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欧洲海洋局政策简报《展望未来V:海洋十年的建议》

代表193个国家的联合国大会宣布,2021-2030年为“海洋科学促进可持续发展十年”。该十年旨在确保海洋科学支持和指导2030年可持续发展议程,包括其17项可持续发展目标,特别是第14号可持续发展目标,即水下生命。联合国所有成员国在2015年通过了可持续发展目标,其实施是“地平线欧洲”(Horizon Europe)的主要目标之一。“地平线欧洲”是欧盟即将推出的研究与创新框架计划(2021-2027)。 十年是确保我们在改善海洋生态健康的同时继续受益于海洋的机会。十年规划了六项社会目标:清洁的海洋、可持续收获的海洋、安全的海洋、健康的海洋、可预测的海洋和透明的海洋。欧洲海洋局旗舰出版物《展望未来V》(NFV)的建议全面解决了这六个社会目标。NFV提供了对海洋科学的整体看法,并建议与所有利益相关者一起制定新的研究议程,以可持续的治理作为其核心。报告针对今后十年提出了一个以解决方案为导向的跨学科研究议程。本政策概要强调了十年的社会成果与NFV的五个实质性科学章节之间的密切一致性和重叠,突出了我们面临的全球可持续性挑战的跨学科和相互关联的性质。 1、清洁的海洋 到2050年,人口预计将增长到近100亿,再加上消费主义和国际贸易的增长,这都意味着更多的污染。海洋污染物包括大气中的二氧化碳,导致海洋变暖、海洋酸化和海平面上升,每一种都有其各自的连锁反应。农业径流导致富营养化(初级产量增加),并导致海洋缺氧。许多有毒化学物质通过未经处理的废水进入海洋,入侵的海洋物种和塑料污染广泛存在。所有海洋污染物、它们的协同作用及其带来的风险都需要加以量化和尽量减少。 NFV建议: ?在四维海洋的背景下,使用生态系统方法评估污染物的影响。即一个三维的,相互联系的系统,随时间而变化。 ?使用统一的框架确定多种污染物和其他压力源(如过度开发鱼类资源和栖息地丧失)的累积效应和相互作用。 ?评估压力对物种间相互作用及其进化反应的影响,以确定对生态系统健康的影响。 ?开发新的技术来测量新的污染物。 ?开发新的数据产品,以识别海洋污染的长期趋势。 ?将多应力试验和持续观测与多应力模型相结合,为生态临界点制定预警指标,并在已有指标的地方实施这些指标。超越临界点意味着将发生大规模的生态变化,从而限制最佳生态系统功能和生态系统服务。 ?采用跨学科的可持续发展科学,使所有利益相关者之间能够进行清晰的对话,并了解导致污染的人类活动背后的社会经济驱动力。这应促使采取管理行动,促进循环利用,改善废物和废水管理,并鼓励更可持续的生产和消费模式。 2、可持续收获的海洋 可持续收获的海洋资源可用于食品和其他行业,包括生物技术和能源。目前我们从海洋中获得2%的蛋白质,到2030年可能会增加一倍多,达到4-5%,这将给海洋环境带来更大的压力。为了实现真正可持续的海洋经济,决策者和利益相关者需要知道海洋产业可以在哪些安全、可持续的阈值范围内运作。 NFV建议: ?提高对四维海洋中空间和时间环境过程之间的相互作用、依赖关系和连接性的认识。 ?采用以生态系统为基础的管理架构,包括生物多样性分布和生态系统功能的连贯空间单元(例如,物种产卵、幼虫漂流或主要食物来源生活的地区),以及海洋保护区等管理措施。 ?调查多种压力源对渔业和水产养殖的累积影响,包括气候变化(变暖、酸化、海平面上升)、富营养化、脱氧、能源生产、矿物开采和旅游业的影响。 ?从生态系统的角度和在其他压力因素的背景下,增进对收获海洋资源的环境和经济后果的理解。 ?提高对极端事件(如热浪和严冬)的理解和预测,这些极端事件会影响重要商业物种的生理和运动。 ?加强监测和管理工具,以评估收获海洋资源的成本和效益。 ?使用持续的观察和跨学科方法中的多应激源模型来确定生态临界点。 3、安全的海洋 沿海社区正呈指数级增长,并且越来越容易受到自然海洋灾害(例如风暴潮、海洋热浪、有害藻华、气象海啸)以及海洋地质灾害(包括海底地震、滑坡、火山喷发及其引发海啸)的影响。这些可能会给当地和全球造成灾难性的后果。气候变化将加剧海洋灾害,提高预测极端气候的能力对于最大限度地减少其影响至关重要。 