世界六大海洋科研中心创新资源研究报告

世界六大海洋科研中心创新资源研究报告美国伍兹霍尔海洋研究所、美国斯克里普斯海洋学研究所、法国海洋开发研究院、俄罗斯P.P.希尔绍夫海洋研究所、英国国家海洋中心、日本海洋科学技术中心是世界公认的六大海洋科研中心，在研发重点、资源配置、人才集聚、经费投入、工程管理、知识产权、合作交流、成果转化、机构设置和运营管理等方面的先进经验和做法，非常值得青岛海洋科学与技术国家实验室学习和借鉴。其中的优秀科学家、研发团队也将是青岛海洋科学与技术国家实验室人才引进、合作与交流的重点。为此，青岛市科技局组织力量对世界六大海洋科研中心开展了专题研究。主要针对每个机构的根本情况、经费预算、设施配置、人员教育、机构设置、研究方向等进行了分析，基于科学引文扩展数据库SCIE和汤姆森路透德温特世界专利数据库DWPI，利用文献计量方法和社会网络关系可视化方法，挖掘出了六大机构的主要科学家及研发团队，并对他们的研发方向、成果产出、影响指数和合作关系进行了分析，以供相关部门参考。一、伍兹霍尔海洋研究所一简介1根本情况美国伍兹霍尔海洋研究所Woods Hole Oceanographic Institution，简称WHOI，是美国大西洋海岸的综合性海洋科学研究机构，是世界上最大、私立、非盈利的海洋工程教育研究机构，位于美国马萨诸塞州伍兹霍尔。其前身是1888年在伍兹霍尔建立的海洋生物研究所。1927年，美国科学院海洋学委员会开始筹建海洋研究所，根据美国科学院的建议，于1930年成立WHOI。WHOI为非盈利机构，致力于海洋科学与工程研究以及海洋学科的高等教育。2经费预算WHOI的全年经费预算约为两亿美元，其中来源分布如下：大局部经费来源于政府资金，包括美国国家科学基金会、国家海洋与大气总署、其它美国及外国政府部门等；经费也来源于私人资金，包括WHOI基金会、私人捐献、其它基金会等；同时也有局部工业界资金，包括赞助研究和知识产权收入等。3设施开展WHOI管理、操作三艘全国共用的远洋考察船：Knorr号、Atlantis号、Oceanus号。其中Knorr号船长85米和Atlantis号船长83.5米为全球级远洋大船，归属于美国海军。而Oceanus号船长54米为中级远洋船，归属于美国科学基金会。Atlantis号是阿尔文号载人潜器的母船。这三艘船由美国大学国家海洋实验室系统UNOLS统一安排。WHOI同时管理多个国家海洋设施中心：国家深潜设施中心NDSF，其中包括阿尔文Alvin号载人潜器、遥控水下机器人Jason号、自主水下航行器Sentry号等；国家海洋科学加速器质谱仪设施；美国东北部国家离子探针设施；海底地震仪设施；玛莎葡萄园岛海岸观测站等。WHOI开展的大型研究合作工程包括：与沙特国王大学-国王阿卜杜拉科技大学的合作方案，以及美国海洋观测方案Ocean Observatories Initiative，OOI的沿海和全球节点方案。另外，多个美国与国际海洋科学大方案的中心曾经或正设立在WHOI，其中包括：全球通量联合研究方案、全球海洋生态系统动力学方案、国际大洋中脊地球与生命科学综合研究组织20072021年设在WHOI、美国洋中脊2000方案以及美国海洋碳循环生物化学方案等。4人员教育1972年起WHOI与麻省理工学院MIT共建研究生院：已经培养800多名博士。许多MITWHOI毕业生已成为美国及国际海洋科学技术的领导骨干。2021年，WHOI全所固定人员为800多人，另有博士后、研究生约391人，以及客座访问研究人员等181人。固定人员中包括：科学家151人、技术人员222人、技术支持人员111人、行政、设施和效劳人员268人、海洋船员52人、名誉退休后继续进行专业研究的科学家/技术/工程人员28人、兼职科学家35人。1972年，WHOI与麻省理工学院MIT共建了研究生院，其海洋学及应用海洋科学与工程联合培养方案已经培养数百名博士。许多MIT/WHOI毕业生已成为美国及国际海洋科学技术的领导骨干。5机构设置WHOI共设六个系：应用海洋物理与工程系、生物系、地质与地球物理系、海洋化学与地球化学系、物理海洋系、海洋政策中心。