【摘要】? ? 在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與轉(zhuǎn)型的新時(shí)期，我國(guó)的生態(tài)環(huán)境也面臨諸多新挑戰(zhàn)。海洋作為地球表面的重要組成部分，其面積占到了71%，在維持全球氣候與生態(tài)平衡中發(fā)揮著十分重要的作用。但在全球氣候復(fù)雜多變的背景下，海洋災(zāi)害也頻頻發(fā)生，且對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)造成較大影響。因此，為加強(qiáng)海洋資源保護(hù)，維系海洋生態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，有必要進(jìn)一步加強(qiáng)區(qū)域性海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的研究?；诖耍疚尼槍?duì)區(qū)域性海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)及預(yù)警的總體目標(biāo)和需求等進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并闡述區(qū)域性海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)研究進(jìn)展。

【關(guān)鍵詞】? ? 區(qū)域性? ? 海洋災(zāi)害? ? 監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)? ? 研究進(jìn)展

引言：

海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由岸基站、平臺(tái)、浮標(biāo)、志愿船、衛(wèi)星、雷達(dá)、海床基等組成，對(duì)區(qū)域海洋環(huán)境實(shí)施立體、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與信息處理，形成預(yù)警預(yù)報(bào)信息產(chǎn)品，并通過(guò)各種通訊方式向政府部門(mén)、社會(huì)公眾、涉海企業(yè)提供服務(wù)。而近年來(lái)，隨著我國(guó)電子信息技術(shù)的不斷提升，我國(guó)區(qū)域性海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)也得到了進(jìn)一步發(fā)展，不僅將網(wǎng)絡(luò)建設(shè)重點(diǎn)從單個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到應(yīng)用集成，同時(shí)也促使海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由最初單一的海洋站、平臺(tái)、浮標(biāo)等觀測(cè)系統(tǒng)，發(fā)展為區(qū)域性海洋監(jiān)測(cè)集成系統(tǒng)。截至目前，已建成多個(gè)全球性及國(guó)家級(jí)的海洋監(jiān)測(cè)集成系統(tǒng)。

一、區(qū)域性海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)及預(yù)警總體目標(biāo)和需求

建立區(qū)域性海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)主要是為了提供系統(tǒng)而全面的海洋動(dòng)力環(huán)境及生態(tài)環(huán)境信息共享資料，為區(qū)域性海洋防災(zāi)減災(zāi)與生態(tài)環(huán)境管理提供共享網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)[1]。目前，各國(guó)政府及科學(xué)家認(rèn)為，對(duì)區(qū)域性海洋災(zāi)害實(shí)施監(jiān)測(cè)及預(yù)警的主要目標(biāo)是集成衛(wèi)星遙感、浮標(biāo)網(wǎng)、監(jiān)測(cè)船等多種監(jiān)測(cè)手段，構(gòu)建海洋環(huán)境立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

在沿海地區(qū)，針對(duì)區(qū)域性海洋災(zāi)害立體監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)預(yù)警，建立一個(gè)系統(tǒng)的信息服務(wù)體系，以便對(duì)沿海區(qū)域的海洋動(dòng)力及生態(tài)要素實(shí)施實(shí)時(shí)、連續(xù)、長(zhǎng)期、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集通訊、分析處理與各類(lèi)數(shù)據(jù)的管理，并準(zhǔn)確提供各類(lèi)海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)及預(yù)警信息，如海浪、風(fēng)暴潮、赤潮、綠潮、溢油等，制作各類(lèi)信息產(chǎn)品，用于防災(zāi)減災(zāi)、海洋資源保護(hù)、海洋環(huán)境管理、海洋開(kāi)發(fā)利用等領(lǐng)域，并為相關(guān)決策部門(mén)及用戶提供多種形式的有效信息服務(wù)。

及時(shí)準(zhǔn)確的海洋災(zāi)害信息產(chǎn)品，為防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)可靠的決策依據(jù)，保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，同時(shí)，也為海洋資源管理、海洋生態(tài)保護(hù)、海洋開(kāi)發(fā)利用等提供技術(shù)支撐，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展。

