海洋卫星:九天瞰海报佳音
专访中国工程院院士、自然资源部国家卫星海洋应用中心主任蒋兴伟
我国成功发射海洋二号B卫星
中科院等发布《2018研究前沿》:中国多领域隆起 但仍存洼地

10月25日,我国海洋卫星家族又添一名新成员——海洋二号B卫星上天了。

10月25日6时57分,我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射海洋二号B卫星。该星将进一步提升我国海洋遥感业务化观测能力,进一步壮大自然资源卫星体系,对提高我国海洋预报与监测预警水平,提升海洋防灾减灾与海上突发事件响应能力,服务海洋资源开发利用,开展全球变化研究,建设海洋强国具有十分重要的意义。

10月24日上午,中国科学院科技战略咨询研究院、中科院文献情报中心与科睿唯安在北京联合向全球发布了《2018研究前沿》报告和《2018研究前沿热度指数》报告。

目前,我国海洋卫星已经实现了从单一型号到多种型谱、从试验应用向业务服务的转变,向系列化、业务化的方向快速迈进。

据了解,海洋二号B卫星是我国第二颗海洋动力环境系列卫星,是我国民用空间基础设施规划的海洋业务卫星。该星将与后续发射的海洋二号C卫星和D卫星组成我国首个海洋动力环境卫星星座,可大幅提高海洋动力环境要素全球观测覆盖能力和时效性。海洋二号B星成功发射后,卫星获取的海风、海浪、海流、海温等海洋动力环境信息可进一步满足海洋业务需求并兼顾气象、减灾、水利等其他行业的应用需求,为国民经济建设和国防建设、海洋科学研究、全球气候变化提供数据产品支持,同时也将在国际对地观测体系中发挥重要作用,为我国积极参与全球治理提供技术支撑。

中科院副院长张涛出席会议并致辞。张涛指出,我国要进入创新型国家前列和建成世界科技强国,必须在全面推进科技创新过程中突出强化基础研究,在前瞻性基础研究和引领性原创成果上取得重大突破,在开辟新的科学领域方向、构建新科学理论体系上作出重大贡献,成为重大原始创新策源地。

在取得可喜成果的同时,我国海洋卫星还存在哪些不足?未来又将如何发展?中国工程院院士、自然资源部国家卫星海洋应用中心主任蒋兴伟就相关问题接受了《中国科学报》的专访。

海洋二号B卫星配置了雷达高度计、微波散射计、扫描微波辐射计、校正辐射计、数据收集系统和船舶自动识别系统等6个有效载荷。其中雷达高度计主要用于测量海面高度、有效波高、海流和重力场参数;微波散射计用于观测全球海面风场;扫描微波辐射计用于观测海面温度、水汽含量、液态水和降雨强度等参数;校正辐射计用于雷达高度计校正服务。数据收集系统用于接收我国近海及其他海域的浮标测量数据。船舶自动识别系统可为海洋防灾减灾和大洋渔业生产活动等提供服务。与海洋二号A卫星相比,该星在观测精度、数据产品种类和应用效能方面均有大幅提升。

“我国科技发展已经进入到新的阶段,要实现基础研究的重大突破,如何准确地把握未来科技方向和重点是我们面临的关键问题。”张涛表示。为此,中科院启动了一系列重大科技智库研究项目,组织院内外研究力量,从世界科技前沿、国家重大需求出发,前瞻分析中国未来可能影响世界发展格局的重大前沿科技突破,服务国家科技创新战略布局。

优势无可替代的海洋卫星

据悉,海洋二号B卫星由国家发展改革委、财政部、国防科工局联合批复立项。自然资源部是牵头用户部门,自然资源部所属国家卫星海洋应用中心是项目法人。目前已经建立包括北京站、牡丹江站、海南站以及相应分系统在内的地面应用系统。后续,国家卫星海洋应用中心将会同相关用户部门所属有关单位组织开展卫星在轨测试工作,保障卫星按时投入业务运行。

《2018研究前沿》报告遴选展示了10个高度聚合的大学科领域中的100个热点前沿和38个新兴前沿。较为客观地反映了相关学科的发展趋势,并有效覆盖了近年获得诺贝尔奖的研究领域。

《中国科学报》:海洋卫星在海洋科学研究、海洋环境监测等方面发挥着怎样不可替代的作用?对于我国建设海洋强国意味着什么?