WHOI的四个研究所包括：海岸带海洋研究所、深海开发研究所、海洋与气候变化研究所以及海洋生命研究所。另外，WHOI设立了海洋/海底观测系统中心、北大西洋区域合作组织、海洋哺乳动物中心、伍兹霍尔海洋和人类健康中心等机构，开展伍兹霍尔资助方案。WHOI机构组织详见图1-1。图1-1 WHOI机构组织图6研究方向研究方向按照WHOI系设置可以分为主要的六个方向。应用海洋物理与工程系主要研究主题包括海-气局部与全球尺度的相互作用、混合过程、泥沙运输、河口海岸水体动力学、海洋声学、水下通讯、内波、信号处理、物理生物过程等。研究内容主要涉及五大领域：环境流体力学、海洋声学、水下机器人、观测系统和传感器以及工程效劳。应用海洋物理与工程系拥有载人潜水器Alvin号与无人潜水潜Jason号与ABE号。应用海洋物理与工程系同时开发了一套海底观测系统用于短期和长期测量。玛莎葡萄园岛海岸观测站MVCO集成了大气与海洋观测系统，并将实时数据提供给WHOI，可以为海岸带和气象学研究提供一个连续的多学科数据。此外，海洋物理与工程系工程师设计了一系列的仪器、机器人与观测系统，扩展了WHOI海洋科学研究的深度和广度。生物系研究的主题是海洋生物以及海洋生物与环境之间的相互作用。研究对象涉及各种海洋生物，如原核生物细菌和古细菌，病毒，原生生物，浮游植物，浮游动物，鱼类，海鸟和鲸鱼等。研究的范围从分子和细胞群落到生态系统整个级别。采用的研究方法包括传统的海洋学方法和现代创新的方法如分子生物学，基因组学和蛋白组学，声学，以及先进的光学成像技术。生物学家同时也与WHOI的工程师合作，开发新型的仪器仪表，用于海洋生物的现场采集和远程数据的改进。数据采用可描述海洋种群的空间和时间变化复杂的数学模型进行分析。生物学家还采用分子生物学和基因组的方法来了解不断变化的海洋环境。生物系优势研究领域包括：浮游动物生态学、浮游植物生态学包括有害的藻类、底栖生物和幼虫生态学、海洋微生物生态学和生物地球化学、建模与数学生态学、环境毒理学、海洋哺乳动物生物学、鱼类生态学、保护生物学、海洋化学和地质化学系主要研究生物化学、放射化学、海水化学。目前关注的研究方向包括：海岸带环境、深海包括通风口和海山、基地区域、大洋与中水区域及珊瑚礁。地质与地球物理系研究主题是地球、海洋与气候系统之间的相互作用。研究范围涉及海洋地质学地震、电磁学、重力、构造学、岩石学、地球化学、古海洋学与海岸和边缘地质学。研究的核心优势在于海洋盆地，构造板块运动、地球化学、地质学和生物学之间的相互作用、气候变化及关系到的海洋环流的变化过程以及对沿海生态系统和不断变化的气候影响。地质与地球物理系拥有大量先进设备设施，包括国家海洋科学加速质谱仪中心NOSAMS、东北离子探针中心NENIMF、极区海洋环境自动监测浮标工程IOEB及局部海底地震仪。海洋化学与地球化学系主要利用现场观测、实验室实验、计算机建模以及先进的分析技术研究海洋化学。研究内容涉及分析海洋化学元素的变化，海床、海岸带海洋边界的变化以及海气界面的交互。研究用于建立海洋化学与气候、人类活动对海洋环境造成的影响之间的相互关系。涉及大量的多学科交叉研究，包括海洋化学、地球化学、地质与微生物学。2021科学杂志上，副研究员马可库仑公开了一项结合海洋化学、古海洋学和微生物学的研究成果。库仑采用DNA技术重建了7000年前海洋浮游植物及其相关病的遗传特征。研究说明，在病毒与宿主种群的变化正好与环境变化是一致的。在过去的几年中，已举办一系列活动用于扩展研究范围，如药品研发以及生物燃料等。物理海洋系研究主题是洋流及海水的物理性质以及在地球气候和生态系统中的作用。涉及的内容包括海流动力学，空间尺度从厘米到全球尺度，时间尺度从秒到几千年；波浪现象；通过海洋盆地海流传输的热、盐度以及其他海水性质的变化；海洋的大气之间相互交换的热量、动量、淡水以及气体；以及大洋与河流、河口、边缘海、陆地冰之间的相互作用。物理海洋学对于全球气候、海洋混合、海岸带研究非常重要，同时对于初级生产力、热液喷口、海洋通量、二氧化碳存储的研究也是非常关键的。