二、國(guó)外海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)研究進(jìn)展

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)外的海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入快速發(fā)展階段，各類(lèi)觀測(cè)系統(tǒng)及海洋儀器均在朝著智能化、自動(dòng)化、數(shù)字化及全天候等方向發(fā)展[2]。同時(shí)，高技術(shù)水平的海洋監(jiān)測(cè)儀器也推動(dòng)著海洋監(jiān)測(cè)逐步向?qū)崟r(shí)、立體、密集、連續(xù)、長(zhǎng)期、系統(tǒng)等方向發(fā)展，這也就意味著海洋監(jiān)測(cè)已正式邁入全新的時(shí)代。

美國(guó)在海洋監(jiān)測(cè)方面，將重點(diǎn)放在了近岸海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)。美國(guó)聯(lián)邦機(jī)構(gòu)州政府于1994年，代表工業(yè)界以及非政府組織成員，正式提出了發(fā)展US Coastal GOOS，總目標(biāo)是基于遙感與快速現(xiàn)場(chǎng)采樣方法，促進(jìn)構(gòu)建一體化的海岸水域監(jiān)測(cè)運(yùn)行系統(tǒng)，以此來(lái)可靠評(píng)估、預(yù)測(cè)及管理海岸地區(qū)及相關(guān)資源。而建立此系統(tǒng)所圍繞的目標(biāo)是“持續(xù)健康的海岸，減低自然災(zāi)害和安全航運(yùn)”[3]。

目前，國(guó)外具有代表性的幾個(gè)區(qū)域性觀測(cè)系統(tǒng)分別為緬因?yàn)澈Ｑ笥^測(cè)系統(tǒng)（GoMOOS）、墨西哥灣沿岸海洋觀測(cè)系統(tǒng)（GCOOS）、切薩皮克灣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CBOS）、SEAWATCHEUROPE海洋綜合觀測(cè)系統(tǒng)等。

三、國(guó)內(nèi)海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)研究進(jìn)展

（一）研究進(jìn)展情況

現(xiàn)階段，我國(guó)已有的海洋觀測(cè)體系由海洋臺(tái)站、浮標(biāo)、雷達(dá)、衛(wèi)星遙感等組成，并初步構(gòu)建了國(guó)家、海區(qū)、省、市級(jí)海洋預(yù)警報(bào)體系，推動(dòng)觀測(cè)預(yù)報(bào)工作全面開(kāi)展。但針對(duì)我國(guó)現(xiàn)有的300萬(wàn)平方公里的海域，18000公里的海岸線，時(shí)空覆蓋密度仍不能滿足突發(fā)性、區(qū)域性的海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)需求[4]。

在我國(guó)海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)方面，國(guó)家863海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)計(jì)劃的實(shí)施推動(dòng)了技術(shù)發(fā)展，自行研發(fā)了多普勒海流剖面儀（ADCP）、聲學(xué)懸浮泥沙濃度剖面儀、壓力式浪潮儀、強(qiáng)風(fēng)計(jì)、高頻地波雷達(dá)、波浪浮標(biāo)、海面微結(jié)構(gòu)光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)、溫鹽深測(cè)量?jī)x（CTD），以及海面海水層光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)等觀測(cè)儀器。同時(shí)也成功研發(fā)了一批實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，如與聲相關(guān)的海流剖面儀（ACCP）、生化傳感器及合成孔徑聲納等。為了進(jìn)一步提升海洋防災(zāi)減災(zāi)能力，有效解決關(guān)鍵核心技術(shù)、卡脖子技術(shù)，要重點(diǎn)發(fā)展實(shí)時(shí)、現(xiàn)場(chǎng)、快速、立體的監(jiān)測(cè)技術(shù)，增強(qiáng)技術(shù)的實(shí)用性及系統(tǒng)性，進(jìn)而構(gòu)建出一個(gè)綜合性海洋環(huán)境立體觀測(cè)網(wǎng)[5]，具體研發(fā)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)、海洋動(dòng)力環(huán)境實(shí)時(shí)立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、航空遙感系統(tǒng)技術(shù)，以及海洋生態(tài)環(huán)境要素現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。