NFV建议: ?研究海洋地质灾害的诱发因素、特征、概率以及对局部、区域和全球的影响。 ?研究频繁出现在大气压力变化中的气象海啸。 ?提高对气候变化和天气对海洋灾害影响的理解,区分自然和人为原因。 ?研究极端事件对生态系统恢复力、海洋生物多样性、生态系统服务及其社会经济影响的影响,为蓝色经济建设一个安全的运行空间。 ?在海洋灾害影响分析中包含多个相互作用的压力源,以获得整体的理解。 ?开发一个综合的多危害预警系统。这就需要加强长期观测和监测海洋在空间和时间上的危害,以便作出更好的预测。 ?开发先进的观测系统仿真实验,选择海洋和海岸的关键区域进行监测,以及监测的频率。 ?利用统计方法将极端事件纳入模型,以解释其发生的低概率。 ?在适应和缓解策略的设计中采用可持续性科学,如海防、更好的城市规划和更有弹性的建设。 ?发展与极端事件预测相关的更佳海洋知识,这将有助于社区的准备和意识。 4、健康和可持续的海洋 一个健康和可持续的海洋需要对海洋生态系统进行定位和保护,维护海洋生物多样性,并衡量和减少多种压力源的影响。我们需要更全面地了解海洋生物多样性的功能及其经济和社会价值,以便制定更好的基于生态系统的管理办法,包括海洋空间规划和海洋保护区。 NFV建议: ?包括海洋在可持续海洋管理中的四维结构和功能。 ?开发一个关于海洋连通性的跨学科研究项目,以理解物理、化学、生物和地质海洋与人类之间的联系。 ?研究气候变化对连接的海洋随时间的影响(高度相关的第四维度)。 ?测量多种相互作用和累积压力对海洋生态系统结构和功能的影响,考虑生物反应,包括物种相互作用的变化和对气候变化的适应。 ?研究极端事件对海洋生物多样性、生态系统功能和生态系统恢复力的影响,以便更好地预测和管理影响。 ?用新技术升级观测系统,观察生物多样性和生态系统功能。这将产生更好的模型来改进对未来场景的预测,并为管理决策提供信息。 ?开发基本海洋变量的可持续测量,包括物理、生物地球化学、生物和生态系统变量。 ?评估生物数据的质量,加强生物多样性课程。 5、可预测的海洋 为了改善气候预测,减轻风暴、海洋灾害和洪水的影响,维持健康的渔业,保护海洋生态系统,加强对有效航线的决策,需要一个精确的地图、良好的观察和更好的预测海洋。改进的预测需要基于精确观测的场景构建。卫星、船舶、浮标和机器人测量以及监测海洋的物理、化学和一些生物变量。尤其需要在绘制和观察深海、海洋生物多样性以及研究海洋灾害和极端事件方面取得进展。 NFV建议: ?开发一套跨学科的模型,可用于多个压力源、接近临界点和极端事件的预警系统。这些模型应该包括海洋物理学、生物学、地质学、生物地球化学和社会经济学,以及随时间的变化,以及导致意外事件的不确定性和未知性。 ?改进数据和基础设施支持,以共享标准计算机代码和开发高性能计算集群。 ?通过更好的全球观测网络参数化模型。这就需要不断开发下一代多传感器观测技术,包括自动化、机器人、微型化、本地数据处理和DNA测序。 ?将新技术整合到海洋物联网网络中,利用机器学习、人工智能和云计算实时提供和处理数据。这应该包括自适应抽样,即根据实时信息改变抽样的位置和频率。 ?开发一种商业模式,以确保可持续的海洋观测,提供长期的海洋数据,这些数据应该被视为一种公共产品和必要的公用事业,以保证我们的安全。这将改善对四维海洋、多重压力源和海洋灾害的评估。 ?利用可持续性科学,更好地将持续的海洋观测、数据收集和预测纳入基于证据的决策和基于生态系统的管理。 6、透明可及的海洋 新技术和数字革命将使海洋更容易进入,并将改变海洋科学。需要向所有海洋利益攸关方提供海洋数据和信息,以改变它们的科学和技术能力,使它们能够作出明智的决定并改进海洋参与。 NFV建议: ?建立从传感器和平台到终端用户的数据价值链。 ?将来自不同来源的数据集成到通用平台中,这些平台中的数据是可查找、可访问、可互操作和可重用的(公平的)。 ?为海洋数据采集、存储和共享建立多方利益相关者的伙伴关系。 ?开发一个可以上传数据的通用虚拟现实界面,让公众可以实时探索和查看所有关于海洋的信息。 ?实施可持续性科学,以增加利益相关者在共享和可视化海洋信息方面的参与。 ?通过建立可持续发展科学论坛加速技术转让。 (於维樱编译)