研究焦点包括海洋环流、气候变化、大陆架动力、海水混合以及海气相互作用。在“蓝水海洋学领域保持领军地位，同时在海岸带着域的研究也是领军团队之一。海洋政策中心主要进行社会科学研究包括经济、政策分析以及海洋科学根底研究中涉及的规定。研究领域包括海岸带营养盐污染、海洋观测系统经济、离岸风场、生物转化以及国际渔场管理。近期的研究专注于大型海洋生态系统以及海岸带变化对经济的影响。二主要科学家基于科学引文扩展数据库SCIE论文数据，利用Bibexcel文献分析软件，对WHOI近10年所发表的5003篇论文进行了研究，找出了发表论文数量排名前10位的科学家，以及发表论文数量排名前10位的华人科学家详见表1-1与表1-2。同时，对作者做h指数分析，h指数指一个人在其所有学术文章中有N篇论文分别被引用了至少N次，既可以反映科学家的论文的数量又可以反映质量。此外，基于汤姆森路透专利数据库，对WHOI近10年公开专利的情况进行了分析，得到公开专利数排名前10位的科学家详见表1-3。表1-1发表论文数排名前10位科学家Scott C. Doney，博士，海洋化学与地球化学系资深科学家、海洋与气候变化研究所所长、美国科学促进会会士、美国地球物理联合会会士。研究领域涵盖海洋学、气候、生物气球化学。大局部研究涉及全球碳循环、自然和人类活动下海洋生态的相应情况。目前研究的重点是由于海洋中二氧化碳的增加和其他化石燃料燃烧带来的化学物质导致的海洋酸化问题。Christopher M. Reddy，博士，海洋化学与地球化学系资深科学家。研究方向包括利用同位素技术研究海岸带和海水中有机污染物的来源、运输、沉淀的过程；有机污染物与沉积有机物之间的化学与物理相互作用；持久性有机化合物的微生物降解；开发新的分析技术用于环境化学的研究；利用有机地球化学研究海洋问题。Don Anderson，博士，生物系资深科学家。研究方向包括浮游植物生理生态学；赤潮及其他藻华现象；赤潮毒素；分子及免疫学；以及有害藻华的预防、控制和缓解方法研究。表1-2在WHOI发表论文数量排名前10的华裔科学家陈长胜，博士，美籍华人，现为美国麻省大学海洋科学和技术学院终身正教授，美国伍兹霍尔海洋研究院物理海洋系兼职科学家以及美国佐治亚大学海洋学院兼职教授。研究范围包括大洋西边界急流，大陆架波动，近岸急流，海洋锋面动力学，边界层理论，河口动力学，沉积物动力学和浅海、河口、湿地以及大湖生态动力学。2000年，陈长胜教授领导的实验室成功地建立了具有领先水平的非结构网格海洋环流与生态模型(FVCOM)，此模型综合了现有海洋有限差分模型和有限元模型的优点，解决了数值计算中浅海复杂岸界拟合、质量守恒以及计算有效性的难题。黄瑞新，博士，物理海洋学家，现就职于美国伍兹霍尔海洋研究所。主要研究方向为风生环流和热盐环流的理论和数值研究，及海洋环流与气候动力学的联系。黄瑞新教授在20世纪80年代以来长期致力于海洋环流理论研究，对通风温跃层、热盐环流等理论做出杰出奉献。林间，博士，美国伍兹霍尔海洋研究所资深研究员、亨利-比奇洛杰出海洋学家讲座教授、麻省理工学院/伍兹霍尔海洋研究所联合研究生院教授。1982年毕业于中国科技大学，1988年在美国布朗大学获得地球物理学博士学位；2007-2021年任国际大洋中脊地球与生命科学研究组织InterRidge主席；2007年中选美国地质学会会士，以表彰他“对全球大洋中脊及地震相互作用研究作出的具有创造性、重要性，以及持续性的奉献；2021年中选美国科学促进会会士，以表彰他“对地震学和海洋构造学研究的杰出奉献；他在地震学领域取得国际瞩目的研究成果，其文章引用率全球排名居于领先地位。表1-3 公开专利数排名前10位的科学家Matthew A. Charette，博士，海洋化学及地球化学资深科学家。研究领域涉及海岸带与大洋中的海洋化学；利用天然和人工反射性核素作为海洋过程示踪物的研究如地下水排放、颗粒有机物循环、微量金属沉积等；利用原位传感器遥感沿海海洋过程。Lee freitag，硕士，应用海洋物理与工程系高级工程师。主要研究水下声学信号处理，涉及延时估算、波束形成、水声通信、水下系统结构的设计和实施、工程工程及工程管理。