上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建，不僅顯著提升了我國(guó)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)能力，同時(shí)也能夠進(jìn)一步提高我國(guó)海洋監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備的整體研發(fā)水平。

截止目前，我國(guó)發(fā)展的重要海洋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及平臺(tái)技術(shù)具體包括潛標(biāo)系統(tǒng)、海洋資料浮標(biāo)、水聲環(huán)境系統(tǒng)、海洋遙感探測(cè)系統(tǒng)、高頻地波雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)、水聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、海床基以及海洋生態(tài)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，此類(lèi)系統(tǒng)及平臺(tái)主要是通過(guò)集成各種海洋環(huán)境、海洋水聲、海洋動(dòng)力等相關(guān)測(cè)試設(shè)備及儀器，對(duì)海洋水文、氣象、化學(xué)、生物等20多個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理分析及預(yù)報(bào)等多個(gè)功能于一體。

作為一項(xiàng)較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，海洋災(zāi)害業(yè)務(wù)化預(yù)測(cè)預(yù)警技術(shù)研究在我國(guó)起步相對(duì)較晚，但通過(guò)國(guó)家一系列科技攻關(guān)項(xiàng)目的實(shí)施，海洋環(huán)境預(yù)報(bào)技術(shù)取得了重大進(jìn)展，尤其是數(shù)值模式（海浪、風(fēng)暴潮、海溫等）及四維同化技術(shù)研究、大氣模式研究、海洋資料客觀分析及生態(tài)環(huán)境動(dòng)力學(xué)模式研究等方面的關(guān)鍵技術(shù)。

此外，在區(qū)域性海洋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)方面，我國(guó)取得了較大的成就[6]。

（二）上海海洋立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2002年1月，上海建立了首個(gè)海洋環(huán)境立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（示范區(qū)）。該示范區(qū)在原有的東海區(qū)臺(tái)站觀測(cè)網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)及預(yù)報(bào)服務(wù)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)改造與建設(shè)，構(gòu)建了一個(gè)由海面浮標(biāo)、空中衛(wèi)星、水下監(jiān)測(cè)儀器及海上平臺(tái)、海洋站、雷達(dá)陣等共同組成的區(qū)域性海洋環(huán)境立體監(jiān)測(cè)及信息服務(wù)示范區(qū)。

該系統(tǒng)能夠?qū)κ痉秴^(qū)內(nèi)的海洋環(huán)境要素實(shí)施連續(xù)、長(zhǎng)期、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)采集，同時(shí)也能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析處理，并制作成相應(yīng)的信息服務(wù)產(chǎn)品[7]。該系統(tǒng)還可以通過(guò)多種網(wǎng)絡(luò)形式，提供上海海域的相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化，如赤潮、風(fēng)暴潮、臺(tái)風(fēng)浪以及海洋環(huán)境污染等事件的預(yù)警。此外，該系統(tǒng)可為海洋產(chǎn)業(yè)部門(mén)、海洋工程建設(shè)等提供有效的海洋環(huán)境信息服務(wù)，在上海沿岸重大海上工程建設(shè)過(guò)程中，發(fā)揮著重要的作用。

（三）浙江海域海洋觀測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

“十二五”以來(lái)，浙江省海洋立體觀測(cè)網(wǎng)加快形成，截止目前，全省建成海洋觀測(cè)站（點(diǎn)）100 余個(gè)，站點(diǎn)密度達(dá)60 公里/個(gè)，主要由海洋觀測(cè)站、簡(jiǎn)易站、浮標(biāo)、X波段雷達(dá)、地波雷達(dá)、平臺(tái)、志愿船等組成，基本覆蓋全省主要海域、重要岸段、生態(tài)紅線區(qū)、漁港等。同時(shí)，借助國(guó)家級(jí)骨干網(wǎng)，分鐘級(jí)觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)VSat、SDH、CDMA、北斗、GPRS等多種通訊組合的方式，分別上傳至市級(jí)、省級(jí)和國(guó)家級(jí)各平臺(tái)。

