一、欧洲的海洋观测系统
欧洲具有先进的海洋观测技术，其海洋观测系统的建设经验对我们有很好的借鉴意义。首先他们根据海洋经济的发展需要建设了局域海洋观测系统，之后为研究和解决海洋环境问题并发挥观测系统的系统效益，他们对现有观测系统进行了大规模的集成和二次开发，在此基础上建成了区域海洋观测系统，从而显著提升了为海洋科学研究和海洋经济发展服务的水平。对于这种高技术和高投入的海洋观测集成系统，欧盟在经费投入和组织协调方面发挥了重要作用。
⒈英国的CEFAS海洋观测系统
英国的全国海洋观测系统是由英国环境、渔业及水生物研究中心CEFAS)与英国气象局等单位合作建设的，最初的目的是为海洋渔业服务。CEFAS拥有波浪观测站14个，温度和盐度观测站38个，智能化生态监测浮标19个。在CEFAS网站上可以看到关于各种鱼群、鱼疾病以及鱼捕食的信息，可以看到英国海岸区域海浪、潮位以及生物化学信息。波浪观测系统是与国家气象局合作建立的，参数有：有效波高、波高最大值、波峰周期、平均波高、平均波周期、波扩展、温度、平均水位、风向和风速等。CEFAS系统具有以下特点：①高时间空间分频率取样；②物理、化学和生物多参数测量；③智能化保真取样；④现场校正；⑤卫星通信；⑥可根据客户需要制定监测项目。
⒉希腊的爱琴海监测和预报系统
该系统于1997年由希腊国家立项建设， 欧洲自由贸易联盟(EFTA)资助了85%的经费，其余部分由希腊国家经济部资助，由此建立起首期爱琴海监测和预报系统——海神Poseidon。系统建设由希腊Hellenic海洋研究中心的海洋研究所和Hellenic计算系统研究所承担。第二期将把监测预报系统从爱琴海扩展到地中海的大部分海域，扩建经费的75%仍由EFTA资助。
爱琴海监测和预报系统的最初工作目标集中于物理过程(大气状态、波浪、海流)的监测， 生物化学量的监测能力有限。后经补充，逐渐增强了监测能力。
图1中的符号·表示浮标位置，符号★是多参数M3A浮标系统的位置。实线是VOS航线， 虚线是比雷埃弗斯(Pireaus)至克里特(Crete)之间的航运观察船的大致位置。方块区域代表嵌套在海神和地中海预报系统中的海岸模型高分辨率区域。
图1 希腊爱琴海观测系统
⒊爱尔兰海监测系统
英国环保局、环境渔业水产科学中心、气象局、威尔士乡村协会、当地政府、应急服务部、健康与安全执行委员会，于2002年联手建立了爱尔兰海监测系统(Irish Sea monitoring system)，目的是通过有效且连续的监测和模拟，去理解沿岸海域对自然行为和人为行为所产生的反应，并检验海洋环境管理的有效性。
该系统把实时或近实时监测数据与模型相结合，形成了初步的业务化沿海预测系统(preoperational coastal prediction system)。该观测系统由高频雷达覆盖区、海洋雷达覆盖区、CTD监测阵、潮汐监测站、高频雷达站、主锚系和河水入海流量站等组成。观测的重点是暴雨、河流排放的变化、季节性变化及利物浦海域的富营养化。只要在它的网页上注册， 就可以得到该系统的相关数据。
⒋大西洋观测网
欧洲研究框架第五期(2002～2005年)投资建立了“欧洲多学科锚系时序大西洋观测网”(ANIMATE)，在CV、CIS、PAP和ESTOC等4个点建立的锚系观察站见图2所示。目前这套系统归属2008年研究框架第七期开展的欧洲9个深海观测站整合项目——EuroSITES。
图2 深海锚系观测站为研究二氧化碳
在气候变化中的特殊作用提供重要的信息
⒌地中海业务化海洋观测网
欧洲研究框架规划第五期开始支持区域整合项目——地中海业务化海洋网(MOON)的建设。该项目整合了以下系统：地中海志愿船观测系统，地中海Argo浮标，科里奥利观测系统，地中海Gloss系统，希腊的Poseidon系统，海表面温度、水色以及海面高度卫星遥感系统，克里特海、亚德里亚海以及利古里亚海的海上浮标系统，Puertos del Estado实时观测系统，地中海表面漂流观测系统。
目前MOON系统的预报产品有17个。
二、欧洲海洋观测系统的管理理念与模式
⒈以海洋观测系统支持海洋经济发展
