中國(guó)近海中尺度海洋動(dòng)力環(huán)境預(yù)報(bào)方法及其應(yīng)用

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1、“中國(guó)近海中尺度海洋動(dòng)力環(huán)境預(yù)報(bào)方法及其應(yīng)用”公示材料一、項(xiàng)目名稱：中國(guó)近海中尺度海洋動(dòng)力環(huán)境預(yù)報(bào)方法及其應(yīng)用二、提名者及提名意見(jiàn)提名者：中國(guó)科學(xué)院提名意見(jiàn)：中尺度海洋動(dòng)力環(huán)境的認(rèn)知和預(yù)報(bào)，是海洋研究中最重要的環(huán)節(jié)，在國(guó)家海洋國(guó)土安全和海洋權(quán)益維護(hù)、以及近海環(huán)境保障和防災(zāi)減災(zāi)等重大國(guó)家需求中，均發(fā)揮著重要的科技支撐作用。該項(xiàng)目經(jīng)過(guò)10余年的聯(lián)合攻關(guān)，自主研發(fā)水平短陣聲學(xué)層析、船載X波段雷達(dá)遙測(cè)等多項(xiàng)觀測(cè)新技術(shù)，打破國(guó)外對(duì)關(guān)鍵裝備的技術(shù)封鎖；引入非線性開(kāi)展海洋環(huán)境變化的機(jī)理研究，新方法系統(tǒng)推進(jìn)了中尺度過(guò)程產(chǎn)生、消亡機(jī)理及聲學(xué)效應(yīng)的認(rèn)知水平；研發(fā)原理先進(jìn)的海洋資料同化新技術(shù)，構(gòu)建包括中國(guó)近海

2、在內(nèi)的關(guān)鍵海域高精度中尺度海洋動(dòng)力過(guò)程預(yù)報(bào)模式和信息網(wǎng)絡(luò)集成及動(dòng)態(tài)傳輸可視化平臺(tái)，模式空間網(wǎng)格密度達(dá)到1/24°（分辨率達(dá)到5km，與美國(guó)同類(lèi)產(chǎn)品相比提升約50%），5天的海表溫度預(yù)報(bào)誤差小于0.5°C。受該項(xiàng)目資助，發(fā)表多篇科研論文、取得多項(xiàng)軟件著作權(quán)和發(fā)明專利，論文他引率超過(guò)82%；項(xiàng)目部分研究成果已獲2013年海洋工程科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目成果在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)和保障、海上石油平臺(tái)設(shè)計(jì)等民用方向獲得廣泛應(yīng)用，并在亞丁灣護(hù)航行動(dòng)、軍事服務(wù)及科研教學(xué)中發(fā)揮了重要的技術(shù)支撐作用。該項(xiàng)目的實(shí)施，體現(xiàn)了國(guó)內(nèi)海洋動(dòng)力學(xué)和水聲學(xué)的學(xué)科交叉，全面提升了我國(guó)在海洋“立體觀測(cè)、過(guò)程識(shí)別和信息服務(wù)”方面的

3、技術(shù)水平。對(duì)照國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)授獎(jiǎng)條件，確認(rèn)提名材料真實(shí)有效，公示無(wú)異議，相關(guān)欄目符合要求。提名該項(xiàng)目為國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。三、項(xiàng)目簡(jiǎn)介：中尺度海洋動(dòng)力過(guò)程的時(shí)間尺度從數(shù)天至數(shù)月、空間尺度從數(shù)公里到數(shù)百公里，主要包括中尺度渦、內(nèi)波和鋒面等。中尺度海洋動(dòng)力過(guò)程在中國(guó)近海廣泛分布且頻繁發(fā)生，是中國(guó)近海海洋環(huán)境變化的主控因素，對(duì)中尺度海洋動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)及其信息服務(wù)在國(guó)土權(quán)益安全、海洋環(huán)境保障、資源的可持續(xù)利用和沿海防災(zāi)減災(zāi)等方面，都發(fā)揮著重要作用、具有重大國(guó)家需求。本世紀(jì)初，美國(guó)在中國(guó)近海開(kāi)展中尺度過(guò)程及其聲學(xué)效應(yīng)海上試驗(yàn)，并構(gòu)建了海洋環(huán)境預(yù)報(bào)模式，在我國(guó)近海的網(wǎng)格密度達(dá)到1/16