2019-12-27  (点击量:330)

美国国会议员提出立法以建立沿海气候卓越中心

11月14日,美国国会议员Jimmy Panetta(D-CA-20)提出两党立法,在沿海高等教育机构建立国家卓越中心。 《海岸恢复力研究和教育法》(Coastal Resilience Research and Education Act)规定国家海洋和大气管理局(NOAA)有权指定公立大学和学院为国家海岸恢复力研究和教育卓越中心。这种指定承认高等教育机构在以适应和缓解气候变化为重点的研究和教育方面显示出国家领导地位,并正式与联邦机构建立合作和伙伴关系。这些关系确保基于科学的研究、信息和政策建议将有效地与联邦政府共享。 该法案由国会议员Michael Waltz(R-FL-06)、国会议员Harley Rouda(D-CA-48)、国会议员Salud Carbajal(D-CA-24)、国会议员Steven Palazzo(R-MS-04)、国会议员Tom Suozzi(D-NY-03)、国会女议员Anna Eshoo(D-CA-18)和国会议员Cedric Richmond(D-LA-02)共同发起。 “我们的中部沿海社区越来越容易受到气候变化的影响,气候变化威胁着我们的国家安全、经济和环境。”“沿海高校正在推进前沿研发,我提议的立法将改善沿海地区恢复力的协调性,同时推进了气候科学研究和教育,使我们的国家走向更可持续的未来。”国会议员Panetta说。 “佛罗里达人民知道沿海洪水和海滩侵蚀对我们社区的影响。为了保护我们的海岸和生活方式,我们必须利用公立大学的研究来规划一个有弹性的未来。弗罗里达州专注于恢复能力,并将从该法案授权的伙伴关系中获益。”国会议员Waltz说。 “在整个美国和密西西比州,我们的公立学院和大学提供关于我们海岸线的关键研究成果。该法案允许指定这些机构作为国家卓越中心,并为关注沿海地区恢复力的联邦机构提供专家建议和指导。重要的是,建立这些伙伴关系,并利用现有的研究,将进一步增进我们对美国海岸线的认识。”国会议员Palazzo说。 “海平面上升和气候变化对美国人口和经济集中的海岸线的其他影响已经成为重大的全国性问题,每年造成数十亿美元的损失。利用在这些领域有实力的大学的专业知识,将是向联邦政府传递信息和指导的有效机制,联邦政府必须就海平面上升、沿海洪水和海岸线侵蚀的危害做出定期决定。”加州大学圣克鲁斯分校地球与行星科学杰出教授Santa Cruz说。 加州州立大学蒙特利湾分校(CSUMB)校长Eduardo Ochoa表示:“CSUMB是加州州立大学系统中最大的海洋科学本科教育项目,是一个推动海岸恢复力研究生和本科生研究的机构。我们对Panetta议员的立法充满热情,并期待其通过。” “海洋调节着我们这个星球的天气和气候系统,给我们提供海产品,缓冲风暴的破坏力量,并支持我们的经济。气候变化威胁到所有的这些重要服务功能,沿海社区需要能够帮助它们减轻并适应气候变化已经开始带来的诸多影响的工具。这项法案支持我们的公立高等学校通过提供关键的研究和创新的气候解决方案,帮助沿海社区建立应对气候变化的恢复力。”蒙特利湾水族馆首席保护和科学干事Margaret Spring说。 “我们的国家依赖我们的海岸。富有弹性的海岸线不仅对数百万称其为家园的人很重要,且对依赖我国港口进行商业活动的数亿人也很重要,对我们军事基础设施的安全保障、沿海蓝色经济的繁荣发展也很重要。感谢国会议员Panetta提出的立法,该法案将确定沿海弹性研究和教育方面的国家卓越中心,为我们的联邦机构在这些不断变化的水域中航行提供指导和建议。我还赞赏该法案对高等院校之间以及这些公立大学与政府之间伙伴关系的关注。提高我们对海洋认识的最佳途径是通过所有海洋部门之间的伙伴关系和合作,这对应对和减轻海平面上升、沿海洪灾和海岸线侵蚀等问题至关重要。该法案强调了三个计划:长期的国家海洋合作计划(longstanding National Oceanographic Partnership Program)和国家海洋资助学院计划(National Sea Grant College Program),以及美国NSF更新的海岸线和人类倡议(Coastlines and People initiative)。”海洋领导联盟主席兼首席执行官、海军少将(Ret.)Jonathan White说。 (王秀娟编译)