海运和渔业是欧洲重要的经济支柱，而希腊的海运和英国的渔业最能代表欧洲传统产业。希腊是世界上最早进行造船和海上航行的国家之一，并至今保持着这种优势，按船舶载重吨位计算，希腊仍是世界第一航运大国(日本、挪威、中国分列第二、第三、第四位)，占世界总吨位的19%、西欧总吨位的55%。按拥有船舶数量计算，希腊排名世界第二(日本第一)。希腊船东占世界油轮市场份额达25%。大不列颠群岛的海洋水深和曲折的海岸线为渔业发展提供了良好的条件，因此，英国为欧盟中最大的渔业国之一，其主要品种捕捞量占欧盟的1/4。这就不难理解EFTA作为项目投资的主体，由希腊承担爱琴海观测网项目；英国全国海洋观测系统的主要承担者是英国农业部门。
⒉重视海洋观测系统技术装备的开发和系统运行的业务化管理
观测系统的有效和可靠运行离不开高质量的仪器设备。欧洲有世界上著名的海洋仪器设备供应商，其产品涉及浮标、潜标和滑翔器等观测平台和传感器、仪器。先进的技术、良好的工业基础和严谨的生产管理，保证了其产品的高质量。例如，挪威的Fugo OCEANCE公司生产的Seawatch浮标监测系统，可监测波浪、海流、气象、盐度、溶解氧、叶绿素和碳氢化合物等多种生态环境参数。由于系统功能齐全、性能可靠，已经在西班牙、希腊、泰国、印度尼西亚、马来西亚、印度、科威特和秘鲁等国家得到应用。
在海洋观测系统的业务化管理方面，欧洲的海洋观测项目以专业技术工作组的形式负责观测系统的运行管理、应用及维护。专业技术业务工作组基本上可划分为5类(表1)。
表1 业务化观测系统的技术管理模式
类别 | 工作组 |
海洋观测和数据提供 | 支援观察船 多参数传感器阵列 近实时卫星数据 次表层剖面测量漂流器 滑翔器 |
业务化海洋预报 | 观测系统模拟试验 盆地和区域尺度的多元评估工具 盆地尺度的预报 区域尺度的预报和大陆架尺度的模型 |
科学研究 | 大气冲击和海-气相互作用研究 从盆地到大陆架尺度的鸟巢生态系统模型 用于生物化学观测的数据同化 |
向中间使用者扩散观测数据 | 产品开发 |
观测系统的管理 | 数据管理 项目管理 |
观测系统的管理还包括：新的传感器性能检验、改进已有监测、通信功能、修正海洋模型和升级系统等。
⒊多方协作提高海洋观测系统效益
在海洋观测系统的建设和运行方面，欧盟多年来一直重视多方协作，以提高效率。欧洲第六框架计划就明确提出整合欧洲研究机构，并以开展海洋研究协作活动来体现欧洲科技框架计划的整合精神。欧洲海洋观测体系几乎都是多方合作而形成的。CEFAS的波浪观测系统是与国家气象局合作建立的；爱尔兰海监测系统的设计和数据使用者包括研究机构、大学、环保部门和公司等13个单位；MOON整合了多个国家的系统，其执行机构包括主席、理事会、管理小组、科学指导委员会和业务优化咨询小组， 理事会由所有成员国选出的代表组成，其中职能之一就是评估各项决定、过去的一年中业务优化咨询小组、管理小组和主席所做的工作。大西洋观测网的任务之一就是充分利用现有的框架、仪器、硬件，让来自于西欧不同研究小组的专家共享现有系统元素，开发新的系统元素。
⒋观测数据满足海事和海洋科学需要
CEFAS中心作为农业部执行机构，利用海洋观测系统，为政府部门、国际机构、商业公司及援助组织提供渔业管理、环境保护和水产业等方面的科研、咨询、顾问、监管和培训服务。该中心为英国政府和欧盟决策者提供了大量咨询和建议，并正逐步将其客户群扩展到全球。2007年，爱琴海观测系统的运行获得希腊劳埃德船级社技术发明奖。除海运业受益于该系统之外，其他海事活动和海洋研究也在充分利用这一系统。海神Poseidon预报系统开发了一系列预报产品，其中包括天气预报、海况预报、航线预报、海洋预报和生态系统预报， 这些产品在溢油漂移预测、漂浮物踪迹预测和海岸污染物管理等方面发挥了重要作用。系统开发的产品还包括为海洋科学研究、环境与工程研究提供系统数字模型结果。
爱尔兰监测系统是为海岸管理服务的。研究者开发了大量预报模型，其中包括预报难度很大的生物参数，如浮游植物的增长和营养物质浓度等。爱尔兰海域管理各方都把可靠、实用的海洋模型的开发和应用放在很重要的位置上。从欧洲海洋观测系统得到的各层次产品与受益方见表2。
表2 海洋观测系统各层次产品与受益方
受益领域 | 产品 | 中间产品使用者 | 最终使用者 |
气候研究 | 经模型处理的综合性观测数据库 | 气象研究中心 | 海洋和气候研究者、评估人、应对气候变化的决策者 |
