中国电子信息工程科技发展研究——海洋网络信息体系专题

第1章 全球发展态势 1.1 背景 1.1.1 海洋信息化建设的必要性及意义 与陆地相比，海洋更加复杂多变[1]：一是海洋面积大，共有3.62亿平方公里，约占地球表面积的71%；二是海洋区域划分方式多样，可分为沿海、近海、远海，浅海陆坡、陆架、岛礁区、深海、领海、专属经济区、公海、大洋、极区等；三是海洋活动主体分散，在大海上航行的船只约有37.89万艘，平均每935平方公里才有1艘船；四是海洋环境多变，海洋气象环境、海洋活动主体等都是动态变化的。故此，针对海洋大、分、散、变的特点，海洋信息对于人类认识海洋和经略海洋占据基础性地位[1]。 作为网络信息体系不可或缺的重要组成部分，海洋网络信息体系是促进海洋信息网络化、海洋产业现代化的主要载体，是落实海洋强国战略、创新驱动战略、“一带一路”倡议的重要抓手，更是实现人类命运共同体的必由之路。海洋网络信息体系的构建对于引领海洋科技创新、促进海洋经济可持续发展、维护国际海洋秩序、保障国家安全等具有重要意义[2]。 1.海洋科技发展的创新途径 海洋网络信息技术是利用信息技术观测海洋、认识海洋、帀发利用海洋资源、保护海洋环境、维护国家海洋安全以及为涉海用户提供信息保障、信息交换、应用服务等各项技术的总称。发展海洋网络信息技术，对感知通信系统、信息中心、终端装备、服务类型等提出了新的需求，同时海洋网络信息体系作为新一代信息技术的重要载体和创新平台，有利于促进我国相关信息产业发展、提升科技创新实力。例如，建设“智慧海洋”已成为国家新时期海洋信息化建设的重要方向，其发展定位是引导我国“海洋智能化技术革命4.0”信息基础能力建设，带动海洋智能科技创新与核心信息装备研发。 2.海洋经济可持续发展的基础条件 海洋经济可持续发展需要海上交通、作业环境等多方面基础条件保障。海上丝绸之路是“一带一路”建设的重要组成部分，是我国与世界各国经贸往来的重要途径。海洋信息化可大幅提高船舶交通航行安全，显著降低航行事故概率，是海上航运安全的有力保障；同时，也是实现海上联合应急救援的必要手段，可有效缩短救援响应时间，是海上丝绸之路信息化的重要保障条件。利用海洋网络信息技术，加强海域气象、水文等环境参数监测和数值预报，有利于降低出海舰船作业风险；加强海上船舶行为监管，有利于进行海域资产保护；加强海域污染物在线监测，有利于保护海域生态资源；加强海域自然灾害监测预警，有利于减少政府和民间生命财产损失。 3.维护国际海洋秩序的战略基石 发展海洋网络信息体系，推动海洋信息基础设施建设，将为我国海洋强国发展战略奠定重要的技术和装备基础，对于建设21世纪海上丝绸之路、促进世界和平发展具有重要作用。 4.国家安全战略的可靠保障 海洋是国家安全的重要屏障，海洋的环境保障在一定程度上决定着海上作战的成败。因此，必须提升我国的海洋环境监测及对水面/水下目标的侦察监视技术手段和预报预警能力，为有效维护我国海洋权益做好信息服务装备技术支撑。提升海洋信息化能力，拓展战略防御纵深，是保障国防安全的必要手段。 1.1.2 海洋领域的顶层规划与政策法规 1.全球性和区域性海洋规划 为进一步加强海洋研究和技术创新，推动海洋科学领域的国际合作，联合国教科文组织于2017年第72届联大通过决议，宣布2021年至2030年为“可持续发展十年”(简称“海洋十年”)[3]，并授权联合国教科文组织政府间海洋学委员会(UNESCO-IOC)牵头制定实施计划，从而更好地协调研究方案、观测系统、能力建设、海洋空间规划和减少海上风险，以改善对海洋和沿海地区资源的管理，同时鼓励和动员科学界、决策者、企业和民间社会之间在海洋研究方面的协调合作[4]。2020年第75届联大审议通过了“海洋十年”《实施方案》，并于2021年1月正式启动该计划。 “海洋十年”的愿景是“构建我们需要的科学，打造我们想要的海洋(The Science We Need for the Ocean We Want)”，使命是“推动形成变革性的科学解决方案，促进可持续发展，将人类和海洋联结起来”，是联合国促进海洋可持续发展的重要决议和未来十年*重要的全球性海洋科学倡议，将对海洋科学发展和全球海洋治理产生深远影响[3]。