Christopher M. Reddy，博士，海洋化学与地球化学系资深科学家。在近10年WHOI发表论文总数排名第2位，前面做过简单介绍。专利主要涉及环境化学领域的应用。三主要合作团队基于科学引文扩展数据库SCIE论文数据，利用Bibexcel文献分析软件，以及Pajek可视化工具，采用作者共现分析方法，针对WHOI主要的5个研究部门，绘制了合作团队。图1-2至图1-6中，圆圈的大小代表作者发表论文的数量，线的粗细代表合作的次数，并在合作网络的右侧给出了学术群体，以及成员的产出情况。图1-2应用物理与工程系主要合作团队图1-2给出了应用物理与工程系主要合作团队，可以看出主要分为两个学术群体。学术群体1是以Lynch J和林颖聪等人为主，主要从事水下声学的研究。学术群体2是以Yoerger D与Singh H为代表，主要从事无人水下机器人的研究。图1-3生物系主要合作团队图1-3给出了应用海洋物理与工程系主要合作团队，可以看出主要分为三个学术群体。学术群体1是以Wiebe P，Davis C以及Ashjian C等人为主，主要从事浮游动物的种群、群落、模型等领域的研究。学术群体2是以Tyack P与Johnson M为代表，主要从事海洋哺乳动物例如鲸类研究。学术群体3是以Casewell H 与Moore M为代表，主要从事生态群落的研究。图1-4 地质与地球物理系主要合作团队图1-4给出了地质与地球物理系主要合作团队，根据聚类分析，将合作团队分为3个学术群体。学术群体1以Blusztajn J, Clift P等为主，主要从事海洋、岛弧、玄武岩的同位素研究。学术群体2以Mcmanus J等为主，主要利用沉积柱研究气候变化。学术群体3是以Cohen A与Gaetani G等为主，主要从事海洋钙化，珊瑚礁等研究。图1-5 海洋化学与地球化学系图1-5给出了海洋化学与地球化学系主要合作团队，根据聚类分析，将合作团队分为2个学术群体。学术群体1以Reddy C等为代表，利用同位素技术研究海岸带和海水中有机污染物的来源、运输、沉淀的过程。学术群体2以Doney S为代表，研究全球碳循环，目前重点研究海洋酸化。图1-6 物理海洋系图1-6给出了物理海洋系系主要合作团队，根据聚类分析，将合作团队分为2个学术群体。学术群体1以Toole J，Pickart R等为代表，从事全球热通量、淡水交换、内波、西边界流、深海环流的研究。学术群体2以Beardsley R，Lentz S为代表，从事风、潮汐驱动的波浪数值模型研究。二、美国斯克里普斯海洋学研究所一简介1. 根本情况斯克里普斯海洋学研究所Scripps Institution of Oceanography是美国太平洋海岸的综合性海洋科学研究机构。1903年由W.E.里特教授创立，从事海洋生物研究。1912年归属加利福尼亚大学，以主办人姓氏定名为斯克里普斯生物学研究所。1925年由大学董事会改为现名，开始全面研究海洋。目前，斯克里普斯海洋学研究所是加利福尼亚大学圣迭戈分校所属单位，位于加里福尼亚州南部的港口城市圣迭戈郊区的拉霍亚镇。斯克里普斯海洋学研究所获得诺贝尔奖3项，美国国家科学奖18项，美国国家工程奖2项。2. 经费预算研究所全年经费约为1.7亿美元，其中来源分布如下：大局部经费来自于美国国家科学基金NSF、美国航空航天局NASA、国家海洋与大气总署NOAA、国防部、能源部以及其他政府部门。加州政府为研究所提供了约14%的经费。私人资金对于开发新的研究领域、购置设备等起到了非常重要的作用。3. 设施开展斯克里普斯海洋学研究所操作五艘海洋科考船：Roger RevelleAGOR 24号、Melville号、New Horizon号、Gordon Sproul号以及目前在建的Sally Ride号。其中，Roger Revelle号船长84.4米，3180吨、Melville号85米，2500吨以及Sally Ride号船长72吨，3200吨归属于美国海军。New Horizon号51米长，239吨以及Gordon Sproul号38米长，355吨归属于加利福尼亚大学。