经略21世纪海上丝路之海洋环境特征系列研究

"一带一路""亚投行""非洲援建""协助多国撤侨""亚丁湾护航"……,处处彰显我国延续和平与发展主题、为整个人类社会谋福祉的负责任大国风范。21世纪是海洋的世纪,海洋是人类生命的摇篮、巨大的资源宝库、连接人类友谊和发展的纽带。本系列研究首先探析了海上丝路战略在经济、文化、政治等各个领域的重要意义,并重点从科学研究的角度出发,在我国首次系统性、精细化地分析了整个海上丝路所涉及海域的海洋环境特征[主要包括:风候(风场的气候态)、波候(海浪场的气候态)特征,大风大浪频率及其长期变化趋势,极值风速和极值波高,海流特征],以及重要航线和港口特征、地理特征、气候概况、海洋资源状况、涉及国家的海洋开发状况、法律护航等。期望可以为航海、海洋工程设计、海洋能资源开发、防灾减灾等提供科学依据,为经略21世纪海上丝路提供辅助决策,为"中国梦"及人类社会的共同繁荣进步尽绵薄之力。     

经略21世纪海上丝路之海洋环境特征:风候统计分析

21世纪海上丝绸之路,以我国泉州为起点,主要涉及海域为南海—北印度洋,惠及沿线多国。深入研究该海域的海洋环境特征,有利于为海上丝绸之路建设提供科学依据、辅助决策。文章利用来自欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)、1979—2014年、逐6h的海表风场资料、阵风资料,系统性、精细化地统计,分析了该海域的风候(风场气候态)特征,主要包括海表风场的季节特征、(强)风向频率、大风和阵风频率、阵风系数、海表风速的长期变化趋势等。期望可以为航海、海洋工程、防灾减灾等提供科学依据,为海上丝绸之路建设尽绵薄之力。     

经略21世纪海上丝路之海洋环境特征:波候统计分析

文章利用来自ECMWF的ERA-interim海浪再分析资料,统计分析了21世纪海上丝路涉及海域的波候特征,结果表明:1 2月,南海的有效波高(SWH——significant wave height)在1.4m以上,明显大于北印度洋。南海的波向以NE向为主导;北印度洋以偏S、偏E向为主。5月,北印度洋以偏S向浪为主;南海中部为SE向,北部为偏E向。北印度洋的SWH在1.2m以上,明显大于南海。8月,南海—北印度洋以SW向的浪为主。阿拉伯海的SWH在2.2m以上,孟加拉湾为1.4~2.8m;南海的SWH相对最弱。11月,南海的波向以NE向为主,北印度洋以偏S、偏E向为主。南海的SWH明显大于北印度洋。2 2月,南海以偏NE向的浪出现频率最高,需要引起重视的有NE、NNE、ENE向的强浪。北印度洋主要以偏S向的浪为主,强浪出现频率很低。8月,南海—北印度洋以偏S、SW向的浪为主;需要注意的是SSW、SW、WSW向的强浪。3 2月、11月,北印度洋的大浪频率在10%以内,南海明显高于北印度洋。5月,南海—北印度洋在10%以内。8月,阿拉伯海的大浪频率在40%以上,孟加拉湾次之,南海的频率低于北印度洋。4 1979-2014年期间,南海大部分海域的SWH显著性递增,趋势在每年0.4cm/s以上。孟加拉湾、印度半岛西部海域没有显著的变化趋势。阿拉伯海西部、印度洋15°S-0°显著递增,趋势为每年0.1~0.4cm/s。仅部分零星海域表现出显著性递减。     

经略21世纪海上丝路之海洋环境特征:极值风速和极值波高

极值风速和极值波高是海洋工程、海洋能开发、防灾减灾等极为关注要素。文章基于来自欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA-interim海浪再分析资料、ERA阵风资料,计算了"21世纪海上丝绸之路"涉及海域的年极值风速、极值波高,并首次计算了不同季节的极值。结果表明:1南海的50年一遇年极值风速大于孟加拉湾,孟加拉湾大于阿拉伯海;极值波高的分布特征与极值风速大体一致。2南海的极值风速在各个季节都大于孟加拉湾,孟加拉湾大于阿拉伯海;南海-北印度洋的极值风速在JJA和SON期间明显大于MAM期间,DJF期间最小。3南海各个季节的极值波高都大于北印度洋,阿拉伯海的极值波高在MAM和JJA期间明显大于孟加拉湾;南海的极值波高在JJA和SON期间明显大于MAM和DJF期间;北印度洋的极值波高在JJA期间最大,MAM次之,DJF最小。     