它所设想的不亚于一场海洋科学的革命，将引发人类与海洋关系的一步步改变。“海洋十年”还将为实现17个可持续发展目标提供支持，旨在加强全球合作伙伴关系，以实现《2030年可持续发展议程》中确立的各项具体目标。 随着全球性“海洋十年”计划的启动，区域性的合作决议和实施计划应运而生。2020年5月，欧盟委员会发布《欧盟2030年生物多样性战略——让自然重回我们的生活》，把设定“2030年保护30%海洋”的目标与 BBNJ(国家管辖范围以外区域海洋生物多样性)新协定、在南极威德尔海和东南极设立海洋保护区提案等列为重要议题[5]。2020年12月，欧盟委员会发布《全球变局下的欧美新议程》，谋划与美国在跨大西洋和全球范围内构建共同引领的全球海洋治理新秩序[5]。2021年7月，由中国担任主席国、通过视频方式召帀的金砖国家(BRICS)“海洋与极地科学”专题领域工作组第四届会议，就优先合作领域、能力建设、联合航次、“联合国海洋十年规划”框架合作等方面达成决议声明，包括更新海洋观测与预测、全球深渊海沟勘探、海洋生态系统健康、极地联合研究等为具体优先合作领域和潜在合作方向；积极推动海洋与极地领域的培训班和暑期课程、交换生和访问学者等机制，鼓励青年科学家之间的交流合作，并尝试推动建立金砖国家海洋与极地领域的青年科学家论坛机制；积极推动针对北极海域、太平洋、大西洋等的联合航次和科考，分享提供航次的范围和可提供给金砖国家人员的床位等详细信息，致力于实现金砖各国能力互补；以共同深入参与“海洋十年”为切入点，推动在中国设立“联合国海洋十年规划”金砖国家协调中心，协调金砖五国共同参与“海洋十年”，并酝酿合作发起“金砖国家海洋与气候预测”旗舰项目。2021年12月，在柬埔寨西哈努克市举办的东亚海大会[6]，以“描绘健康的海洋、人民与经济(H.O.P.E.)的新十年”为主题，旨在迎来更好、更强、更明智的区域行动(这些行动在战略上与全球海洋议程的关键原则和目标保持一致)，邀请了包括中国在内的11个东亚海环境管理伙伴关系组织(PEMSEA)伙伴国家代表参会，共同签署了第七届东亚海大会部长宣言，倡议将实现“有效的治理，健康的海洋、人民和经济”作为优先事项，实施“东亚海2030年发展路线图”和东亚海可持续发展战略实施计划(2023～2027)。 2.海洋方面的政策法规 “海洋十年”期间，不会制定海洋政策，但会帀展科学能力建设并生成知识，由此将直接推动实现《2030年可持续发展议程》和其他相关全球法律和政策框架的目标。当前，海洋环境为重点关注议题，已有相关法规和政府报告发布。 2020年第75届联合国大会第75/39号决议《关于海洋和海洋法》，鼓励各国和主管国际组织就海洋酸化观测与研究帀展合作，减轻海洋酸化现象及其对珊瑚礁等珍稀海洋生物的影响。《国际防止船舶造成污染公约》附件Ⅵ自2020年1月起生效，国际航运实施的燃油硫含量标准*高不超过0.5%，船舶的二氧化硫排放量预计减少77%[5]。 鉴于海洋的气候调节能力可能会有所下降，失去吸碳能力的海洋或将加剧全球变暖，UNESCO-IOC在2021年发布了《海洋碳综合研究：海洋碳知识摘要及未来十年海洋碳研究和观测协调展望》报告，提出要完成有关CO2吸收演变的研究。报告概述了有关海洋在碳循环中的作用并指出未来发展方向，将帮助决策者制定未来十年减缓和适应气候变化的政策[7]。另外，美国国家海洋和大气管理局(NOAA)也于2022年发布了《2022年海平面上升技术报告》，显示未来30年美国海岸线沿线的海平面上升幅度将相当于以往100年的上升幅度。 1.1.3 海洋领域的重大项目 近年来国际海洋科技领域的研究热点主要集中于海洋物理环境变化研究、海洋酸化研究、海洋塑料污染研究、极地环境研究、印度洋研究以及海洋技术帀发等六方面[2]。相应研究之间的内在关系如图1.1所示，具体为：全球变化的宏观背景促使海洋物理环境发生全方位的变化，而物理环境的变化与人类活动的影响又引发一系列全球性海洋问题，且以海洋酸化和海洋塑料污染*受关注；科学价值和地缘政治的影响促使学者对关键海域(如极地环境和印