近年來(lái)，浙江海域站網(wǎng)布局不斷優(yōu)化，運(yùn)行體制機(jī)制不斷創(chuàng)新，為省級(jí)立體觀測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)提供了模板。該系統(tǒng)自業(yè)務(wù)化運(yùn)行以來(lái)，為全省海洋災(zāi)害防御、海域海島海岸帶管理、海洋生態(tài)環(huán)境管理等發(fā)揮了重要作用，并應(yīng)用于海上船只救助、海上應(yīng)急搶險(xiǎn)、赤潮災(zāi)害防控等方面。

目前，浙江省海洋預(yù)警預(yù)報(bào)網(wǎng)也基本成型，預(yù)警預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)覆蓋全省6個(gè)沿海地級(jí)市，并延伸到部分沿海縣，預(yù)報(bào)區(qū)域已覆蓋所有沿?？h（市、區(qū)），主要海洋災(zāi)害預(yù)警網(wǎng)格精度達(dá)到10km，預(yù)報(bào)產(chǎn)品全，預(yù)報(bào)服務(wù)范圍廣，延伸至部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)、社區(qū)。該系統(tǒng)的建設(shè)，成效較為顯著，實(shí)現(xiàn)了十三五期間海洋災(zāi)害損失和人員傷亡的雙降低的目標(biāo)。

（四）福建海域海洋動(dòng)力實(shí)時(shí)立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

通過(guò)國(guó)家863計(jì)劃，在福建實(shí)施了“臺(tái)灣海峽及毗鄰海域海洋動(dòng)力實(shí)時(shí)立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”重大專(zhuān)項(xiàng)。該系統(tǒng)集成了岸基監(jiān)測(cè)、大型浮標(biāo)、潛標(biāo)、地波雷達(dá)監(jiān)測(cè)、船基監(jiān)測(cè)、小型浮標(biāo)，以及海床基監(jiān)測(cè)、衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。基于該系統(tǒng)的示范區(qū)分別在臺(tái)灣海峽北部、南部與中部構(gòu)建了三條觀測(cè)斷面，并分別布設(shè)了浮標(biāo)等觀測(cè)設(shè)備。主要是對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通信數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)集成技術(shù)及信息服務(wù)進(jìn)行重點(diǎn)研究，根據(jù)模塊化標(biāo)準(zhǔn)化與網(wǎng)絡(luò)化的原則，在福建海域建立一個(gè)區(qū)域性的海洋動(dòng)力環(huán)境實(shí)時(shí)立體監(jiān)測(cè)與信息服務(wù)系統(tǒng)，對(duì)該海域的水中、水面與空中實(shí)施多平臺(tái)綜合監(jiān)測(cè)，以便實(shí)時(shí)獲取到該區(qū)域內(nèi)的各項(xiàng)海洋動(dòng)力環(huán)境要素監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)而構(gòu)建出一個(gè)較為系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)[8]，并在此基礎(chǔ)上制作出各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)報(bào)產(chǎn)品及應(yīng)用產(chǎn)品，為此區(qū)域的海洋經(jīng)濟(jì)防災(zāi)減災(zāi)工作提供多樣化的信息服務(wù)。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，區(qū)域性海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的建立與完善，對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)、科學(xué)研究等方面均具有十分積極的作用，不僅可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，為海上活動(dòng)提供重要安全保障，同時(shí)也能夠有效加強(qiáng)海洋自然資源管理，為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施提供有力支撐。

但與國(guó)外相比，我國(guó)在區(qū)域性海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)方面的研究起步較晚，特別是海洋生態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警等方面，與國(guó)際先進(jìn)水平相比還存在較大差距。為此，需要從提高海洋災(zāi)害業(yè)務(wù)化預(yù)報(bào)預(yù)警能力，增強(qiáng)海洋災(zāi)害綜合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力等方面，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)區(qū)域性海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)與研究。

作者單位：張興林? ? 國(guó)家海洋局溫州海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站

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