海洋环境保护 | 状态和影响数据或相关的示踪数据 | 欧盟环境署、保护东北大西洋海洋环境组织、波罗的海海洋保护委员会、国家环保局 | 欧盟环境立法部门、政策制定者、公众 |
季节天气预报或者更大范围的预报 | 海洋初始条件；再分析 | 西欧中尺度天气预报中心， 国家气象服务 | 农业、保险、能源、运输、公共安全保障、研究等部门 |
海事安全 | 高分辨率冰/ 海水和海流预报 | 国家气象服务， 国家海洋局， 国家海事安全局， 海运业 | 搜索与营救部门， 漂流物管理部门，海浪突发预报准备、海运 |
渔业、生态系统 | 物理状态、过去状态的再分析 | 国家海洋和渔业研究所 | 国际海洋开发协会、渔业立法部门，国家渔业部门的相关研究机构 |
航运和离岸工业 | 为操作而提供的高分辨率的冰/海或海流预报；设计再分析 | 提高其附加值的服务公司 | 操作员、航运路线决策者， 工业设施结构标准制定、风险估计、欧洲海事安全局等部门 |
溢油管理 | 温度、风、浪或海流数据 | 相关的国家海洋机构和欧洲海洋安全机构 | 受影响的海岸管理当局和商家 |
市政安全 | 温度、风、浪或海流数据 | 海关、海岸警卫队 | 能源与运输立法部门， 移民和毒品控制部门、警察 |
海洋环境、生态系统 | 边界和初始条件、数据产品 | 国家海岸监控和预报系统 | 国家环境和海洋部门、国家框架指令报告、海岸管理 |
三、对发展我国海洋观测系统的启示
⒈发展业务化海洋学，提升服务能力
欧洲的海洋观测系统和观测信息直接为海洋经济发展和管理服务，值得我们借鉴。目前我国已经初步形成了近海观测系统，开发了风暴潮、海浪、海面风和海温等实况和预报产品。我国应该在此基础上开发更多的产品，如对任意时刻、任意时段的潮汐、潮流预报产品，潮高和水深的叠加产品，满足海上作业人员的需要，提高作业效率，节能减排，保障安全；开发海洋溢油处理信息产品，包括溢油区环境污损状况、海区溢油漂移、扩散趋势分析，溢油造成的经济损失评估及环境影响，溢油污损处理措施方案；继续对目前的观测系统作进一步的充实，以开发对养殖渔业需要的生态环境预报产品和远洋捕捞业的渔业资源信息；开发包括海面风场、浪场、流场和温盐场等信息产品，为海洋工程设计提供服务。
⒉加强整合，提高效益
欧洲整合政策已经实施了很多年，并不断显示这一政策的前瞻性和有效性。而我国的海洋信息来源也是丰富的，国家海洋局是海洋信息的主要来源，另外沿海地方部门、国家海洋科学研究部门等也收集海洋信息。由于信息分别属于不同部门、不同地域，部门和地区之间沟通与资源共享存在较大问题，降低了我国海洋环境信息产品的利用效率与开发能力。
应根据各行业对海洋信息的需求，充分利用现有体制，集中海洋技术的高水平力量，分期分批建设国家级海洋观测系统；利用丰富、完整的标准化信息，集中开发各行业信息产品；逐步形成集约化的海洋环境和基础信息服务能力，支持国家海洋经济又好又快发展。
⒊提高国家海洋观测技术以及国产海洋观测仪器设备的产业化水平
由于欧洲的海洋观测系统已经成熟，每一项新仪器的测试、每一个新产品的完善都有很全面的检测环境，对其新技术高效转化起了很大作用。我国的海洋观测技术还有待提高，应该在设计海洋观测系统时就加入检测新技术功能。
海洋观测系统建设所需要的技术十分广泛，我国海洋技术的研究单位总体规模已经较10年前扩大了很多倍，但技术水平参差不齐，基础研究力量不足，应用研究不够完整。借鉴西欧海洋观测系统的技术队伍管理模式，应将海洋技术分为几个专业，如遥感信息应用、海基观测平台、岸基观测平台、志愿船用自动化观测仪器、水下潜器和通信与网络技术等， 对高水平的、有创新能力的专业队伍集中资金投入，并强化专业组织之间的沟通协调。建立综合性信息平台，提供各类数据产品，以提高我国的海洋预报能力、海洋科学的认知能力和海岸带管理能力，并积极鼓励数据研究人员开展各类海洋模型的研究与开发。
【作者简介】本文作者李慧青 朱光文 李燕 高艳波 葛运国，国家海洋技术中心；来自《海洋开发与管理》，参考文献略，用于学习与交流，版权归作者与出版社共同拥有。
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