当代海洋科研的重大国际合作 [复制链接]

第7版(国际)
专栏：专论

　　当代海洋科研的重大国际合作
范元炳
第二次世界大战以后，特别是１９５７—１９５８年国际地球物理年以来，世界海洋科学研究进入了一个通过国际合作和利用立体观测技术，即从海洋内部、海洋界面（海底和海面）和海洋外部（空间或陆上）作观测的技术，进行大规模的海洋考察时期，推动了海洋科学研究的蓬勃发展。
海洋是地球上的巨大资源（生物资源、化学资源、矿产资源和动力资源等）宝库，是地球上水圈的主体，在地球气圈、水圈、岩石圈和生物圈的相互作用中，起着控制地球表面环境和生命特征的作用。现在科学家已认识到海洋和大气之间的热量、能量和物质交换速率及其变化对全球气候变化起着调控作用。
全球气候变暖将给全球生态环境和人类的经济活动带来重大的不利影响。气候变暖的原因是什么？是来自人类活动所造成的“温室效应”，还是来自地球气候变化过程中的自然变化？它将对人类生存环境产生多大的影响？结局又是什么？应该采取什么对策？这些重大问题已引起各国政府的普遍关注，也向全世界科学家们提出了新的挑战。为了回答这些问题，国际上提出了一个国际地圈生物圈计划，或称“全球变化研究计划”，还提出了一个世界气候研究计划。研究全球海洋变化的以下三大国际合作计划尤其引人注目。
１、热带海洋和全球大气实验。热带区域，由于太阳直射，海洋与大气相互作用特别强烈。较大范围的气候变化，如厄尔尼诺现象，就是受热带大尺度海洋与大气相互作用支配的，其中，赤道海洋动力学起着重要作用。然而，由于目前缺少必要的实测数据，无法进行符合实际的动力过程模拟研究，也无法进行准确的预报，如能在该区域建立一个海洋监测网，获取足够的实测数据，建立起一种符合实际的动力学模式，就有可能极大地改进气候预报。因而，热带海域作为世界气候研究计划中的一个重要海域，被列入了热带海洋与全球大气实验计划。
这项研究计划已从１９８５年开始执行，为期十年，其主要任务是研究南纬２０度和北纬２０度之间的热带海洋和全球气候的逐年变动，确定这些变动的机制，作出变动的预测，以提高中、长期天气预报的准确性；研究建立几个月至数年时间尺度的海洋与大气耦合系统变化的预报模式的可行性，并研究厄尔尼诺现象的响应机制。
我国也参加了这一研究计划。
２、世界大洋环流实验。该计划是世界气候研究计划和全球变化研究计划的重要组成部分。
现在科学家已经认识到：气候的十几年或更长期的变化关键取决于海洋变化，尤其是世界大洋环流的变化，而限制几十年气候预测的一个重要的科学问题是缺乏描述和模拟世界大洋环流的能力。随着技术的进步，目前海洋探测技术如卫星遥感、系留浮标、走航式测量仪器和大型电子计算机的应用，已使全球海洋探测和模拟成为可能，因此，世界大洋环流实验计划也就应运而生了。
该计划的主要目标有两个：一是发展气候变化预测模式，收集验证此模式所需的资料；二是确定对海洋长期变化有代表性的世界大洋环流实验数据集，研究大洋环流长期变化的测量方法。该计划从１９９０年开始实施，设立了６０多条主要沿经纬线布设的观测断面，建立了一个包括卫星遥感和现场调查船、浮标观测等技术组成的全球观测系统，可以覆盖全球大洋，十分宏伟壮观。
我国也参加了这一国际合作研究，并成立了世界大洋环流实验中国委员会。
３、全球海洋通量联合研究。该计划是国际地圈一生物圈计划，是全球变化研究计划的重要组成部分。
海洋对全球气候的调控作用，除了海洋与大气之间的热量和能量交换外，海洋与大气之间的物质交换也起着重要作用，特别是造成温室效应的二氧化碳等物质的交换。海洋占地球总面积的７０％多，它在调节大气中二氧化碳、甲烷等温室效应气体含量中起什么作用、海洋对大气二氧化碳的吸收和储存能力到底有多大等等问题，尚需科学家作出回答。为此制订的全球海洋通量联合研究计划，是一项多学科综合性的海洋科学研究计划，其主要目的是在全球范围内了解并确立海洋中控制碳和有关生原要素通量变化过程，估价海洋与大气、海底以及大洋和大陆架边界间生原要素的交换量。它的长远目标，则是要建立一套监测海洋中与气候变化有关的海洋生物地球化学循环和变化的系统。
９０年代将是世界海洋科学飞速发展的时期，世界海洋科学研究的三大国际合作研究计划如能顺利实施，其进展和成果将极大地丰富和发展海洋科学的研究内容。弄清海洋变化在全球变化中的相互关系，具有重要的经济和生态效益。
（本文作者是国家自然科学基金委员会海洋科学学科主任）