深海是人类资源的宝藏、国家安全的前沿和未来经济发展的支撑。由同济大学牵头、与中科院声学研究所共建的国家“十二五”重大科技基础设施建设项目—“国家海底科学观测网”，日前正式被批复建立。
科技日报记者了解到，国家海底长期科学观测网项目，既是海洋学科领衔推动的国家海底长期科学观测系统大科学工程项目，又是国家重大科技基础设施建设项目，项目建设周期为5年，总投资逾21亿元。
据专家透露，我国将在东海和南海分别建立主要基于光电复合通信海缆连接的海底科学观测网，实现中国典型边缘海(东海和南海)从海底向海面的全方位、综合性、实时的高分辨率立体观测；在上海临港建设监测与数据中心，对整个海底科学观测系统进行监测与数据存储和管理。
↑2017年，亨通自主研发的G.654和G.652低损耗高强度海洋光纤成功完成5000米水深海底通信系统测试
项目建成后，国家海底科学观测网将成为总体水平国际一流、综合指标国际先进的海底科学观测研究设施，为我国的海洋科学研究建立开放共享的重大科学平台，并服务于国防安全与国家权益、海洋资源开发、海洋灾害预测等多方面的综合需求。
那么，我国建设海底科学观测网意味着什么？是否具备建设条件？又有哪些技术问题亟待解决？为此，记者采访了参与前期研发与测试的国内相关专家。
深海观测急需实战经验
进入21世纪，海洋已成为全球发展的新热点和竞争的新舞台。国际上，美国科学家先行一步，早在上世纪90年代末就开始提出建设海底科学观测网的概念与框架。而我国是在2005年，在同济大学海洋学院汪品先院士的大力倡导下，组织国内多领域专家启动了海底科学观测网的基础研究工作。
12年来，同济大学在国家863计划等科研项目的支持下，已经培养出了我国第一批海底科学观测网领域的工程技术科研人员，形成了一个新的学科,建成我国首个领海基线外海洋海底综合科学观测网实验平台、研发了无线水声通信传输方案并首次实现了深海远程输能通信和深海数据的实时化传输等关键性技术。目前，我国已初步形成涵盖岸基海洋观测系统、离岸海洋观测系统，以及大洋和极地观测的海洋观测网基本框架，在海洋防灾减灾、科学研究等领域中发挥了重要作用。
据上海亨通海洋装备有限公司总经理许人东介绍，事实上，由于我国在前期研究与建设上，起步较晚、投入不足，就海洋观测网的空间布局、观测手段、基础设施、技术保障、运行机制而言，目前与发达国家相比尚存较大差距，还不能完全满足海洋事业快速发展的要求。尤其是缺乏在深海建设海底科学观测网方面的研究与实战经验。
建设一“网”观测到底有多难
正在参与建设全国海洋观测网项目的亨通海洋运营副总经理孙贵林透露，全国海洋观测网由基本海洋观测网和专业海洋观测网组成。其中，基本海洋观测网包括国家基本海洋观测网和地方基本海洋观测网。未来海洋观测网的覆盖范围包括我国近岸、近海和中远海，以及全球大洋和极地重点区域，按岸基、离岸、大洋和极地分布。目前，该项目正处于可行性研究报告编制阶段。
↑海底观测网仪器观测平台
然而，在专家们看来，不同的海域、海底、海沟等，都有着不同的特性。建设国家海底科学观测网，是一个复杂的系统工程，建设难度很大，需联合多学科海洋科研力量参与，共同来解决从基础研究到实际应用的关键性问题，方才能够达到建设的目标，真正实现我国海洋观测网的“弯道超车”。
“就拿未来海洋观测网应用到海洋防灾减灾、海洋经济发展来讲，所需采集的数据包含岩盐度、温度、深度、湿度、浊度、叶绿素、溶解氧、硝酸盐、流速等，只有采集到这些重要数据，才能真正深入理解深海观测的运行机理，了解不同的海域、海底、沉积物界面、海水水层、海气界面的环境海沟，科学合理地来进行科学研究与开发。其次，海洋环境是一个腐蚀性很强的复杂的灾害环境，各种材料在海洋环境中极易发生劣化破坏。复杂的深海环境更加凸显了水下设施选材及腐蚀控制的重要性。”许人东说。
推动深海观测科技走向产业化
在建设国家海底科学观测网上面临着不小的困难现实下，我国如何建成以国家基本观测网为骨干、地方基本观测网和其他行业专业观测网为补充的海洋综合观测网络？
相关专家介绍，建设海洋观测网主要包括4项主要任务：强化岸基观测能力，包括加强岸基海洋观测站(点)、岸基雷达站、海啸预警观测台建设；提升离岸观测能力，包括浮(潜)标、标准断面调查、海上观测平台、海上志愿观测平台和志愿观测船、海底观测系统、卫星观测系统的设置和运行；开展大洋和极地观测；建设综合保障系统。
记者在采访中欣喜看到，随着人类对海洋资源开发和利用的逐步深入，以及物联网、大数据、云计算等新技术的快速发展，海洋开发的规模不断地扩大。在如此背景下，一大批科技院所组成联合体，开展海洋观测网深层次的研究与开发，一些有技术、有资本、有实力的企业也加入到建设国家海底科学观测网的事业中来。
同济大学作为我国最早提出、推动并开展海底观测网研究的科研单位，在上海临港海洋高新园区，初步建成了从海底观测网基础材料研究到海底观测网测试的基地，并通过前期联合创新在海底观测的接驳技术、信息传输技术、控制技术、工程应用等方面积累了丰富的经验，相关技术已达到国际先进水平。其中，海底观测网测试水深最高可达9000米，能够满足各型水下观测网的测试要求。
今年6月，同济大学海底观测基地与江苏亨通集团战略合作，双方在上海临港海洋高新园区成立亨通海洋装备有限公司，充分整合同济大学科研实力和亨通在工程化、产业化和市场营销网络方面的优势，重点推动深海观测科技走向产业化。
“亨通海装近期发展科学观测网、专用观测网、军用观测网及民用观测网，探索海底观测网总包工程服务；远期将发展海洋大数据服务，打造一体化的海洋光网产业链。”孙贵林说，为了验证前期所研发海底观测网的关键技术与装备，同济大学、江苏亨通集团将率先把观测网应用于太湖环境监测，进行各种不同水环境的测试，实现从江河湖泊逐步走向海洋，为我国海底科学观测网建设提供示范。(新华社记者过国忠雷志华)
责任编辑：王平
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