斯克里普斯海洋学研究所拥有一个漂浮仪器研究平台FLIP100米长，归属于海军，由海洋物理实验室(NPL)、斯克里普斯海洋学研究所以及加利福尼亚大学共同研发，平台用于地球物理、气象、物理海洋以及声学的研究，在大西洋和太平洋都做过相关实验。斯克里普斯海洋学研究所的栈桥研究平台也非常著名，栈桥长一千多英尺，上面有各种观测站和小艇用于海洋科学研究。栈桥内有一整套取水系统，该系统可以给整个研究所的实验室提供天然海水。斯克里普斯海洋学研究所的水动力实验室也非常著名，该实验室拥有两套造波系统，可以模拟海水的各种波动。此外，该所还具备多用途的岸上和船上计算机系统和海洋专业图书馆，以及“深海钻探方案岩心总库和供免费参观的水族馆等。4. 人员教育斯克里普斯海洋学研究所职员约有1600人，包括科学家和研究人员163人，其他学术研究人员315人，博士后101人，研究生259人，职员862人,职员包括工程师、船员等。此外，还有自愿者651人。斯克里普斯海洋学研究所提供在应用海洋科学、生物海洋学、气象科学、地球科学、地球物理、海洋生物、海洋化学与地球化学以及物理海洋学领域的硕士与博士学位，同时斯克里普斯海洋学研究所也提供本科教育效劳。5. 机构设置斯克里普斯海洋学研究所根本上分为3个研究部，分别为海洋生物、地球科学以及海洋与大气科学。海洋生物包括3个研究中心分别为：海洋生物技术与生物药品中心CMBB、综合海洋学研究部MBRD以及海洋生物研究部IOD；地球科学包括2个研究中心分别为：地球物理与行星物理研究所IGPP、地球科学研究部GRD；海洋与大气科学包括2个研究中心，分别为气象、大气科学与物理海洋学CASPO、以及海洋物理实验室MPL。3个研究部涉及的主要研究领域包括应用海洋科学、生物海洋学、气候海洋学、地质学、地理学、海洋生物、海洋化学及地球化学，物理海洋学等。此外，斯克里普斯海洋学研究所有多个多学科交叉小组、研究团队及大学研究所。此外，研究所下设多个管理与效劳部门，包括斯克里普斯水族馆AQ；海洋设施MarFac；海洋科学开展中心MSDS；加利福尼亚海洋补助中心SEA Grant；船只管理与海洋技术支持SO&MTS；斯克里普斯主任办公室(DO)以及供博士学位教学用的研究生院等。图2-1给出了美国斯克里普斯海洋学研究所组织结构示意图。图2-1 美国斯克里普斯海洋学研究所组织结构示意图6. 研究方向海洋生物技术与生物药品中心CMBB研究内容涉及海洋有机物生理学根底研究、海洋生物栖息地的管理与保护、环境监测与治理技术、重要商业化的海洋物种的基因工程、哺乳动物模型系统以及海洋有机药物开展。研究的重点包括：1海洋新药物的研发研究。海洋生物技术与生物药品中心与美国与加州大学圣地亚哥分校癌症中心、制药公司合作，开发海洋新药物。近期，斯克里普斯海洋化学家从一种稀有珊瑚中别离出一种化学物质，这种物质具有治疗乳腺癌和卵巢癌的潜力。其他斯克里普斯科学家从海绵中发现了一种物质，这种物质具有治疗炎症和疼痛潜力，且不存在阿司匹林和其他抗炎药带来的副作用。这被认为是一项革命性的突破，目前，被超过20家企业用于治疗炎症药物的研发；2海洋微生物研究。斯克里普斯研究人员在细菌、原生动物、病毒对海洋环境网络结构的作用，以及相应的对海洋碳循环的影响方面的研究一直处于领先水平。目前研究深入到微生物的生化和分子机制。这些研究将从根本上改变科学家预测海洋生态系统及其对应，气候变化和全球变暖的行为。例如，近期斯克里普斯的科学家发现细菌和硅藻相互作用将显著影响海洋中的硅循环和碳循环；3海洋病毒基因组研究。每公升海水约有十亿细菌和百亿病毒。研究海洋病毒完整的DNA序列；此外，还对人类疾病的过程、利用遗传学的方法生产海洋药物、清洁海洋污染物以及神经科学进行了研究。综合海洋学研究部MBRD是一个多学科交叉互相合作的部门。成员包括物理学家、生物学家、化学家以及海洋地质学家、工程师、技术人员、教育专家及行政管理人员。研究领域包括浮游底栖生态学、海岸带到大洋动力学、数据到信息系统，研究方法涉及野外作业、实验室研究以及计算机模拟。