1.我国绘制迄今为止最大动物基因组图谱 南极磷虾是全球海洋生物量最大的物种,亦是南极海洋生态系统的关键种。我国科学家利用自主研发的基因组组装算法,突破了超大且高重复基因组组装的技术瓶颈,破译了南极磷虾这一迄今为止地球上最大的动物基因组(48Gb,约为人类基因组的16倍);首次完整刻画了南极磷虾适应极昼极夜生物节律的基因网络;明确了环南极三大洋不同群体间具有遗传连通性,解决了长期以来国际上有关南极磷虾地理群体异/同质性的争议;阐明了南极磷虾种群扩张的历史演变规律。以上科学认知为深入研究海洋生物环境适应机制及群体演化规律提供了新的理论支撑,为我国深度参与极地渔业国际治理提供了科学依据。研究成果以封面文章发表在Cell。文章刊出后,受到新华社、人民日报、Global Times等国内外数十家媒体广泛报道,中央电视台新闻频道专题报道。文章已被Nature Review Genetics、Nature Reviews Earth & Environment等多个高水平期刊正面引用,并被收录于《中国大百科(第三版)·渔业》卷大事年表,产生了积极的国内外影响。 2.海洋生物碳泵与营养盐循环研究取得突破 生物泵是海洋碳循环的核心内容,也是发展基于海洋的气候解决方案和实施海洋负排放技术的关键理论基础。项目通过跨时空尺度的观测、多同位素示踪和数值模型等手段,在解析生物泵结构及海洋碳氮循环的互作关系等方面取得突破性进展。 研发了生物地球化学逆向模型,刻画了全球海洋生物泵的分布格局,提出海洋生物泵的时间域分布,为全球变化下生物泵的演变提供了参考。提出了寡营养海区真光层“双层结构”,即营养盐匮乏层和营养盐充足层这一新的理论框架,提高了对副热带流涡区固碳机理及增汇潜力的认识。揭示了氨氧化古菌产生N₂O的机制,量化了其产率。发现并证明了有氧水体N₂O也可以来源于反硝化过程,深化了对海洋N₂O生产过程机理的认知。指出对于负排放技术效率的评估应该考虑全路径碳输出,大型海藻养殖是一种潜在的高效负排放技术选择。上述研究成果发表于Nature、Review of Geophysics、PNAS、Nature Communications(2篇)。 3. 在新近纪全球大洋有机碳埋藏研究领域取得重要进展 2023年1月4日,国际顶级学术期刊《自然》以长文(Article)形式在线发表题为“Neogene burial of organic carbon in the global ocean” (新近纪全球大洋有机碳埋藏)的文章。 该研究综合了国际大洋发现计划(IODP)在全球不同海盆共计81个站位上的岩芯总有机碳测试数据和地质年代框架,建立了基于海底有机碳埋藏速率的自下而上(Bottom-up)计算方法,首次揭示了新近纪 (23.0-2.6 Ma) 海底有机碳埋藏的变化历史,发现海底有机碳埋藏的时空变率远高于以往的估计。研究指出,在上新世和中新世早期全球近海、陆架和深海沉积扇普遍存在有机碳埋藏的峰值,这与造山期隆升和(或)冰川侵蚀导致的高沉积物通量密切相关,陆源物质输入通量高的区域因而成为有机碳埋藏的“热点” (hotspots);而在开阔海洋,海底有机碳的埋藏则更多地受到海洋输出生产力变化的影响。在中新世的中期,气候变暖导致海洋中异养细菌新陈代谢速率加快,有机质再矿化速率升高,使得海底有机碳埋藏速率降低,从而对气候产生正反馈效应。这一结论对于认识地质历史时期以及当前全球变暖背景下海洋有机碳埋藏、全球碳循环和气候系统演变均具有重要意义。 4.发现全球变暖将导致多年拉尼娜事件频发 类似2020-2022 年的多年拉尼娜事件会给全球气候、农业生态及人类经济社会带来叠加的破坏性影响,并显著提高极端天气灾害的发生风险。未来多年拉尼娜事件如何变化,是海洋与气候领域的重大前沿问题之一,亟需解答。研究发现全球变暖将导致多年拉尼娜事件频发,提出太平洋背景场增暖型、热带外-热带海气耦合增强是关键机理。未来变暖情景下,副热带东北太平洋增温较快,热带外大气扰动更容易诱发位置更偏北的经向模态;赤道东太平洋增暖也较快,厄尔尼诺的暖海温异常可引发更强的热带外大气扰动。二者结合,造成负位相的经向模态更易产生且其空间结构在经向上更宽,由此赤道外的负风应力旋度异常偏小,向赤道的“充电”过程进一步减弱,有利于冷海温异常持续。该成果发表在Nature,提示未来与多年拉尼娜相关的气候灾害可能频繁来袭,控制温室气体排放迫在眉睫;同时是明晰全球变暖下热带-热带外相互作用过程和机理的新视角,对有效认知ENSO 的多样性及其未来变化有重要意义。 5.