经略21世纪海上丝路:地理概况、气候特征

自然环境特征对海洋开发建设有着重要影响,为了更好地为21世纪海上丝绸之路建设提供科学依据,文章重点对南海、孟加拉湾、阿拉伯海三大海域的地理概况、气候特征进行系统性统计分析。结果表明,该海域的风场、风浪、表层海流受季风影响明显,其中阿拉伯海和孟加拉湾受西南季风的影响更为明显,冬季风的影响次之,南海则相反。阿拉伯海的热带气旋主要活动于其东侧,孟加拉湾则在其中东部区域,南海主要是北部海域受热带气旋影响明显。南海—北印度洋的能见度整体乐观。夏季降水明显多于冬季,夏季大值区分布于印度半岛西部近海、孟加拉湾东北部、马尼拉西部区域。     

经略21世纪海上丝路之法律护航:国际法视野下的“海上丝路”

始于中国的丝绸之路通过商业贸易将亚洲、非洲和欧洲连接起来。历史上,以平等互惠、合作共赢为其核心内涵的丝绸之路促进了东西方政治、经济和文化的交流与发展。为了更好地建设"海上丝路",法律护航必不可少。截然异同于国内法,国际法是主权国家及其他具有国际人格的实体,通过协议的方式制定并得到整个国际社会遵守的行为规范和准则。实现"海上丝路"的战略构想必然离不开对国际法的讨论与检索。文章从《联合国宪章》《联合国海洋法公约》《南海各方行为宣言》、中国-东盟达成的诸多协定等出发,讨论了在我国所属南海海域展开海洋开发建设以及"海上丝路"建设的合法性、合理性,并探析了"海上丝路"法律机制运用的优势,旨在为"海上丝路"建设的法律保驾护航提供参考。     

南海冬季表层海流特征及分析

本文介绍了南海冬季盛行西南漂流，整个南海为一反时针环流，主要流系有广东沿岸流，沿岸流外方有东北向的南海暖流，暖流外侧与南海暖流反向的为黑潮南分支，由于受南海地形影响，构成了南海自身的环流系统，南海位于季风区，又十分利于漂流的发展。     

经略２１世纪海上丝路之海洋环境特征：极值风速和极值波高

极值风速和极值波高是海洋工程、海洋能开发、防灾减灾等极为关注要素。文章基于来自欧洲中期天气预报中心（ＥＣＭＷＦ）的ＥＲＡ－ｉｎｔｅｒｉｍ 海浪再分析资料、ＥＲＡ 阵风资料,计算了“２１世纪海上丝绸之路”涉及海域的年极值风速、极值波高,并首次计算了不同季节的极值。结果表明：①南海的５０年一遇年极值风速大于孟加拉湾,孟加拉湾大于阿拉伯海;极值波高的分布特征与极值风速大体一致。②南海的极值风速在各个季节都大于孟加拉湾,孟加拉湾大于阿拉伯海;南海－ 北印度洋的极值风速在ＪＪＡ 和ＳＯＮ 期间明显大于ＭＡＭ 期间,ＤＪＦ期间最小。③南海各个季节的极值波高都大于北印度洋,阿拉伯海的极值波高在ＭＡＭ和ＪＪＡ 期间明显大于孟加拉湾;南海的极值波高在ＪＪＡ 和ＳＯＮ 期间明显大于ＭＡＭ 和ＤＪＦ期间;北印度洋的极值波高在ＪＪＡ 期间最大,ＭＡＭ 次之,ＤＪＦ最小。     

经略21世纪海上丝路:重要航线、节点及港口特征

为了更好地认识21世纪海上丝绸之路(简称"海上丝路"),文章对"海上丝路"涉及的重要航线、节点及港口的地理位置、气候状况、水文特征、商业价值、人文背景等进行梳理。重要航线、节点及港口的使用与管理作为"海上丝路"建设的基础要素,是与造船能力并列的核心资源,三者之间环环相扣,构成"海上丝路"健康运营的完整体系。与沿"海上丝路"国家稳步推进航线、节点及港口的管理、开发与维护,打造坚实的战略支撑点、现代之"海上驿站",是成功实现我国资源多样化、产业走出去、贸易全球化的最佳路径之一,以此为契机,融入现有国际海洋法公约并在践行过程中制定利我的海上政策体制,助力"海之梦"、"中国梦"。     

