來源:科技日報
2020-06-09 16:30:06
◎ 余磊 科技日報記者 過國忠 王延斌 李麗云 陳曦 通訊員 金聲
6月8日是第12個“世界海洋日”。中國是一個海洋大國,海洋面積相當于陸地面積的三分之一。從海面冰封的渤海灣,到四季分明的黃海、東海,再到長夏無冬的南海,一路走來,數(shù)十個港口城市,點綴在中國長達1.8萬公里的海岸線上。
海洋是一個遠未完全開發(fā)的“聚寶盆”,蘊含著的豐富資源超乎人類的想象。以科技創(chuàng)新引領海洋產業(yè)發(fā)展,做好了解海洋、開發(fā)海洋、經略海洋這篇大文章,將是建設海洋強國的重要支撐。
加速重大基礎建設,探索海洋永無止境
探索認知海洋是開發(fā)利用和保護海洋的先決條件。人類對海洋的探索永無止境,只有加速重大科技基礎設施的建設,才能全面、準確、深刻地了解海洋,掌握海洋的運動規(guī)律,為建設海洋強國提供堅實的科學依據(jù)。
2020年3月,由中集來福士設計建造,全球最大、最先進的超深水半潛式鉆井平臺“藍鯨2號”,在水深1225米的南海神狐海域順利開展第二輪可燃冰試采任務,創(chuàng)造了“產氣總量,日均產氣量”兩項新的世界紀錄,攻克了深海淺軟地層水平井鉆采核心技術,再一次站到世界舞臺的C位。
與傳統(tǒng)單鉆塔平臺相比,“藍鯨2號”在項目建造工藝等方面有重大創(chuàng)新突破,配置了高效的液壓雙鉆塔和全球領先的DP3閉環(huán)動力管理系統(tǒng),可提升30%作業(yè)效率,節(jié)省10%的燃料消耗。并在試航中完成了國內首次DP3操作模式下的電力系統(tǒng)的閉環(huán)試驗,該試驗是國內首次成功完成這一技術課題,實現(xiàn)了海洋工程能源及動力系統(tǒng)優(yōu)化的重大突破。
氣候模式數(shù)值模擬一直以來都是最具有挑戰(zhàn)性的科學問題之一。近日,海洋試點國家實驗室發(fā)布了國際高分辨率地球系統(tǒng)預測實驗室(簡稱iHESP)首批研究成果,其中,基于“神威·太湖之光”優(yōu)化改進的高分辨率地球系統(tǒng)模式神威眾核異構版本CESM-HR_sw1.0,是全球第一套CESM神威眾核異構版本,其分辨率分別為10公里(海洋)和25公里(大氣),計算速度達到4.29模擬年/天以上,支持完成615年的數(shù)值模擬計算,在“神威·太湖之光”高性能計算機上實現(xiàn)了高效穩(wěn)定運行和科學驗證。
記者從國家超算無錫中心了解到,CESM-HR_sw1.0和其生成的高分辨率地球系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)可以大大促進對熱帶氣旋和海洋中尺度渦及對全球變暖的影響研究,開啟從周到十年際時間尺度上對天氣和氣候無縫隙預報預測的新領域。其基于CESM開展地球氣候系統(tǒng)模式實驗研究,相關成果將極大推動海洋科學領域、氣候領域的研究發(fā)展。
攻克關鍵核心技術,從淺海走向深藍
走進深海的蔚藍之境,到底是一番怎樣的景象?而在風平浪靜的海面之下,又蘊含著多少奇妙未知的生物?
