近日，中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所（西安光機(jī)所）吳國(guó)俊研究員團(tuán)隊(duì)牽頭研制的多型國(guó)產(chǎn)海洋生物地球化學(xué)原位傳感器，成功完成多平臺(tái)、多場(chǎng)景深海應(yīng)用驗(yàn)證，標(biāo)志著我國(guó)在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從“跟跑”到“并跑、部分領(lǐng)跑”的關(guān)鍵跨越，徹底打破長(zhǎng)期依賴進(jìn)口設(shè)備的被動(dòng)局面。

海洋深處的碳循環(huán)變化、生物生存環(huán)境動(dòng)態(tài)及物質(zhì)遷移規(guī)律，是破解全球氣候變化與海洋生態(tài)安全密碼的核心。當(dāng)前國(guó)際海洋生物地球化學(xué)觀測(cè)技術(shù)正加速向“多平臺(tái)、長(zhǎng)時(shí)序、高分辨率”升級(jí)，美歐已構(gòu)建基于Argo浮標(biāo)、水下滑翔機(jī)（Glider）等移動(dòng)平臺(tái)的立體觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。而我國(guó)此前在深海移動(dòng)觀測(cè)領(lǐng)域主要依賴船載調(diào)查與固定站點(diǎn)監(jiān)測(cè)，存在“短周期、低覆蓋”的局限，難以滿足深海環(huán)境長(zhǎng)時(shí)序、高分辨率動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)需求。

針對(duì)復(fù)雜海洋環(huán)境下生物地球化學(xué)參數(shù)精準(zhǔn)測(cè)量的核心難題，吳國(guó)俊團(tuán)隊(duì)聯(lián)合嶗山實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家海洋技術(shù)中心、廈門(mén)大學(xué)、自然資源部第二海洋研究所等多家單位，突破環(huán)境因素干擾機(jī)理及校正、傳感器漂移自校準(zhǔn)、多波段激發(fā)分類測(cè)量及多組分混疊光譜解析等關(guān)鍵技術(shù)，成功自主研制出覆蓋溶解氧、多環(huán)芳烴（PAHs）、葉綠素、有色溶解有機(jī)物（CDOM）、硝酸鹽、下行輻照度及pH等7類關(guān)鍵參數(shù)的系列海洋生物地球化學(xué)原位傳感器，形成“多要素協(xié)同觀測(cè)”的國(guó)產(chǎn)技術(shù)方案，填補(bǔ)了我國(guó)深海移動(dòng)平臺(tái)生物地球化學(xué)參數(shù)同步測(cè)量的空白。

為驗(yàn)證技術(shù)可靠性，團(tuán)隊(duì)將多型傳感器搭載于國(guó)產(chǎn)“海燕”系列水下滑翔機(jī)（Glider）和“HM 2000”系列Argo浮標(biāo)開(kāi)展深海試驗(yàn)。試驗(yàn)中首次實(shí)現(xiàn)國(guó)際首例基于Glider平臺(tái)的海洋生物地球化學(xué)多參量、大深度（超6000米）、長(zhǎng)時(shí)序（連續(xù)3個(gè)月）剖面觀測(cè)，數(shù)據(jù)完整率超95%；同時(shí)完成國(guó)內(nèi)首例基于Argo平臺(tái)的多參量（溶解氧、pH、硝酸鹽等）長(zhǎng)期原位剖面觀測(cè)，單臺(tái)設(shè)備連續(xù)工作超1年。關(guān)鍵參數(shù)觀測(cè)精度（如溶解氧、pH達(dá)±0.1%FS）與國(guó)際主流產(chǎn)品（如Sea-Bird、Aanderaa）基本持平，部分指標(biāo)（如多環(huán)芳烴檢測(cè)限）實(shí)現(xiàn)超越。

此次成果不僅為海洋碳循環(huán)通量計(jì)算、生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)機(jī)制及深海物質(zhì)遷移研究提供高精度觀測(cè)手段，還將有力支撐我國(guó)深海資源環(huán)境調(diào)查、海洋立體觀測(cè)體系建設(shè)及“雙碳”目標(biāo)下的海洋碳匯評(píng)估，為海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略筑牢“感知基石”。吳國(guó)俊表示，團(tuán)隊(duì)將持續(xù)優(yōu)化傳感器性能，拓展鐵、硅等營(yíng)養(yǎng)鹽參數(shù)測(cè)量能力，加速技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，推動(dòng)我國(guó)從“深遠(yuǎn)海經(jīng)略”向“領(lǐng)跑”邁進(jìn)。

審核編輯 黃宇