海洋生物研究部IOD研究方向主要包括细胞生物学、生态生物学、微生物学、生理学。具体涉及藻类生物燃料、胚胎发育生物化学、文昌鱼发育、发育模式的演变、功能基因组学、胚胎是如何感知和对环境的压力以及硬骨鱼类先天性免疫研究；进化遗传学、无脊椎动物种群和物种的遗传结构、无脊椎动物和鱼类分类学和生物地理学、古生物学、微生物生态学和群落结构、浮游植物生态学、珊瑚礁生态学、生物的演变和开展、生物保护学；海洋病毒、细菌和浮游植物，以及在生态环境的作用、共生微生物与海洋无脊椎动物、蓝藻；呼吸和能量代谢；感官生物学和生物发光；响应渗透胁迫；上皮细胞生理学；线粒体功能等。地球物理与行星物理研究所IGPP是加里福尼亚大学的校一级研究所,在戴维斯、洛杉矶、里弗赛德和圣迭戈分校设有分所。圣迭戈分所设在斯克里普斯海洋研究院内。研究主要涉及地震、地理学以及行星物理学研究。地震学研究具体包括，利用本期、区域以及全球的地震网络监测地震活动，包括地震级别、地震来源、地震原因等等。该所的研究工程有南加里福尼亚地壳动力学，全球性长期地震观测网的建设，地震灾害、强度、地震机理和地球结构的研究，海洋声学层析X射线摄影研究等。地球科学研究部GRD研究领域涵盖了大气、海洋和固体地球等多个领域，研究主题属于多学科交叉。研究的核心领域包括地球化学、宇宙化学陨石，小行星和其他行星体，古海洋和古气候，地层学和沉积学，地球生物学和古生态学，全球和区域构造学，古地磁学和水文地质等。气象、大气科学与物理海洋学CASPO研究海洋-大气相互作用的物理机制，其中也涉及到与化学、生物、水循环及社会问题。气候科学家主要从事海-气耦合模型的研究，并对于相关水资源、能源系统进行分析。大气科学家主要从事大气环流、云、降水、化学成分和辐射的短期和长期变化，并解释和预测这些变化。研究相应的传感器、制定无人机、卫星人物，绘制全球大气模型等。物理海洋学家主要从事海洋观测和理论数值模型的计算，包括海流、波浪、温度和盐度的变化。气象、大气科学与物理海洋学不断的设计新的仪器，如传感器、无人机、水下滑翔机等。海洋物理实验室MPL研究重点主要包括五大类别，包括海洋环境声学、信号处理、海洋物理学、地球物理学以及海洋技术，在海洋实验、开发仪器设备、数据分析、理论建模等领域具有很强实力。海洋环境声学包括一系列广泛的研究，涉及环境噪声、传播效应、声学衰减和散射特征、海洋哺乳动物。信号处理包括理论和自适应滤波、海面混响、探测技术以及波束形成理论。海洋光学研究包括海水的光学性质、海水的散射、吸收以及衰减特性，以及卫星海洋遥感研究。地震、雷达反演算法研究，基于观测数据提取模型参数信息，利用全球优化算法求解。带噪音的遥感研究，如利用重新边摸的地震噪声跟踪风暴等。才外，还包括海岸带观测研究、海-气相互作用、海洋化学、大气光学、水下成像、近岸波浪研究。二主要科学家美国斯克里普斯海洋学研究所共获得过三次诺贝尔奖。详情见表2-1。基于科学引文扩展数据库SCIE论文数据，利用Bibexcel文献分析软件，对Scripps海洋研究所近10年所发表的5503篇论文进行了研究，找出了发表论文数量排名前10位的科学家见表2-2，排名前5位的华人科学家见表2-3。此外，通过对Scripps海洋研究所的专利进行检索，发现专利的数量较少，不具有统计意义，因此没有列出。表2-1 诺贝尔奖获得者列表保罗克拉兹Paul Crutzen荷兰人、马里奥莫林Mario Molina墨西哥人和舍伍德罗兰F.SheRwood Rowland美国人获得了1995年的诺贝尔化学奖，表彰他们在平流层臭氧化学研究领域所做出的奉献，特别是提出了平流层臭氧受人类活动的影响问题，并进行了深入研究。Paul Crutzen 1933年生于荷兰阿姆斯特丹，1973年获Stockholm大学气象博士学位，现为美国斯克里普斯海洋研究所名誉教授，是瑞典皇家科学院、瑞典皇家工程科学院院士。Crutzen是大气化学家，尤其在开拓与臭氧有关的大气化学研究方面硕果累累。30多年前，Crutzen“第一次把臭氧问题摆在人们的面前，他指出：人类活动释放的少量物质能够损害全球范围的臭氧。Crutzen把平流层的研究引导上正确的道路。