2019年10月,在舉國歡慶新中國成立70周年的日子里,哈爾濱工程大學13位師生漂泊在西沙群島西北方向的海面上,乘風破浪,頭頂烈日,完成了國家重點研發(fā)計劃項目“全海深無人潛水器AUV關鍵技術研究”的中期海試,采回了珍貴的1500米深海之下的海水,為今年沖擊馬里亞納海溝11000米深潛奠定了堅實基礎。
此次全海深AUV“悟空”完成了1500米深度的水下自主航行、自主避障,水聲定位精度達到1.5米的高精度、水聲通信距離達到10.8公里,并次次不漏空,均采集到深海之下的水樣。計劃的順利實施,將開創(chuàng)潛水器與人工智能結合在深海研究的新領域。
2019年10月25日,“東方紅3”船正式入列中國海洋大學“東方紅”系列科考船隊。這艘可連續(xù)航行1.5萬海里,甲板作業(yè)面積和實驗室工作面積均超過600平方米的新型深遠海綜合科學考察實習船,標志著我國科考船設計、建造水平獲得了新跨越,也將進一步增強我國海洋科考數(shù)據(jù)成果在國際上的話語權。
中國海洋大學相關專家告訴記者,為了研究海洋科學,科考船通常會安裝大量精密的聲學儀器,向水中發(fā)射和接收聲波來看清幾千米甚至萬米以下水深的地質地貌。因此,滿足DNV GL水下輻射噪聲SILENT—R的要求,在概念設計階段便被提出。
該船多項指標國際領先,船舶水下輻射噪聲、船舶振動與噪聲、船舶電磁兼容等參數(shù)控制值均達到世界先進水平,用“東方紅3”船總設計師、中國船舶工業(yè)集團有限公司第七〇八所研究員吳剛的話來說,“當船行駛時,水下20米以外的魚群都感覺不到”。
海洋產業(yè)進行時,“藍色”經濟顯動力
海洋中已經發(fā)現(xiàn)的物種多樣性說明,海洋中蘊含著一座藥品和天然產品的寶庫,能夠用于對抗疾病和提高我們的生活質量。加快發(fā)展海洋經濟,對于我國提高海洋的利用效率和質量,有著至關重要的作用。
“通過海洋科技有效帶動,全市海洋產業(yè)結構進一步優(yōu)化,海洋經濟逐步向中高端發(fā)展轉型,促進海洋經濟轉型升級提質增效,打造海洋經濟發(fā)展新動力。” 天津市規(guī)劃資源局海洋經濟與規(guī)劃處處長王正江對科技日報記者說。
截至2019年底,天津市27個海洋經濟創(chuàng)新發(fā)展示范城市項目,共完成投資18.05億元,新增產值33.55億元。海水淡化及綜合利用、海洋工程裝備、海洋工程建設、海洋環(huán)保、海洋生物醫(yī)藥5個方面的科技創(chuàng)新體系已經基本形成。
在海水淡化產業(yè)方面,天津保稅區(qū)將積極構建自主可持續(xù)的海水淡化產業(yè)鏈,依托自然資源部天津海水淡化與綜合利用研究所核心科研平臺,加快申報建設國家海水資源利用技術創(chuàng)新中心。重點圍繞海水淡化與綜合利用、海洋生物科技、海洋工程裝備、海洋服務業(yè)等龍頭企業(yè)、科研院所,有針對性地開展招商引資,強鏈延鏈補鏈,打造包含上游研發(fā)設計,中游裝備制造、海水淡化使用、濃海水綜合利用,下游服務交易等海洋全產業(yè)鏈。
在海洋生物醫(yī)藥方面,形成緩解視疲勞膠囊、海洋植骨新材料開發(fā)、海洋微藻復合多糖等一批海洋生物醫(yī)藥新產品。在海洋工程裝備方面,博邁科獲得海上液化天然氣工程模塊建造42億元訂單,太重TZ-1900液壓打樁錘、配套超大型驅動單元及送樁器的自主設計和制作填補了國內空白,海上鉆井平臺逐步形成比較優(yōu)勢,具備300米水深以內的模塊和平臺建造能力,開發(fā)了物探船、工程勘察船、15萬噸FPSO等海工裝備。2020年,天津保稅區(qū)海洋裝備制造業(yè)規(guī)模以上企業(yè),產值預計可達37.6億元,同比增長35.7%。
600多年前,鄭和率龐大船隊七下西洋,被認為是當時世界上規(guī)模最大的遠洋航海項目,不僅傳播了中華文明,還為世界航海事業(yè)和人類文明進步做出了巨大貢獻。
而今,中國這艘巨輪重整旗鼓,再次揚帆起航。我們堅信,在科技的支撐下,建設海洋強國不僅勢在必行,而且勢在必成。在我國富饒美麗的藍色國土上,將早日實現(xiàn)中華民族的強國夢。
來源:科技日報 文中圖片由受訪者提供
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