4、°（分辨率達(dá)到10km以內(nèi)），而我國(guó)尚未開(kāi)展針對(duì)中尺度過(guò)程的系統(tǒng)研究，海洋環(huán)境預(yù)報(bào)水平遠(yuǎn)低于美國(guó)。在需求和威脅的雙重壓力下，中國(guó)科學(xué)院近百名科研人員通過(guò)近10年的聯(lián)合攻關(guān)，圍繞中尺度海洋動(dòng)力環(huán)境預(yù)報(bào)與應(yīng)用這一核心科學(xué)問(wèn)題，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、遙感反演、聲學(xué)研究、數(shù)值預(yù)報(bào)、信息系統(tǒng)等方面實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，打破國(guó)外對(duì)海洋裝備的技術(shù)封鎖，系統(tǒng)獲得我國(guó)近海中尺度海洋動(dòng)力過(guò)程的時(shí)空分布特征和生消規(guī)律認(rèn)知，解決了中尺度過(guò)程監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中的關(guān)鍵機(jī)制，構(gòu)建了關(guān)鍵海域中尺度海洋動(dòng)力環(huán)境預(yù)報(bào)模式和海洋環(huán)境信息服務(wù)平臺(tái)，全面提升我國(guó)對(duì)中國(guó)近海開(kāi)展中尺度過(guò)程及其聲學(xué)效應(yīng)的認(rèn)知水平和模擬、預(yù)報(bào)能力，滿足了國(guó)家各部門(mén)在近海海洋

5、軍事保障、石油平臺(tái)開(kāi)發(fā)建設(shè)等方面的需求。該項(xiàng)目的主要技術(shù)和創(chuàng)新包括：1、在國(guó)內(nèi)首次系統(tǒng)構(gòu)建針對(duì)中尺度海洋動(dòng)力過(guò)程“點(diǎn)-線-面/天-船-底”的高分辨率、長(zhǎng)時(shí)序新型海洋立體觀測(cè)系統(tǒng)，包括：以潛標(biāo)為核心的深海觀測(cè)系統(tǒng)、以聲學(xué)層析為核心的淺海觀測(cè)系統(tǒng)和以遙感遙測(cè)為核心的大面同步觀測(cè)系統(tǒng)，為中國(guó)近海海洋動(dòng)力環(huán)境調(diào)查新方法和測(cè)報(bào)新技術(shù)提供了有力支撐。2、創(chuàng)新性的將非線性方法引入中尺度海洋動(dòng)力過(guò)程時(shí)空規(guī)律與演化機(jī)制研究中，在中尺度過(guò)程識(shí)別與信息提取、黑潮與中國(guó)近海水交換過(guò)程及演變機(jī)理等方面取得了許多原創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)；實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜海洋環(huán)境下的寬帶聲傳播場(chǎng)的快速預(yù)報(bào)算法，極大提高了聲環(huán)境的快速預(yù)報(bào)效率，系統(tǒng)推進(jìn)了

6、我們對(duì)中尺度海洋動(dòng)力過(guò)程及其聲學(xué)效應(yīng)的認(rèn)知水平。3、系統(tǒng)研發(fā)了原理先進(jìn)的海洋資料同化新技術(shù)，構(gòu)建了包括中國(guó)近海在內(nèi)的關(guān)鍵海域高精度中尺度海洋動(dòng)力過(guò)程數(shù)值預(yù)報(bào)模式，空間網(wǎng)格密度達(dá)到1/24°（分辨率達(dá)到5km，與美國(guó)同類(lèi)產(chǎn)品相比提升約50%），5天的海表溫度預(yù)報(bào)誤差小于0.5°C，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；構(gòu)建了中國(guó)近海海洋動(dòng)力環(huán)境信息網(wǎng)絡(luò)集成及動(dòng)態(tài)傳輸可視化平臺(tái)，數(shù)據(jù)產(chǎn)品及預(yù)報(bào)服務(wù)得到了軍、民廣泛應(yīng)用。該項(xiàng)目成果在我國(guó)多個(gè)軍民業(yè)務(wù)部門(mén)得到了移植和應(yīng)用。特別是項(xiàng)目構(gòu)建的亞丁灣海洋三維溫鹽流綜合預(yù)報(bào)系統(tǒng)，在亞丁灣護(hù)航行動(dòng)的氣象和海洋保障中發(fā)揮了重要的海洋環(huán)境支撐作用，具備為我國(guó)海上利益攸關(guān)區(qū)戰(zhàn)略支點(diǎn)

7、建設(shè)提供科學(xué)輔助決策的功能。該項(xiàng)目發(fā)表論文125篇，其中SCI論文66篇，EI論文15篇，高影響因子國(guó)際論文30余篇，取得軟件著作權(quán)8項(xiàng)，獲得發(fā)明專利3項(xiàng)，部分研究成果獲2013年海洋工程科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。四、客觀評(píng)價(jià)：1、項(xiàng)目驗(yàn)收意見(jiàn)2007年1月23日，專家組對(duì)該項(xiàng)目部分成果進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收意見(jiàn)指出：“在我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)了定點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間的南海海洋內(nèi)波調(diào)查，并獲得了有效的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)”，“研究成果已在南海東部番禺油田開(kāi)發(fā)等方面獲得初步應(yīng)用”