Mario Molina 1943年生于墨西哥城，1972年获美国加州大学贝克莱物理化学专业博士学位。他作为博士后研究人员参加了Rowland的研究小组，任助教，副教授。1989年就职于麻省理工学院，现任美国斯克里普斯海洋研究教授，是美国国家科学院院士，总统科技参谋委员会委员。IPCC的作用在全面、客观、公开和透明的根底上，评估与理解人为引起的气候变化、这种变化的潜在影响以及适应和减换方案的科学根底有关的科技和社会经济信息。Sccrips海洋研究所是政府间气候变化专门委员会IPCC成员。表2-2 发表论文数排名前10位科学家Gerwick WH，博士，海洋生物技术与生物药品中心教授。研究领域海洋天然产物生物合成、微藻生物燃料研究、抗癌抗炎热带疾病药物研究、海洋天然药物发现、蓝藻的分子遗传学、分子进化及合成等研究。Fenical W，博士，海洋生物技术与生物药品中心主任、海洋学教授。研究领域涉及海洋生物多样性及海洋生物保护、环境与人类健康、海洋生命等研究。Russell LM，博士，气象、大气科学与物理海洋学教授，研究领域涉及气溶胶化学及物理特性、气溶胶-云之间的相互作用、海-气交换、有机气溶胶、大气纳米粒子等研究。表2-3 论文数量排名前5位的华人科学家华人在Scripps有发表论文记录的人数在20人左右，表2-3给出了发表论文排名前5位的人员。谢尚平，博士，1984年毕业于山东海洋学院现中国海洋大学，1991年于日本东北大学获得博士学位，19911994年先后在美国普林斯顿大学和华盛顿大学做科学研究，19941999年于日本北海道大学任副教授，1999年起在美国夏威夷大学任教，为国际太平洋研究中心(IPRC)海洋气候研究组负责人、夏威夷大学大气科学系教授；2021年11月起，谢教授将就职于Scripps海洋研究所，并担任以Scripps海洋研究所前所长和加州大学圣地亚哥分校主要创始人命名的“Roger Revelle讲座教授一职。主要从事海洋及大气动力学、卫星遥感的应用、海气相互作用、气候变化等方面的研究。三主要合作团队基于科学引文扩展数据库SCIE论文数据，利用Bibexcel文献分析软件，以及Pajek可视化工具，采用作者共现分析方法，针对斯克里普斯海洋研究所主要的6个研究部门，绘制了合作团队。图2-2至图2-8中，圆圈的大小代表作者发表论文的数量，线的粗细代表合作的次数，并在合作网络的右侧给出了学术团队以及成员的产出情况。图2-2 海洋生物技术与生物药品中心CMBB图2-2给出了海洋生物技术与生物药品中心CMBB主要合作情况，集中在1个合作团队内。合作团队以Gerwick W为主，从事海洋天然产物生物合成、微藻生物燃料研究、抗癌抗炎热带疾病药物研究、海洋天然药物发现、蓝藻的分子遗传学、分子进化及合成等研究。图2-3 综合海洋学研究部MBRD图2-3给出了综合海洋学研究部MBRD主要合作情况，MBRD合作比拟广泛，根据聚类分析结果，主要集中在4个合作团队内。团队1以Moore B与Jensen P为代表，主要从事海洋生物多样性、海洋生命等研究。团队2以Holland N与Holland L为代表，主要从事海洋生命领域研究。团队3以Palenik B为代表，主要从事海洋生物多样性的研究。团队4以Smith J与Sandin S为代表，主要从事环境与人类健康领域的研究。图2-4 海洋生物研究部IOD图2-4给出了海洋生物研究部IOD主要合作情况，在IOD研究部中，主要分为2个合作团队。团队1以Levin L为代表，主要从事生物多样性及生物保护领域的研究。团队2以Landry M与Taylor A为代表，主要从事海洋生物、加利福尼亚海洋环境等领域的研究。图2-5 地球物理与行星物理研究所IGPP图2-5给出了地球物理与行星物理研究所IGPP主要合作情况，在IGPP研究部中，主要分为2个合作团队。团队1以Fricker H为代表，主要从事冰川与气候领域的研究。团队2以Staudigel H与 Koppers A为代表，主要从事领域全球气候变化、全球环境变化、理论与建模研究。