课题一 简介：
本课题共设4个子课题，分别是：子课题1—水下滑翔自主观测系统、子课题2—长期定点剖面观测型AUV系统、子课题3—深海热液探测AUV系统、子课题4—万米载人潜水器科学需求分析及概念设计。
针对专项中项目1“主流系与西太平洋暖池变异机制及其气候效应”、项目2“黑潮的驱动对中国近海生态系统的影响”和项目3“深海海洋环境与生态系统”的具体任务，对高时空分辨率现场观测数据或敏感区域自主观测的实际需求，研制实用的自主式连续观测系统，结合专项实际观测任务开展系统的海上试验、试用和使用工作。同时开展万米载人潜水器科学需求分析及概念设计。
构建具有高时空密度观测能力的自主式连续观测系统，该系统包括：2台300米级水下滑翔机、4台1000米级水下滑翔机，2台长期定点剖面观测型AUV系统，1台深海热液探测AUV系统，及万米载人潜水器概念设计报告。
重点解决核心问题包括：（1）提高水下滑翔机系统的功能、能力和实用性，使其满足专项的实际应用要求；构建水下滑翔机移动自主海洋观测系统，实现海洋环境高时空分别率的立体观测；（2）利用已有的AUV技术，实现敏感海域长期定点、垂直剖面的连续观测；（3）利用成熟的AUV技术，实现深海热液活动区域环境与生态系统的自主连续探测；（4）在已研制的载人潜水器“蛟龙号”的基础上开展万米载人潜水器的概念设计及关键技术识别研究。
本课题将在现有自主观测研究基础上，通过工程化、实用化和产品化的研究，加强质量控制，研制出满足专项实际应用需求的自主式连续观测系统。本课题研究工作的先导性体现在突破国际在自主式连续观测系统的技术的封锁，研制出拥有自主知识产权的实用装备。
课题二 简介：
本课题通过对海洋温度结构及变异研究提供高时空分辨率技术支持以及观测热通量、动量通量对热量的垂向输送，提供参数化方案为模式服务，并进行深海温度、盐度、海流剖面的三维探测与实时监测，来实现对专项中项目一、项目二和项目三的技术支撑。课题拟研制五类海洋连续观测装备，包括船载拖曳温深剖面连续测量系统一套，快速布放光纤温深潜标连续测量系统一套，深海通量与混合观测系统一套，深海水文气象实时立体监测系统一套以及深海的逆式回声探测设备三套。
研究方案：船载拖曳温深剖面连续测量系统和快速布放温深潜标连续测量系统拟采用低成本光纤光栅技术配合快速光谱分析方法进行温深测量；深海通量与混合观测系统拟采用快速温度传感器配以高精度罗经仪，在深海同时、同点获得海洋的三维流速序列和温度序列，通过涡动相关法就可以获得深海的热通量、湍流动量通量，结合ADCP测量的分层海流数据和温盐链测量的垂向平均温度梯度计算湍流混合率；深海水文气象实时立体监测系统采用水声通信技术和北斗卫星通信接收模块获取观测数据，通过网络实时接收观测数据；逆式回声仪通过测量声波从海底到海面的传播时间来反演海洋温度、盐度、海流及海面高度等参数。
拟解决的核心科学问题：关键传感器件的可靠性、一致性，规模化传感器集成与加强包覆型拖曳缆的结构设计；基于涡动相关法计算深海动量通量、热通量的新理论与方法等；解决水声数据传输技术、高可靠性集成观测技术、北斗2卫星高安全性数据传输技术和深海浮标锚定技术等难题；重点进行逆式回声探测设备中水下耐高压低频声学换能器系统的研究。
先导性与预期亮点成果：本课题首次研发大规模光纤温深拖曳阵阵列以及快速布放光纤温深潜标连续测试系统，为海洋温深测量提供新型的观测手段，属于国际领先技术；湍流动量通量、热通量和混合系统的开发将填补国内外空白；深海水文气象实时立体监测系统将填补国内深海水文气象立体实时监测的空白；逆式回声仪的研究将为我国大范围长期海洋观测计划的顺利实施提供设备保障。
课题三 简介：
科学技术目标及核心科学问题：深海海洋科学研究需要许多技术支撑，如“热液生态系统与深海生命的生存策略”中，如何高保真获取微生物样品？“黑潮驱动对南海生态系统影响”中，如何高质量获取营养盐数据及生物量剖面分布数据？“热液系统海底环境特征及其影响”中，如何获取热液及其物质分布数据？等等。对这些问题的解决，能为深海研究提供可靠的调查技术，形成自主知识产权，推动海洋技术的发展。
研究方案：本课题将在解决关键传感器技术的基础上，集成观测系统工程样机，在充分的水池试验、室内测试和海上试验基础上，完成定型样机的研制，并实现定型样机的应用。
预期亮点成果及先导性：课题针对专项中若干课题需要的传感器及探测技术，研发具有国际先进水平的传感器、深海取样设备及探测系统，形成具有自主知识产权的技术和产品，目前国内还没有系统的研究，具有明显的先导性。 研发水平的深海生物、生态环境探测技术及传感器及探测系统，研发高水平的深海热液探测技术及传感器，研发高水平的深海保真取样传感器及设备，形成自主知识产权的产品，可为我国开展深海探测提供有力的仪器设备，促进深海生物剖面结构探测和研究。
对上级专项任务的贡献：本课题成果是新型海洋观测系列传感器与采样系统，包括深海生态环境探测技术及传感器 、深海热液探测技术及传感器 、深海保真取样传感器 等三类设备，将为专项的“热液生态系统与深海生命的生存策略”、“黑潮驱动对南海生态系统影响”、“热液系统海底环境特征及其影响”、“海山生态系统结构及其与环境的关系”等课题提供探测手段，做出重要贡献。
