海洋監(jiān)測儀器裝備是關(guān)心海洋、認識海洋、經(jīng)略海洋的基礎(chǔ)保障和重要前提，雖然我國海洋監(jiān)測儀器裝備技術(shù)水平與業(yè)務(wù)化應(yīng)用近年來進步顯著，但相比海洋發(fā)達國家仍在“卡脖子”技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備研制方面存在一定差距。本文從全球海洋立體觀測網(wǎng)、國家近海業(yè)務(wù)化觀測系統(tǒng)、海洋環(huán)境監(jiān)測探測技術(shù)與核心裝備3個層面著手，辨識并剖析了我國海洋監(jiān)測儀器裝備的發(fā)展需求，梳理了我國海洋監(jiān)測儀器裝備發(fā)展現(xiàn)狀。

我國海洋監(jiān)測儀器裝備發(fā)展現(xiàn)狀

01 海洋立體觀測體系建設(shè)

著眼海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋開發(fā)、海洋管控、氣候變化研究等需求，建設(shè)全球海洋立體觀測網(wǎng)，是實現(xiàn)海洋強國的必經(jīng)之路。

“十三五”時期，我國將全球海洋立體觀測網(wǎng)列為重大工程，自主發(fā)展由HY-1B、HY-1C、HY-1D、HY-2B、HY-2C、HY-2D、中法海洋衛(wèi)星7個星座組成，覆蓋海洋水色、海洋動力、海洋監(jiān)視和監(jiān)測三大系列的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，逐步形成多種觀測技術(shù)優(yōu)化組合的全球海洋觀測與數(shù)據(jù)獲取能力。后續(xù)將開展國家海洋環(huán)境實時在線監(jiān)控系統(tǒng)、海外觀測站點建設(shè)，建成全球海洋立體觀測系統(tǒng)，保障海洋生態(tài)、洋流、氣象等觀測應(yīng)用。

在全球海洋觀測站點覆蓋方面，我國在西太平洋、東印度洋、南極、北極等海域部署觀測站點，初步開展全球重點海區(qū)觀測?！笆濉睍r期，我國積極整合國家海洋觀測能力，深度參與國際Argo計劃、熱帶太平洋觀測系統(tǒng)計劃，建設(shè)覆蓋太平洋臺風(fēng)活躍區(qū)、厄爾尼諾區(qū)等重點區(qū)域的長期觀測系統(tǒng)，成為國際海洋觀測的重要參與國。此外，我國參與建設(shè)國際島礁生態(tài)鏈和觀測系統(tǒng)，與21世紀海上絲綢之路沿線國家共建海洋觀測系統(tǒng)，提升對全球海洋預(yù)報觀測的貢獻度。

在全球海洋數(shù)據(jù)通信方面，隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球服務(wù)能力的形成，基于北斗衛(wèi)星通信的海上實時傳輸終端應(yīng)用趨于成熟。天通一號衛(wèi)星星座建設(shè)完畢，覆蓋太平洋、印度洋大部分海域，具備基本的數(shù)據(jù)通信能力。低軌通信衛(wèi)星星座有望在5~10年內(nèi)進入全面應(yīng)用?；谒曂ㄐ诺乃聼o線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究深入開展，試驗結(jié)果基本達到國外主流水平。藍綠光通信技術(shù)進入海上試驗階段，標志著無線光通信技術(shù)進入工程化應(yīng)用研究階段。

在海洋大數(shù)據(jù)管理方面，我國初步建成以氣象局、海洋局等機構(gòu)為主體的海洋立體觀測數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理平臺，但管理方式、數(shù)據(jù)標準、數(shù)據(jù)共享等有待協(xié)調(diào)統(tǒng)一。傳統(tǒng)海洋強國積極建設(shè)海洋數(shù)據(jù)管理及共享機制，海洋環(huán)境監(jiān)測規(guī)范及標準、海洋科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺較為完備，支撐了資料收集、組織、存儲、檢索、維護、共享工作有序展開;隨著國際海洋資源競爭加劇，各國間的數(shù)據(jù)資料趨向利益互換、協(xié)商交換的共享模式。相較之下，我國海洋大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用水平有待加強。

02 近海業(yè)務(wù)化觀測網(wǎng)

我國初步建立以衛(wèi)星遙感、海洋浮標、岸基臺站為核心，地波雷達、斷面調(diào)查、志愿船等手段為輔助的近海業(yè)務(wù)化觀測網(wǎng)，觀測參數(shù)包含氣象、水文、生態(tài)等環(huán)境參數(shù)，覆蓋渤海、黃海、東海、南海(近岸)等海洋區(qū)域。觀測參數(shù)、站位分布密度、長期連續(xù)性等基本滿足海洋業(yè)務(wù)化觀測需求，積累了大量資料數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理、管理模式、體系建設(shè)等方面形成系列標準和規(guī)范。

在海洋業(yè)務(wù)觀測網(wǎng)分布方面，根據(jù)《海洋技術(shù)進展2021》數(shù)據(jù)，在位海洋站觀測系統(tǒng)有330多個，海島(海上平臺)自動氣象站有310多個，強風(fēng)觀測站有200多個，船載自動氣象站有100多個，業(yè)務(wù)化錨系浮標有230多套，表層漂流浮標有200多套，Argo浮標有200多套，潛標有40多套。專業(yè)河口水文站、驗潮站、氣象站、雷達站等也有一定規(guī)模。國家海洋調(diào)查船隊常年調(diào)查的海洋標準斷面調(diào)查站位有100多個，海上志愿觀測船有數(shù)百艘。

“十四五”時期，圍繞海洋環(huán)境安全保障能力提升，重點發(fā)展海洋自主傳感器研制能力(如可移動觀測的海洋生物化學(xué)原位傳感器、電磁場傳感器、聲學(xué)智能探測儀)，高可靠智能固定觀測平臺技術(shù)(如高可靠性實時通信潛標、海氣交互大剖面綜合觀測浮標)，易布放式移動觀測平臺技術(shù)。開展海上試驗，促進新研傳感器、平臺、組網(wǎng)技術(shù)的規(guī)范化。構(gòu)建自主可控的南海觀測示范系統(tǒng)、西太平洋深?？茖W(xué)觀測網(wǎng)等，發(fā)展自主同化及預(yù)報技術(shù)，實現(xiàn)重點海區(qū)觀測水平、預(yù)報產(chǎn)品、預(yù)警能力的跨越式發(fā)展。開發(fā)海洋生態(tài)環(huán)境保護、治理、修復(fù)等共性關(guān)鍵技術(shù)，支撐海洋生態(tài)文明建設(shè)。

隨著觀測技術(shù)、傳感設(shè)備的發(fā)展，觀測需求的增加，新型傳感設(shè)備進入近海業(yè)務(wù)化觀測網(wǎng)成為常態(tài)，觀測參數(shù)不斷豐富、觀測精度不斷提高、覆蓋范圍不斷擴展。

03 自主化海洋環(huán)境探測技術(shù)裝備

1.海洋觀測平臺技術(shù)