查

陆地上,高山、峡谷、丘陵放眼皆可见,当目光投向海洋,只能看到一片汪洋。然而海水之下有着不亚于陆地的精彩——连绵的海岭,高耸的海山,深邃的海谷……在我国管辖海域范围内,这些也属于我国的领土。

海岭、海山、海谷等,这些在专业上被称为海底地理实体,是海底可测量、可划分界限的地貌单元。与陆地山川地貌一样,海底地理实体也需要专业科研人员进行调查、划定、命名,以便管理、开发、利用。“更重要的是,我国管辖海域海底地理实体由我们自己完成调查和划定,使用我们自己命名的名字,这是我国海洋权益维护的有力举措。”吴自银表示。

我国有着广阔的海域,由北向南依次为渤海、黄海、东海、南海,海水最深处超5000米。而海洋洋面200米以下是永恒的黑暗,长期以来,海底是人类认识的盲区。

探测自己国家海域的海底地理实体,是每个沿海国家必须要进行的基础性工作,可以更好开展海洋科学研究、海洋管理等工作。全球沿海国家一直高度重视海底地理实体命名工作,澳大利亚、加拿大等发达国家还成立专门的研究机构。

吴自银表示,对中国传统管辖海域的海底地理实体进行深入研究,形成系统高效、符合国际规则的海底地理实体划定和命名的科技能力,不仅体现了国家的海洋科技实力,也能为开发和利用海洋资源打下基础,更好维护国家海洋权益,建设海洋强国。

早在1996年,我国就启动了大规模的多波束海洋调查工作,相较于国际上发达的海洋国家,工作起步较晚,研究理论方法、设备仪器等“一穷二白”。吴自银告诉记者,1996年他刚参与这项工作,乘坐的是法国科考船,3000 吨的排水量可全球航行,船上搭载诸多先进的仪器设备。当时我国的大型海洋科考船只少,先进调查设备几乎全靠进口。摆在他们面前的是理论、方法和技术三座“ 大山”,必须也只能依靠自己翻越。

挺进“深蓝”,势在必行。

2021年,吴自银在自然资源部海底科学重点实验室指导科学分析实验。受访者供图

攻克三个关键技术难题

“中国海处于太平洋板块、欧亚板块和印度-澳大利亚板块交界,受复杂构造演化的影响,我国海域海底地理实体复杂多变。”吴自银介绍,这是客观因素导致的海底地理实体分级与分类困难,亟需一套适合我国国情的海底地理实体分级分类理论体系。

我国一直缺乏高分辨率的全海域多波束水深模型,而这是厘定海底地理实体的基础。同时,船载多波束测深的分辨率无法满足深海地理实体的精准识别要求,需要发展深海近底多波束精密探测技术。

以“十年磨一剑”的精神,吴自银和团队开展科技攻关,“关键核心技术是买不来的,我们必须自己突破‘卡脖子’的问题。”在“973”、科技部基础性工作专项和自然资源部专项工作等项目的连续支持下,海洋二所联合国内多家优势单位,通过二十多年的科技攻关,构建了中国海地理实体探测、建模、划定与命名的技术系统,填补了国内外空白。

理论上,他们提出了一套创新理论体系,构造定级、地质定类、地貌定形、文化定名的四级分类及命名体系;方法上,他们建立了多波束测深数据抗差曲面处理方法,首次构建了以200多万公里多波束测深数据为主体的中国管辖海域的高分辨率、高精度的数字水深模型;在技术装备上,他们攻克了深海地形近底精密测量载荷核心技术,解决了深水多波束分辨率低的问题,研发了全国产可搭载无人船、深潜器的多波束测深系统并实现产业化。

项目在参评2022年度自然资源科学技术奖时,获得了院士专家们的一致赞扬,认为这项成果富有创新性,其中海底地理实体划定技术、复杂水深数据融合处理和高分辨率地形模型构建技术处于国际领先水平,为我国海洋权益维护、人才培养和科学研究等提供了有力支撑,社会经济效益非常显著。

《中国海复杂地理实体划定关键技术及重大应用》项目部分成果及示意图。受访者供图

海底地理实体地名有了“新华字典”

2023年,《中国周边海域海底地理实体图集丛书》正式出版发行,获得媒体广泛关注,“海域海底地理实体地名‘新华字典’来啦!”的报道被广泛传播,迅速被大众熟知。

春风海山、玉带海脊、兰宫洼地、哪吒海丘……这些地名或取自《诗经》《山海经》等经典的传统文化典籍,或来自国人耳熟能详的古诗词,或以郑和、李白、苏轼等古代名人命名,令国人倍感亲切自豪的同时,还在国际社会弘扬了中国传统文化。

《中国周边海域海底地理实体图集丛书》是吴自银在项目成果的基础上,带领团队主编完成的著作,包含《渤海黄海东海和台湾以东海域海底地理实体图集》《南海北部海域海底地理实体图集》和《南海南部海域海底地理实体图集》共3册图集,科学呈现了我国周边海域历次命名的769项海底地理实体命名成果,为我国涉海地图、著作和论文的规范出版提供了海底地名标注的技术规范和科学依据。

项目的成果不仅于此,还产生了授权发明专利38件,其中,国际发明专利4件、登记软件著作权12件。出版专业图集与学术专著10部,其中英文专著和图集2部。发表学术论文120篇。

吴自银也因其杰出的科研贡献,入选了国家百千万人才工程国家级人选名单,牵头团队入选了全国专业技术人才先进集体和自然资源部首批高层次人才科技创新团队。系列成果在数十家单位得到了广泛应用。

“我们创新研发的深海地形近底精密测量载荷核心技术,具有高精度、宽覆盖的特点,对岛礁等行船危险区和深海大水区能够进行精准测量。”吴自银介绍,项目结束后,这套多波束探测技术在南北极也得到了广泛应用,为我国的极地科学考察事业作出了贡献。

《2022年度自然资源科学技术奖特等奖》获奖证书。.png

《2022年度自然资源科学技术奖特等奖》获奖证书。