2019-12-27  (点击量:271)

美国2021财年联邦研发预算提案审查

3月2日,美国众议院科学太空与技术委员会举行了一场题为“政府对2021财年联邦研究与开发预算提案的审查”听证会。白宫科学技术政策办公室(OSTP)主任Kelvin Droegemeier博士介绍了2021财年的首要任务:人工智能(AI)、量子信息科学、5G/先进通信、生物技术和先进技术制造业。他还谈到了委员会成员对气候和海洋研究经费、外国对美国研究的干预以及削减各机构的科学、技术、工程和数学(STEM)教育预算的担忧。 几位民主党议员认为,政府对气候和海洋计划的预算要求与应对气候变化的行动要求不一致,称这些举措在2021财年应比在2020财年获得更多的资金,而不是更少。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)、环境保护局(EPA)、能源部(DOE)等机构的预算被大幅度削减,令他们感到困扰。他们认为,拟议的减排量不足以为数据收集提供足够的资金,无法适当地为气候变化政策方法提供依据,主张进一步研究气候变化对区域和地方的影响以及改进气候变化模型。 两党成员想了解政府如何解决外国干预美国研究的最新问题,特别是由中国政府资助的科学家,以及研究界将如何平衡自由和开放的知识共享并保护美国资产。两党关注的另一个关键点是教育和多样性。一些成员认为2021财年的要求与白宫的2018年STEM教育战略计划不一致,该战略计划旨在提高STEM素养,培养STEM员工队伍并扩大对STEM的参与。相反,提议取消了许多有助于为2021财年预算中优先考虑的行业准备和培养劳动力的培训和教育计划。 后续国会拨款方将继续听取行政官员的预算需求。Droegemeier博士说:“我认为,美国的研发投资、战略和政策必须反映和应对国家面临的紧迫机遇和挑战,并利用我们掌握的一切工具、资产和竞争优势。联邦资助的研发项目仍然是发现、创新和教育的重要组成部分。” Eddie Bernice Johnson主席强调:“此次提案审查向我们的国际竞争对手以及我们自己的年轻学生和研究人员传达了一个信息,即我们并没有认真地维持我们在科学和技术领域的领导地位。虽然表面上预算削减是出于预算紧缩的名义提出的,但实际上,似乎是受到一种意识形态的驱使,这种意识形态试图破坏对科学和科学家的信仰并贬低科学界的专业知识。 委员Frank Lucas提到,此次总统2021财年预算要求确保美国在人工智能、量子信息科学以及太空探索等优先领域的领导地位,国会面临的挑战是确定资金优先顺序,确保美国在平衡政府预算的同时保持科技领先地位。美国在科技方面的优势对我们的经济竞争力、国家安全至关重要。 (傅圆圆编译)

