國家級海上試驗場建設構想

羅續業,王項南,吳 迪,周 毅,王春誼,李 彥

(國家海洋技術中心 天津 300112)

國家級海上試驗場建設構想

羅續業,王項南,吳 迪,周 毅,王春誼,李 彥

(國家海洋技術中心 天津 300112)

隨著我國海洋科技的快速發展,對建設功能齊全、服務于海洋科學技術及軍事海洋學研究的海上試驗場的需求顯得越發突出,如今海上試驗場已成為制約我國海洋技術裝備研發、海洋科學研究以及海洋科技成果轉化的瓶頸問題。文章從海上試驗場建設的必要性和需求分析以及海上試驗場的功能和運行管理幾方面,提出“十二五”期間對建設國家級海上試驗場的計劃和構想。

海上試驗場;海洋技術;海洋科學;科技興海;成果轉化

海上試驗場是公益性科技支撐平臺,是我國海洋觀測、監測和調查儀器設備研發、海洋科學研究、實現科技興海,促進高新科技成果轉化及海洋可再生能源開發的重要試驗平臺。海上試驗場的建設對我國海洋科技和海洋經濟的快速發展將具有明顯的促進作用。發達國家海洋科學與技術的先進水平,是與重視海洋科學技術觀測和試驗基地的建設密不可分的。目前國外的海上試驗場,都是集科學觀測、技術裝備試驗、方法研究和模式檢驗等多種功能于一身的綜合試驗/實驗場,而我國目前的幾個海上試驗場主要是海軍和涉海科研院所等機構為進行儀器設備檢驗所選擇的某一試驗海區,與發達國家的綜合海上試驗場存在較大的差距。“十二五”期間開展國家級海上試驗場的建設,將對于快速提升我國海洋技術裝備和海洋科學研究水平,實現科技興海戰略具有重要意義。

1 建設國家級海上試驗場的必要性

隨著我國海洋科技的快速發展,對建設功能齊全、服務于海洋科學技術及軍事海洋學研究的海上試驗場的需求顯得越發突出。《國家“十一五”海洋科學和技術發展規劃綱要》中指出,要“加強海洋科技平臺建設,提高海洋科技基礎能力”,要“本著共享共建原則,建設海上海洋科學觀測平臺”“建設共享的綜合研究實驗平臺”[1];《國家海洋事業發展規劃綱要》提出“建設國家科技實驗室和海上試驗場等研發平臺”[2];《國家深海高技術發展專項規劃(2009—2020年)》也明確提出“建立南海永久性深水區綜合觀測平臺”“深海技術研發與試驗公共平臺建設”[3]。

國家級海上試驗場的建成可為海洋科學研究、海上技術裝備的研發、測試、評價等提供科學有效的試驗環境,并可獲取長期連續、要素完備的數據資料。可為海洋調查觀測技術裝備的現場試驗和定標檢驗、海洋觀測監測方法研究、海洋學數學模型檢驗、水下通信和組網試驗、水下傳感器網絡試驗、衛星遙感器在軌現場定標和檢驗以及軍事海洋學研究等科學活動提供技術服務平臺。

海上試驗場的建設將填補國內該領域的空白,將作為開展海洋儀器設備測試與評價、海洋科學研究、海洋權益維護與軍事海洋研究,以及海洋高技術成果轉化等現階段需求的服務平臺,并為我國最終建成具有國際領先水平的海上試驗場打下堅實的基礎。

2 海上試驗場建設的需求分析

2.1 海洋儀器設備測試、比測、評價的需求

目前,國內外海洋儀器設備產品眾多,標準不一,質量和性能參差不齊。例如已被國內各海洋領域廣泛使用的ADCP等海洋調查設備,至今尚無標定和測量精度檢驗的有效手段,直接影響了海洋調查數據的真實性和一致性。因此為保證海洋觀測監測的數據質量,需要對其進行規范化的測試、比測,并進行評價。海上試驗場的建立和業務化運行,可有效地利用其建立的評價體系為海洋儀器設備提供相應的測試、比測、評價條件。此外,為了規范管理進口儀器設備在國內海洋觀測系統中的應用,有必要建立相應的準入制度,以確保其在海洋調查、監測、海洋環境預報等各項活動中獲取真實、可信的測量數據。

2.2 海洋科學研究的需求

目前我國缺乏對關鍵海區長時間序列的、系統的海洋觀測資料,嚴重制約了海洋動力過程的規律和動力機制研究。海上試驗場區的建立,將為長時間系統觀測海洋環境信息和海洋模型研究提供平臺和技術保障,促進海洋動力學、物理海洋學、海洋建模仿真等科學研究的發展,從而大大提高我國對風暴潮、臺風、內波等現象的實時監測和預報預警水平,進而提升我國防災減災和海洋資源開發的能力。

2.3 海洋高技術成果轉化的需求

加強科技成果轉化平臺建設是推動海洋技術成果推廣應用與產業化的關鍵。海上試驗場則是海洋高技術成果轉化的有力平臺,將依據其特有的優勢,在檢驗、測試、比測、中試和定型等方面發揮巨大的作用,從而加速海洋高新科技研發成果的產業化進程。

