2024年10月24日，海洋合作發(fā)展論壇在青島盛大開(kāi)幕。論壇期間，基于聯(lián)合國(guó)“海洋十年”“海洋與氣候無(wú)縫預(yù)報(bào)系統(tǒng)（OSF）”國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃與自然資源部第一海洋研究聯(lián)合創(chuàng)建的“海洋之神”早期預(yù)警通用系統(tǒng)正式對(duì)國(guó)際發(fā)布?！昂Ｑ笾瘛笔窃撓到y(tǒng)的英文縮寫(xiě)，也包含“海洋之神”保護(hù)全人類(lèi)的美好愿望；早期預(yù)警表示該系統(tǒng)將通過(guò)無(wú)縫預(yù)報(bào)核心科技實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)的時(shí)效更長(zhǎng)；通用表示該系統(tǒng)將覆蓋海洋、臺(tái)風(fēng)和氣候等的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，同時(shí)該系統(tǒng)將通過(guò)眾多國(guó)家的共同努力，實(shí)現(xiàn)海洋與氣候的藍(lán)色防災(zāi)減災(zāi)能力的提升。

“海洋之神”系統(tǒng)當(dāng)前涵蓋全球海洋數(shù)值預(yù)報(bào)、海洋珊瑚礁白化預(yù)警、海上搜救預(yù)報(bào)和海上溢油應(yīng)對(duì)等四大子系統(tǒng)，未來(lái)還將陸續(xù)推出臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測(cè)子系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于我國(guó)核心科技突破，通過(guò)聯(lián)合國(guó)“海洋十年”為全球提供的高質(zhì)量科技公共服務(wù)產(chǎn)品，是“海洋十年”全球海洋治理七大預(yù)期成果之一“可預(yù)測(cè)的海洋”的核心載體。

在全球氣候變化備受?chē)?guó)際社會(huì)關(guān)注的背景下，海洋和氣候極端事件的預(yù)測(cè)評(píng)估已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。模式是進(jìn)行海洋和氣候極端事件預(yù)測(cè)評(píng)估的核心科學(xué)工具，代表著國(guó)際科技的最前沿，其發(fā)展水平直接反映了一個(gè)國(guó)家地球科學(xué)乃至綜合科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)力。

隨著人們對(duì)海洋資源的開(kāi)發(fā)利用日益深化，海洋數(shù)值預(yù)報(bào)的重要性愈發(fā)凸顯。它不僅能預(yù)警珊瑚礁白化以保護(hù)海洋生態(tài)健康，為漁民提供漁業(yè)資源分布預(yù)測(cè)，被用于優(yōu)化國(guó)際貿(mào)易航線，確保航運(yùn)安全，還能為海洋溢油、海難事故搜救提供準(zhǔn)確的靶區(qū)等等。在海洋可再生能源開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)、海上災(zāi)害預(yù)警、海上突發(fā)事件應(yīng)對(duì)等方面，海洋數(shù)值預(yù)報(bào)也發(fā)揮著不可或缺的作用。因此，提升海洋數(shù)值預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性、時(shí)效性，對(duì)于合理開(kāi)發(fā)海洋資源、保障海上安全及推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

自然資源部第一海洋研究所喬方利研究員在聯(lián)合國(guó)“海洋十年”框架下，聯(lián)合50余個(gè)國(guó)家的專(zhuān)家學(xué)者，共同發(fā)起了“海洋與氣候無(wú)縫預(yù)報(bào)系統(tǒng)（OSF）”國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃。作為該計(jì)劃的首席科學(xué)家，他帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)原創(chuàng)建立了浪致混合理論，揭示了海浪在海氣熱量和動(dòng)量通量中的關(guān)鍵作用，該理論被國(guó)際學(xué)術(shù)界譽(yù)為“喬理論”?；诖?，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了海浪-潮流-環(huán)流耦合數(shù)值模式、大氣-海浪-海洋耦合的臺(tái)風(fēng)模式，以及包含海浪的氣候模式，這些模式顯著提升了海洋、臺(tái)風(fēng)和氣候的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)能力。此后，科研團(tuán)隊(duì)又取得了系列技術(shù)突破，建立了高效并行集合卡曼濾波同化系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)了多源海洋觀測(cè)資料的同化，顯著提高了數(shù)據(jù)處理的效率和預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還提出了非規(guī)則類(lèi)矩形剖分高效并行算法，該算法在大規(guī)模計(jì)算條件下實(shí)現(xiàn)了模式的負(fù)載近絕對(duì)均衡，提升了系統(tǒng)的運(yùn)算效率。在攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù)難題后，實(shí)現(xiàn)了多源觀測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)匯集、業(yè)務(wù)化系統(tǒng)綜合運(yùn)控、預(yù)報(bào)結(jié)果自動(dòng)化后處理以及預(yù)報(bào)產(chǎn)品傳輸與發(fā)布等，科研團(tuán)隊(duì)最終成功建立了全球高分辨率海浪-潮流-環(huán)流耦合預(yù)報(bào)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的建立，顯著提升了海洋環(huán)境的預(yù)報(bào)精度，標(biāo)志著我國(guó)在海洋數(shù)值預(yù)報(bào)領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，為全球海洋防災(zāi)減災(zāi)提供了有力的科技支持。

面對(duì)全球珊瑚礁白化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了珊瑚礁白化環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)綜合多種環(huán)境參數(shù)，構(gòu)建了珊瑚礁白化的綜合預(yù)警指標(biāo)，為全球海洋珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。

以海洋預(yù)報(bào)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了海上搜救服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能針對(duì)各類(lèi)海上搜救事件進(jìn)行搜救“靶區(qū)”預(yù)測(cè)，并結(jié)合海洋環(huán)境預(yù)報(bào)為搜救提供精準(zhǔn)支持。該系統(tǒng)的原型版本已在多次搜救行動(dòng)中成功應(yīng)用，如2018年泰國(guó)普吉島沉船事件和2021年柬埔寨海域的搜救工作，其預(yù)報(bào)性能得到了實(shí)測(cè)的反復(fù)驗(yàn)證。

此外，海上溢油應(yīng)對(duì)系統(tǒng)也是“海洋之神”早期預(yù)警通用系統(tǒng)的重要組成部分。該系統(tǒng)能夠模擬預(yù)測(cè)各類(lèi)海上溢油在海洋中的漂移擴(kuò)散與形態(tài)轉(zhuǎn)化，為溢油事件的處置和影響評(píng)估提供核心科技依據(jù)。在多次海洋溢油事件中，該系統(tǒng)都發(fā)揮了關(guān)鍵支撐作用。

本次發(fā)布的“海洋之神”系統(tǒng)是OSF國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃成功實(shí)施的階段性標(biāo)志性成果，將有效支撐聯(lián)合國(guó)“海洋十年”預(yù)期成果的實(shí)現(xiàn)。未來(lái)，系統(tǒng)將繼續(xù)完善并推出更加豐富的子系統(tǒng)，通過(guò)原創(chuàng)科技持續(xù)為世界提供高水平科技公共服務(wù)產(chǎn)品，為全球海洋治理貢獻(xiàn)中國(guó)智慧和方案。