2020-03-27  (点击量:7)

《2019年NOAA科学报告》发布,总结年度重大研究成果

2月底,最新发布的《2019年美国NOAA科学报告》强调了其在发现以前从未见过的深海珊瑚栖息地、将机器学习应用于恶劣天气预警和鱼类调查、升级美国的全球天气预报模型等一系列最新科研成果。这份报告强调了NOAA在海洋、天气、五大湖和大气方面的重要研究成果,以及在保护人民生命和财产、支持国家经济和加强国家安全方面的成就。 《美国NOAA科学报告》解释了投资于科技研发的原因。NOAA不仅对包括NOAA实验室和科学中心在内的内部研究和发展进行投资,还对大学、产业和其他研究机构的合作伙伴的外部研究进行资助。NOAA的研究和发展满足了社区的需要,并提升了公民基本科学认识。该报告还举例说明了NOAA如何实现实验工具和技术转化,以便科学家、预测人员、资源管理人员等使用。 报告涵盖了NOAA的全部研究任务,包括64个NOAA研究和发展的代表成就案例,主要包括三个方面: 一、减少有害天气和其他环境现象的社会影响方面:改进太空天气预报,为宇航员探测做好准备;通过改进龙卷风时间和路径预测来拯救更多的生命和财产;利用NOAA的新卫星数据预测大湖区的严重暴风雪;整合先进的高性能计算,改善飓风和其他高影响事件的预测;改善北美热浪预报。 二、海洋和沿海资源的可持续利用和管理方面:开发监测有害藻华的新工具;开发用于水产养殖选址的新工具;发布依赖旅游业的社区海洋垃圾的经济影响信息;利用无人机绘制海岸线和近岸水域地图。 三、强大而有效的研究和发展事业方面:美国Argo项目为了解和预测气候变化提供全球海洋观测信息;综合卫星信息提高了飓风预报能力;地球预报创新中心支持社区建模,改进州天气和气候模型;改进溢油建模和响应;利用大数据研究海洋渔业。 NOAA引领了联邦天气、海洋学、海洋和淡水生物学以及渔业领域的研究发展。2011年至2018年间,NOAA撰写或合作撰写了15686份出版物,其中超过90%的文章曾被引用。报告还概述了其优秀的科学工作者团队,强调了NOAA工作人员的创造性和活力,以及NOAA在加强多样性和包容性以及关注教育战略方面的努力。 (李桂菊编译)

2020-03-28  (点击量:6)

“海哨兵”波浪滑翔器顺利完成菲律宾海与中国南海台风观测

近日,由海洋试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室孙秀军教授团队自主研发的“海哨兵”波浪滑翔器在菲律宾海以及中国南海完成了为期110天航程3884公里的连续航行,顺利结束海上试验任务,成功获取了“白鹿”、“玲玲”和“米娜”等3个台风期间的气象水文数据。 台风强度的精准预报依赖我们对台风过程下的海气交换的深入认知。然而,目前受限于传统的海上观测技术,台风状况下的海洋-大气要素变化特征和机制一直缺乏大量的现场观测作为支撑,制约了我们对高海况下海气相互作用的认识。 在海洋试点国家实验室“问海计划”项目“波浪滑翔器海气通量观测技术开发与应用”的支持下,“海哨兵”波浪滑翔器通过集成超声波微型气象站、水面温度等传感器,在菲律宾海以及中国南海完成了为期110天航程3884公里的连续航行,期间获取了“白鹿”、“玲玲”和“米娜”等3个台风期间的气象水文数据,为科学家深度挖掘台风状态下的海洋和大气变化特征提供了第一手宝贵资料。 本次试验中,“海哨兵”波浪滑翔器不间断运行110天连续航程3884公里,平均速度近1节,试验过程设备运行状态稳定,期间经历了三次台风过境,进一步验证了“海哨兵”波浪滑翔器在极端海况下的生存能力。观测数据显示“白鹿”、“玲玲”和“米娜”台风经过时的海面风速明显增强,“海哨兵”采集最大风速分别为16.8m/s、16.4m/s和14.1m/s,随着台风靠近,观测气压明显降低,并在气压地低值区海洋和大气均显著降温。初步的观测表明,“海哨兵”在以上三个台风期间所获取的气温、气压、风速、风向、海表温度等数据具有较高的可信度,能有效地为台风机理研究和台风预报提供可靠的观测支撑。