目前我國海洋高技術推廣應用與成果轉化嚴重滯后,海洋監測技術成果轉化的中間環節嚴重缺位,如缺乏中試試驗、示范基地、公共試驗平臺等。長期以來,我國海洋技術產品與裝備研制重原理與樣機,而輕質量、可靠性和現場試驗的現象較為突出,很多技術成果無法從實驗室走向應用,影響了海洋高技術產品的產業化進程。國外產品占據了我國絕大部分海洋儀器市場。因此,在海洋高技術產品與裝備研制過程中必須遵循海洋技術產品與裝備研制的特殊性與自身規律,加強規范化研制和海試工作,縮短研制周期。

2.4 海洋權益維護與軍事海洋的需求

近年來,我國海洋海上權益屢遭侵犯。針對目前海洋維權的嚴峻形勢,以及缺乏海上維權技術裝備的現狀。海上試驗場將為海洋維權技術裝備提供研發及試驗平臺。同時,軍事海洋環境儀器設備也需要海上試驗場為其提供試驗、測試及研發等技術支撐。此外,海上試驗場精細化的、長期、動態觀測監測數據還可為海洋維權和軍民兼用的決策輔助系統提供可靠的數據來源。

3 海上試驗場的功能

3.1 海洋儀器設備及海洋模型的檢驗與評價

為國內外海洋儀器設備及海洋模型提供試驗、檢驗與評價條件,根據其與海上試驗場現有觀測監測手段及海洋環境數據庫數據的測試比對,對檢測的海洋儀器設備和海洋模型作出全面、客觀的指標檢驗,并給出評價結果。

3.2 海洋高技術成果轉化的中試基地

海上試驗場將為預研及在研的海洋儀器設備和海洋模型提供中試試驗平臺,針對現有“十五”和“十一五”“863”等海洋高科技成果,海上試驗場將依據其特有的優勢,在業務化、產品化、產業化方面發揮巨大的作用,加速最新海洋科技研發成果的產業化進程。同時,還可為今后的研發工作提供進一步的建議。

3.3 提供衛星遙感試驗及定標/檢驗

海上試驗場將為高精度現場測量技術研究提供長期可靠的觀測平臺,針對衛星海洋遙感,開展微波、紅外、光學遙感現場定標檢驗技術、算法模型研究及現場測量技術研究,支撐衛星遙感器輻射校正、真實性檢驗和遙感算法開發及檢驗。

3.4 為海洋可再生能源開發提供試驗平臺

通過合理選址,具備可針對海洋可再生能源開展調查、利用和研究的條件,支持海洋可再生能源新技術的研究和相關設備的研發,并為所研發的設備提供試驗、測試和檢驗平臺。

3.5 提供軍事海洋環境保障技術裝備試驗服務

海上試驗場作為軍民兼用的海洋環境保障技術裝備試驗和海洋科學實驗基地,同時可為海軍儀器設備的研發提供試驗、測試條件,提供必要技術支持和服務保障。

3.6 理想的海洋科學觀測站

海上試驗場將長期布放和使用各種現代化的海洋觀測監測平臺及儀器設備,測量要素涉及水文、氣象、生態、測繪、地質、地球物理等,使試驗海域成為一片“透明的海洋”,成為越來越精確的“海上標準場”或“海上參考場”,為海洋各領域提供豐富的觀測、監測數據。

4 海上試驗場的運行和管理

確保海上試驗場的業務化運作,需要建立海上試驗場協調管理機構,制定海上綜合試驗場運行管理辦法及相關程序,負責海上綜合試驗場的整體建設、運行、維護和業務指導。依托場區周邊相關單位的現有裝備及設施,如渤海監測監視管理基地碼頭、機場、飛機、船舶、車輛、設備、人員等,建立有效的運行保障機制,實時監控各場區的運行狀態。

建立相應標準與方法,為各類海洋儀器設備和海洋模型的檢驗、比測和評價建立相應的標準和方法,以規范檢驗、比測、評價工作。同時,制訂海洋儀器設備定型的標準和相關程序,開展各類海洋儀器設備定型工作。

制訂海上試驗場運行管理辦法及相關程序。為保證海上試驗場的有效運行,建立海上試驗場監控中心和淺海試驗場區監控中心、深海試驗場區監控中心。海上試驗場監控中心負責海上試驗場的整體建設、運行、維護和業務指導,淺海試驗場區監控中心和深海試驗場區監控中心依托場區周邊相關單位的現有條件,進行必要的建設,配備相應的管理和技術人員,明確職責,實時監控各場區的運行狀態,確保海上試驗場的示范運行。

5 結束語

海上試驗場現已成為制約我國海洋技術裝備研發、海洋科學研究以及海洋科技成果轉化的瓶頸問題。建議在“十二五”期間,開展國家級海上試驗場的建設和原型設計研究。建立國家級的海上試驗場將極大程度地解決我國海洋界對海上試驗場的亟須,為我國海洋儀器設備及海洋模型的研發與檢驗、海洋高科技成果的轉化及海洋科學研究提供科學、有效的技術保障。海上試驗場還將作為今后開展國際和區域海洋科技合作的良好平臺,促進我國參與國際上大的海洋合作計劃,加速我國趕超國際海洋強國的步伐。

[1]國家海洋局.國家“十一五”海洋科學和技術發展規劃綱要[R].2006.

[2]國家海洋局.國家海洋事業發展規劃綱要[R].2008.

[3]中華人民共和國科學技術部.國家深海高技術發展專項規劃(2009-2020年)[R].2009.