海洋二号B卫星和长征四号乙运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司五院和八院研制,中国卫星发射测控系统部负责卫星及运载火箭发射、测控任务。

如临床医学的“PD-1/PD-L1抑制剂治疗非小细胞肺癌和肾细胞癌”研究前沿是刚刚获得2018年诺贝尔医学或生理学奖的成果的研究领域,“引力波和黑洞的探测与模拟”也与2017年诺贝尔物理学奖研究主题密切相关。

蒋兴伟:海洋卫星获取的全球海洋叶绿素浓度、悬浮泥沙分布等海洋水色信息,海面高度、有效波高、海面风场、海面温度等海洋动力环境信息和舰船、海岛、岸线等目标信息具有大面积和高频次的优势,这是船舶和浮标等传统观测方式所无法比拟的。

《2018研究前沿热度指数》评估了世界主要国家在上述前沿领域中的研究活跃程度。报告显示,美国、中国、英国和德国在这些前沿领域研究最为活跃。在十大学科领域的100个热点前沿和38个新兴前沿中,美国研究前沿热度指数排名第一的前沿有82个,中国排名第一的前沿数为32个,英国和德国仅有4和6个前沿排名第一。

随着我国海洋强国建设的加快,必须进一步关心海洋、认识海洋、经略海洋,这对海洋科学的研究水平、海洋环境监测能力、海洋灾害防御能力、海洋资源开发和利用效率等方面提出了更高的要求,海洋卫星也需同步加大对这些方面的信息服务能力,加快建设多星组网的卫星观测体系,加快新型遥感载荷的研制,提高多要素、高精度、全覆盖的全球海洋综合空间观测能力,丰富海洋卫星产品体系,提高数据定量化水平,助力海洋强国建设。

中国十大学科领域的发展多领域隆起,但仍有洼地。在化学与材料科学领域和数学、计算机科学和工学领域两个领域最为活跃;在农业、植物学和动物学领域、生态与环境科学领域和地球科学领域等三个领域的部分前沿表现相当活跃;临床医学领域中国相较于去年取得了长足的进步,“跟跑”脚步加快;天文学与天体物理领域的活跃度表现仍明显不足。

优势互补的海洋卫星体系

据了解,中科院相关研究团队从2014年开始与科睿唯安合作,通过大数据和文献计量分析方法,聚类揭示基础科学领域的年度热点前沿和新兴前沿,并加入分析和解读,发布《研究前沿》年度研究报告,在我国科技界和社会上引起积极反响,并得到了国际科技界的高度关注。

《中国科学报》:目前我国正在运行的海洋试验与业务卫星有哪些?各自发挥着什么作用?是否还存在海洋卫星数据受制于人的情况?

蒋兴伟:目前我国在轨的海洋卫星有海洋二号A卫星、海洋一号C卫星和高分三号卫星。

HY-2A是一颗海洋动力环境卫星,于2011年发射,获取的海面风场、有效波高、海面高度、海面温度等海洋动力环境数据已经广泛用于海洋防灾减灾、资源开发、海上安全等业务中。但是,只有这一颗动力卫星无法满足各项应用对高时效和高空间分辨率信息的需求。现在为了满足业务的需求,需要借助国外在轨同类卫星数据,存在海洋卫星数据受制于人的情况。

HY-1C是一颗海洋水色卫星,2018年9月在太原卫星发射中心发射成功,目前正在进行测试,该卫星获取的叶绿素浓度、悬浮泥沙、海冰、溢油、赤潮等信息将在海洋环境保护、海洋开发管理和海洋防灾减灾等领域发挥重要作用。同样,单颗卫星也存在观测数据频次少、时效性差和连续观测能力不足等问题,也需借助部分国外数据弥补观测的不足。

GF-3卫星是一颗海陆共用的雷达卫星,可获取海上目标、溢油、绿潮、浪场、海面风场、内波、海冰等信息。但由于目前只有一颗卫星在轨运行,也同样存在上述观测能力不足的问题。

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