潜标|乘风破浪心向深海
——记国家自然科学基金创新研究群体项目“西太平洋海洋环流动力过程”
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2015年中印尼联合航次科考(左三为袁东亮) 。研究团队供图
■采访人员 张双虎
西太平洋是全球海温最高的水体——暖池的主体所在地,全球海洋大输送带在此流过,将太阳辐射热量带到高纬度海域,对全球气候产生重要影响 。
从“十三五”开始,我国开始对西太平洋进行大规模调查研究 。在国家自然科学基金创新研究群体项目“西太平洋海洋环流动力过程”(以下简称创新群体项目)支持下,中国科学院海洋研究所(以下简称中科院海洋所)研究员袁东亮带领该创新群体取得了重要突破性成果:发现了一支迄今赤道外最长、最强的,横跨北太平洋海盆的次温跃层潜流——北赤道次表层流,揭示其进入印尼海的路径以及动力机制,纠正了经典理论存在“阴影区”的错误;发现了连接太平洋和印度洋环流的一支洋流——印尼贯穿流的两个新分支,为太—印交换和全球海洋大输送带提供了新格局认识;同时揭示了北太平洋副热带环流西边界流——黑潮与近海环流相互作用对我国沿海环境的影响 。该团队在国际上发起并引领的NPOCE(西北太平洋海洋环流与气候实验)国际合作计划得到国际学界的高度认可 。
出海
11月21日上午,青岛薛家岛码头 。
随着一声悠长的汽笛,“科学号”考察船缓缓离开港口,奔赴西太平洋执行国家自然科学基金委今年的共享航次计划 。
“科学号”渐渐驶向浩瀚大海,一点点变小,最终消失在海平线 。与此同时,中国的海洋学研究正一步步走向深蓝……
这支30多人的科考队伍要在未来80多天里,回收去年布放的潜标,收集观测数据,维护并重新布放潜标,按照国际GO-SHIP计划标准开展物理、化学、生物、地质等多学科考察 。
【潜标|乘风破浪心向深海】“每次出海都有新挑战 。”本航次负责人、中科院海洋所研究员张林林对《中国科学报》说,“早期出海科考,所里会举行个仪式,领导致辞、媒体报道、同事送别,仪式简短而隆重 。近年来这些仪式都省略了,大家只是握握手,强调安全事项 。”
因为出海前科考队进行了充分的准备,对设计方案反复思考、讨论,他们心里有了底儿 。
海洋环流研究高度依赖观测,科考队的重要任务之一就是取得海洋状态的实测数据,其中包括布设和回收深海潜标,进行长时间序列观测 。
“最开始我们都没有做过这个东西(潜标) 。”袁东亮对《中国科学报》说,“在湍急的西边界流内布设6000多米的深海潜标,当时在国际上也是首次,包括观测系统怎么设计、海上怎么操作、采取什么技术方案,都没有经验可借鉴 。”
在经历无数次研讨、设计、尝试和修改后,该团队终于拿出了一套成熟的观测方案 。
一套潜标观测系统,像一串硕大的珍珠项链静静地挂在海里 。在长约6公里的“绳”上,最下端是近两吨的重物,将潜标固定在海底,沿着这条绳向上,每隔一段距离设置一个仪器和浮球,让潜标在海里保持竖直“站立” 。潜标上挂着30多个昂贵的仪器设备,用来监测洋流、水温、盐度等数据 。
在“无风三尺浪”的大洋中,让这个近两吨重的“大项链”竖在海里并非易事 。科考队员先放下浮球,然后以低速开动科考船,一边前进一边挂仪器、调整状态,小心放入海中 。
“海上作业非常复杂,风向、洋流都要充分考虑,否则放出去的绳摆来摆去,如果碰到仪器、磨损绳子都会导致失败 。”另一位创新群体项目成员、中科院海洋所研究员胡石建告诉《中国科学报》,“每次布放潜标,科考队员要连续在甲板上工作七八个小时 。使用先进的‘科学号’调查船后,布放一次能控制在三四个小时内 。”
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