2020-03-21  (点击量:672)

研究发现珊瑚礁栖息地可能会在2100年接近消亡

根据2020年海洋科学会议上发表的最新研究,到2100年,海面温度升高和海水酸化可能会导致几乎所有现有的珊瑚礁栖息地消失,这表明珊瑚礁修复项目可能会面临严峻挑战。 科学家预测,由于气候变化和污染,未来20年70%至90%的珊瑚礁将消失。一些团体正试图通过将实验室生长的活珊瑚移植到垂死的珊瑚礁上来遏制这种下降。他们提出,新的年轻珊瑚将促进珊瑚礁恢复健康状态。初步发现表明,海面温度和酸度是确定某个地点是否适合恢复的最重要因素。夏威夷大学马诺阿分校的生物地理学家Renee Setter认为,2100年的形势会相当严峻。 研究结果突显了地球变暖气候将对海洋生物造成的破坏性影响。尽管污染对海洋生物构成了无数威胁,但最新研究表明,珊瑚受到环境排放驱动变化的威胁最大。Setter提到,我们需要继续努力清理海滩从而设法消除污染。但归根结底,为保护珊瑚并避免复杂的压力源,我们真正需要倡导应对气候变化。 在这项新研究中,Setter和她的同事们绘制了未来几十年海洋中哪些区域适合进行珊瑚修复工作。研究人员模拟了海洋环境条件,例如海面温度、波能、水的酸度、污染和珊瑚礁现存地区的过度捕捞。为了考虑到污染和过度捕捞,研究人员考虑了人口密度和土地覆盖面积,以预测将有多少废物释放到周围水域中。 研究人员发现,到2045年,如今存在珊瑚礁的大部分地区将不再是适合珊瑚的栖息地,随着研究模拟扩展到2100年,情况进一步恶化。 温度上升和海洋酸化是导致珊瑚栖息地减少的主要原因。Setter表示,预计人类污染的增加只会对未来消除珊瑚礁栖息地产生微不足道的影响,因为人类已经对珊瑚礁造成了如此广泛的破坏,所以没有多少地方可以受到影响。 (傅圆圆编译)

2020-03-13  (点击量:1750)

珊瑚的共生群落可预测其抵抗气候胁迫的能力

研究人员发现了一种可以识别能够承受一定程度气候变化的“超级珊瑚”的工具。“我们也许可以利用藻类团队的特性来识别珊瑚群落,以便集中精力进行保护或恢复,”莱斯大学海洋生物学家、珊瑚礁研究员Adrienne Correa说。 在这项研究中,研究人员从大堡礁(Great Barrier Reef)采集了珊瑚样本,并使用独立容器来比较它们对海洋温度上升、酸度增加和细菌感染的反应。通过观察珊瑚体内的共生藻(zooxanthellae),发现了一个有趣的现象:拥有更多相似藻群的珊瑚在压力下生存得更好。研究人员认为:“这个项目的独特之处在于,我们研究了整个共生藻类群落与这些珊瑚群落的抗压能力之间的关系。”“这就像通过一支球队所有球员的表现一起预测他们下个赛季的表现一样。个人才华固然重要,但团队协作也同样重要。” 为了维持珊瑚的生存状态,虫黄藻将阳光转化为食物,为宿主提供食物。它们还赋予珊瑚礁鲜明的色彩。一个单独的珊瑚群落可能是这些鞭毛藻等不同物种的栖息地。虽然它们在显微镜下看起来是一样的,但通过DNA分析可以发现它们之间的区别。在发表的研究成果中,研究人员也展示了这种共生群落的多样性是如何来预测珊瑚的应激反应。 (刘思青编译)

2020-03-01  (点击量:122)

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