经略21世纪海上丝路:海洋资源、相关国家开发状况

21世纪海上丝绸之路(简称"海上丝路")以南海—北印度洋为纽带,开启了人类合作、互助、共赢的新篇章。在常规能源日益紧缺的困境下,海洋资源必将是21世纪人类社会赖以生存和可持续发展的有力保证。文章探析了"海上丝路"涉及海域的矿产资源、生物资源、化学资源、动力资源的分布特征,为高效、合理开发利用海洋资源提供参考,助力我国引领国际海洋开发建设,促进人类社会的可持续发展。     

“21世纪海上丝绸之路”建设对我国南海地区的影响分析

"21世纪海上丝绸之路"是我国在新时期提出的重大战略举措,我国南海地区作为"21世纪海上丝绸之路"的起点海域和战略基点,同时也作为连接我国与东南亚、南亚以及非洲与欧洲的桥梁,在这一战略中扮演着举足轻重的角色。文章立足于"21世纪海上丝绸之路"的丰富内涵并结合南海地区的历史发展脉络和开发利用现状,分别从地理位置、资源保护与开发、海洋经济繁荣与发展、地区安全稳定和国家海洋战略5个方面,分析"21世纪海上丝绸之路"建设对我国南海地区的影响:1强化南海地区"桥梁与枢纽作用";2促进南海地区海洋"资源宝库"保护与开发;3推动南海地区海洋经济发展与繁荣;4维护南海地区周边地区安全与稳定;5提升南海地区在国家海洋战略中的地位。南海地区必将在新时期我国建设海洋强国的潮流中大放异彩。     

21世纪海上丝绸之路背景下的广东省蓝碳发展研究

海洋碳汇即蓝色碳汇,简称"蓝碳"。文章以21世纪海上丝绸之路建设为背景,以广东省蓝碳发展现状和需求为主线,分析广东省发展蓝碳对控制温室气体排放、保护海洋生态环境和实施"一带一路"建设的重要意义,论述发展碳汇渔业、修复典型海洋生态系统、控制陆源排放、开发可再生能源等蓝碳发展途径;在此基础上提出广东省发展蓝碳的主要对策,即完善政策保障体系、增强科技支撑能力、完善蓝碳产业链条、拓展国际交流合作、探索海洋碳排放交易试点、加强生态环境治理和发挥示范带动作用。     

21世纪海上丝绸之路海洋环境的气候变化与风暴灾害风险探析

海洋环境安全是21世纪海上丝绸之路(丝路)建设的重要保障。文章简要分析了丝路海洋环境关键要素和风暴以上等级灾害性热带气旋系统(简称风暴灾害)的气候变化特征,探讨了海洋环境变化和灾害风险的可能影响,并提出了有关的研究建议。分析表明,气候变化背景下,丝路海区的海水显著变暖、热比容海平面升高明显,丝路沿海洪水、风暴潮等高水位事件发生频次可能会增加,进而对港口建设和航线通畅造成较大影响。1940-2016年间,西北太平洋风暴灾害主要集中登陆和影响厦门以南沿海地区,其中,南海风暴灾害的路径分布自20世纪80年代后有向孟加拉湾周边地区拓展的趋势;登陆厦门以北的风暴灾害的路径分布和影响范围20年左右的趋势变化明显,近期有向南(厦门)集中推进的趋势,基于此,未来20年风暴灾害登陆路径和影响范围以向北迁移推进为主,这可能会在一定程度上有利于我国海上丝路建设的顺利开展和实施。而气候变化下强的热带气旋发生频次和登陆密集度有可能增加,随之可能带来更大的影响和损失。此外,北印度洋风暴灾害的影响范围也会向西和南扩展,以至经常影响阿拉伯半岛和索马里半岛;地中海西部海岸,在北大西洋飓风活动频次和强度增强的情景下,未来有可能存在风暴潮的威胁。今后加强开展气候变化与海洋环境灾害风险方面的观测和基础应用研究,是提升21世纪海上丝绸之路海洋环境安全保障水平的主要任务之一。     

