中国科学院西安光机所自研原位传感器 解锁深海移动观测新方式

近日，中国科学院西安光学精密机械研究所（西安光机所）吴国俊研究员团队牵头研制的多型国产海洋生物地球化学原位传感器，成功完成多平台、多场景深海应用验证，标志着我国在该领域实现从“跟跑”到“并跑、部分领跑”的关键跨越，彻底打破长期依赖进口设备的被动局面。

海洋深处的碳循环变化、生物生存环境动态及物质迁移规律，是破解全球气候变化与海洋生态安全密码的核心。当前国际海洋生物地球化学观测技术正加速向“多平台、长时序、高分辨率”升级，美欧已构建基于Argo浮标、水下滑翔机（Glider）等移动平台的立体观测网络。而我国此前在深海移动观测领域主要依赖船载调查与固定站点监测，存在“短周期、低覆盖”的局限，难以满足深海环境长时序、高分辨率动态监测需求。

针对复杂海洋环境下生物地球化学参数精准测量的核心难题，吴国俊团队联合崂山实验室、国家海洋技术中心、厦门大学、自然资源部第二海洋研究所等多家单位，突破环境因素干扰机理及校正、传感器漂移自校准、多波段激发分类测量及多组分混叠光谱解析等关键技术，成功自主研制出覆盖溶解氧、多环芳烃（PAHs）、叶绿素、有色溶解有机物（CDOM）、硝酸盐、下行辐照度及pH等7类关键参数的系列海洋生物地球化学原位传感器，形成“多要素协同观测”的国产技术方案，填补了我国深海移动平台生物地球化学参数同步测量的空白。

为验证技术可靠性，团队将多型传感器搭载于国产“海燕”系列水下滑翔机（Glider）和“HM 2000”系列Argo浮标开展深海试验。试验中首次实现国际首例基于Glider平台的海洋生物地球化学多参量、大深度（超6000米）、长时序（连续3个月）剖面观测，数据完整率超95%；同时完成国内首例基于Argo平台的多参量（溶解氧、pH、硝酸盐等）长期原位剖面观测，单台设备连续工作超1年。关键参数观测精度（如溶解氧、pH达±0.1%FS）与国际主流产品（如Sea-Bird、Aanderaa）基本持平，部分指标（如多环芳烃检测限）实现超越。

此次成果不仅为海洋碳循环通量计算、生态系统响应机制及深海物质迁移研究提供高精度观测手段，还将有力支撑我国深海资源环境调查、海洋立体观测体系建设及“双碳”目标下的海洋碳汇评估，为海洋强国战略筑牢“感知基石”。吴国俊表示，团队将持续优化传感器性能，拓展铁、硅等营养盐参数测量能力，加速技术转化应用，推动我国从“深远海经略”向“领跑”迈进。

审核编辑 黄宇