粤港澳大湾区超级工程深中通道主线贯通 2023年11月28日,正在建设的国家重大工程——深中通道主线贯通,项目建设取得重要进展,距离2024年建成通车更近一步。深中通道地处粤港澳大湾区核心区域,横跨珠江口东西两岸,路线起自广深沿江高速机场互通立交,东接机荷高速,向西跨越珠江口,在中山市马鞍岛登陆,与在建的中开高速对接,路线全长约24公里,采用双向八车道,设计速度按照100公里/小时高速公路技术标准建设。 未来深中通道建成通车后,深圳与中山的车程,将从现在的2小时缩减为约20分钟。作为连通珠江口东西两岸城市群的交通大动脉,深中通道将与已建成的港珠澳大桥、南沙大桥、虎门大桥等,共同组成大湾区跨海跨江通道群。 6. 数字化深海典型生境”大科学计划正式获批 2023年6月8日,来自全球6大洲39个国家64家海洋机构、国际组织等共同发起的“数字化深海典型生境”大科学计划(Digital Deep-sea Typical Habitats Programme,简称“DEPTH”计划)正式获批,成为2023年联合国“海洋科学促进可持续发展十年”(简称“海洋十年”)大科学计划(Programme)申报中的唯一获批计划,也是我国在联合国框架下发起的首个深海生境领域大科学计划。 2023年11月9日,“DEPTH”计划在厦门国际海洋周期间正式启动,并组织召开了第一次国际研讨会。2024年将开展“西太平洋国际航次”,邀请国际知名专家学者联合开展生物多样性调查,为提升对海山区生物多样性认知做出积极贡献。 7. 国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”正式命名交付 2023年11月4日,国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”历时八年科研攻关、五年设计建造,顺利完成命名交付,已具备正式商业运营的条件。 在建造此大型邮轮中,采用引进消化吸收再创新的模式,联动和管理361家一级供应商、1105家二级配套企业,汇集全球30多个国家超过5000名的工程技术人员紧密协作,相继突破重量重心、安全返港、动力系统、综合电网、舱室环境、振动噪声等贯穿邮轮全生命周期的一系列关键核心技术,形成了大型邮轮设计建造和复杂巨系统工程管理能力,持续构建邮轮业的中国标准体系。 8. 我国首次完成3000米超深水三维地震勘探 我国大型深水物探船“海洋石油720”搭载我国自研“海经”拖缆地震勘探系统,完成了珠江口盆地2600平方千米的三维地震数据采集。这是我国首次完成3000米超深水三维地震勘探作业,标志着我国自主海洋勘探技术取得重大突破,对保障我国海洋油气开发自主可控、提升我国深海资源开发能力具有重要意义。 此次作业位于珠江口盆地3000米超深水区块,最大作业水深达到3500米,勘探目的层最大埋深处5600米,打破了我国海洋三维地震勘探作业最大水深纪录。“海洋石油720”深水物探船搭载“海经”,60天时间采集到40TB的三维地震勘探数据,为落实工区地质结构、沉积充填和油气运移等基础石油地质条件打下坚实的基础。 9.我国首艘大洋钻探船正式命名试航 我国自主设计建造的首艘大洋钻探船正式命名为“梦想”号,并在广州南沙首次试航,这标志着我国深海探测能力建设和装备现代化建设迈出关键一步。 “梦想”号建成后将为深海资源开发利用提供重要装备保障,进一步提高我国能源自主保障能力,有力支撑我国实施大洋钻探国际大科学计划。 10.有限体积海浪模式“妈祖∙海浪”研发与业务化应用 有限体积海浪模式(Finite Volume WAve Model,FVWAM)“妈祖·海浪”攻克了我国海浪数值预报严重依赖国外模式、自主技术缺失、计算耗时长等突出问题,取得以下科技创新与突破:一、首次采用六边形网格及相应动力框架,能在重点加密海域和南北极高纬度海域获得高精度预报结果;二、提出了新的卷积算法,使波-波非线性作用项计算效率提升三分之一;三、优异的大规模并行可扩展性,在逾20万CPU核的超规模并行计算情景下,依然保持线性加速比;四、领先的GPU并行加速能力,单台GPU服务器的计算能力相当于90台CPU服务器,计算能耗降低约88%。“妈祖∙海浪”对极端大浪过程刻画能力更强,周期模拟优势明显,整体性能达到国际同类模式先进水平,可替代原有海浪数值预报模式。国际知名海浪模式专家给予“妈祖·海浪”高度评价:“这是由中国人建立的全新海浪模式,与WAM和WAVEWATCHⅢ一道成为世界三个同类模式之一”。
信息来源:中国海洋学会
转载自智汇海洋