经略“21世纪海上丝绸之路”:综合应用平台建设

由于缺乏系统性的基础理论支撑,目前国内外尚无专业的"21世纪海上丝绸之路"综合应用系统,而远洋航海、战略支撑点建设、海洋工程设计、海洋资源开发、防灾减灾等对这方面的需求尤为迫切。文章首先探析"海上丝路"综合应用平台建设的重要性、紧迫性,规划构建涵盖海洋环境、资源、人文、地理、经济、法律案例的综合性"海上丝路"大数据,为国内和国际同行的"海上丝路"研究提供数据基础;进一步以海洋大数据为支撑,融入团队前期系列研究成果,规划构建贴近实用、查询便捷、理论体系完善的"海上丝路"综合应用平台,增强我国的海洋建设能力、海权维护能力、对南海局势的掌控能力,落实国家战略,切实呼应党中央提出的加强"一带一路"学术研究、理论支撑、话语体系的建设要求,为迈向深蓝提供科技支撑、辅助决策,助力人类社会的繁荣进步。     

海洋科技在21世纪海上丝绸之路建设中的作用

21世纪海上丝绸之路建设在海洋经济活动、海上综合保障等方面对海洋科技领域提出了新命题。在分析我国海洋技术优势领域的基础上,围绕科技创新政策伙伴关系、培育创新品牌、推进海洋经济和产业发展等方面,深入阐述了海洋科技领域在21世纪海上丝绸之路建设中的支撑作用,同时提出具体工作思路。     

“21世纪海上丝绸之路”风能资源时空变化评估

利用1979—2021 年的 ERA5 再分析资料,采用经验正交函数分解法、Mann-Kendall 趋势检验法等统计方法,对“21 世纪海上丝绸之路”相关海区的海表风场与风能密度的空间分布特征、季节变化特征以及长期变化趋势进行分析。结果表明：(1)研究海域风能密度在不同季节表现出很大的空间差异,夏季的阿拉伯海和孟加拉湾,冬季的中国南海,以及全年的热带南印度洋风能资源都极为丰富。(2)研究时段内,中国南海北部及附近海域、阿拉伯海西部、孟加拉湾西部以及热带西北印度洋风能密度等级整体较高。(3)研究海域的风能密度以年变化特征为主,其中中国南海风能密度的季节变幅最大且在春、秋两季表现出明显的转换特征。(4)在研究海区中,结合水深条件与风能密度时空变化特征的评估结果,可以重点关注台湾海峡、吕宋海峡、中南半岛东南沿海、阿拉伯海西部近岸海域及热带西北印度洋近岸大陆架海域风能资源的开发利用,加强其他海域风能资源的储备。此研究可为“21 世纪海上丝绸之路”风能资源的中长期开发规划提供依据。     

21世纪海上丝绸之路:海洋新能源大数据建设研究——以波浪能为例

文章构建国内外首份"21世纪海上丝绸之路"波浪能资源大数据框架,主要包括波浪能气候背景特征、波浪能等级区划、波浪能短期预报、涌浪能特征、资源长期变化趋势和资源中长期预测6大模块;按照三维网格和时间序列实现波浪能信息的全面数字化和全息化存储,对数据进行质量控制并实现四维可视化。研究成果可广泛运用于海上风能和海流能等海洋新能源的大数据建设,为国家和参与"21世纪海上丝绸之路"建设的决策人员、研究人员和工程人员提供数据支撑和决策支持,助力"21世纪海上丝绸之路"新能源开发。     

21世纪初期海上丝绸之路大陆岸线位置变化特征

基于遥感和GIS技术,利用Landsat影像目视解译提取2000和2015年海上丝绸之路大陆岸线数据,从整体、洲际尺度、国家尺度、热点区域和港口城市5个空间尺度分析大陆岸线位置变化特征.结果表明:(1)整体方面,2000年和2015年海上丝绸之路沿线地区岸线扩张和后退的比例(速度)分别约为8.21％(27 m·a–1)...     

21世纪海上丝绸之路海表温度异常与气候变率的相关性初探

区域性海洋系统及其环境要素(尤其是海表温度等)受到局地和其他不同时空尺度气候变率的交互影响,加之全球变暖背景下,区域气候和海洋变化、变率及灾害风险的不确定性会进一步加强,因而分析其间的净相关性是研究海洋环境要素变化机制机理和预测预报的重要前提。文章选取主要的海洋、大气变率和遥相关型,在一定程度滤除干扰信号后,分析探讨各气候变率对21世纪海上丝绸之路沿途海区(简称丝路海区)海表温度异常变化的相关性特征和差异。通过分析可为我国有关气候变化下区域海洋环境响应、预报减灾研究和决策以及海洋环境安全保障提供新的依据和科技支撑。