图2-6 地球科学研究部GRD图2-6给出了地球科学研究部GRD主要合作情况，在GRD研究部中，主要分为2个合作团队。团队1以Weiss R为代表，主要从事地球化学、冰川与气候领域的研究。团队2以Hilton D为代表，主要从事地球化学、环境灾害领域的研究。图2-7 气象、大气科学与物理海洋学CASPO图2-7给出了气象、大气科学与物理海洋学CASPO主要合作情况，在CASPO研究部中，主要分为2个合作团队。团队1以Cayan D，Dettinger M为代表，主要从事全球变化以及加利福尼亚本地环境情况研究。团队2以Russell L与Prather K为代表，主要研究领域涉及气溶胶化学及物理特性、气溶胶-云之间的相互作用、海-气交换、有机气溶胶、大气纳米粒子等研究。图2-8 海洋物理实验室MPL图2-8给出了海洋物理实验室MPL主要合作情况，在GRD研究部中，主要分为3个合作团队。团队1以Hodgkiss W为代表，主要从事海洋中光学与声学中传输模型研究。团队2以Wiggins S为代表，主要研究领域涉及海洋声学及仪器。团队3以Stramski D 为代表，从事海洋光学领域的研究。三、法国海洋开发研究院一简介1. 根本情况法国海洋开发研究院IFREMER成立于1984年5月，由原在布雷斯特的法国国家海洋开发中心CNEXO和南特海洋渔业科学技术研究所ISTPM合并而成，英文全称French Research Institute for Exploitation of the Sea，简称IFREMER。法国海洋开发研究院是一个具有工业和商业性质的公开机构，由法国高等教育与研究部、生态部以及可持续开展能源部三个部门共同监管。法国海洋开发研究院是法国唯一的专门从事海洋开发研究和规划的重要部门。它同法国科研部协作，是法国海洋环境资源及海防方面科研政策的对外发言人。2. 经费预算法国海洋开发研究院的经费收入主要来自国家政府的拔款，年度预算为约合2.13亿欧元，其中并不包括国际经费。3. 设施开展法国海洋开发研究院的设施主要包括海洋科考船、数据中心、测试中心以及大型科学计算中心。2021年建立了法国海洋科考船队联合效劳中心，第一期四年。效劳中心由法国国家科学研究、法国海洋开发研究院、法国极地中心以及开展研究所支持。法国海洋研究船队由7艘远洋船只Marion Dufresne, Pourquoi pas, LAtalante, Thalassa, Le Surot, Anta and Alis、深海机器人以及6个海岸带调查船组成。7艘远洋船只可以进行除极地以外其他海洋区域的海洋调查，长短在30米-120米，船只可以进行海底地形测量，水下采用，沉积物岩芯收集等工作。此外，法国海洋开发研究院与海军签署了合作协议，可以使用Beautemps - Beaupr号，并与海洋设施交换小组OFEG建立了合作关系，加强与其他六个欧洲国家在船只使用上的合作。深海机器人包括深海载人机器人鹦鹉螺号、无人水下机器人Victor 6000下水深度可达6000米，以及拖曳式声呐、地震设备和采样等设备。6个海岸带调查船，分别为Europe号, Gwen Drez号, Thalia号, Ctes de la Manche号, Tethys II号and Haliotis号。九个数据中心分别为：数据中心深海底栖生态环境数据库Biocean、法国ERS处理与存档中心Cersat、海洋学现场数据coriolis中心、观测和预测系统、Quadrige2海洋带监测数据库、海洋数据网欧洲根底设施海洋学数据管理、带有地理信息海洋数据Sextant以及渔业信息系统以及海洋科学信息系统Sismer。测试中心分布在三个区域，分别在布雷斯特、洛里昂和布洛涅。测试设备主要有四种类型，分别为测试水槽4个、高压测试仓、环境控制设备冷、热、潮湿及太阳辐射、声学测试箱、校准和计量测试实验室。大型科学计算中心。海洋学建模、高分辨率卫星数据处理、海洋生物信息学、基因序列分析以及海洋工程、流体机械、结构设计等方面都需要密集型计算的需求。大型科学计算中心具有256个计算节点，每个节点包含两个intel处理器，每个节点都有24GB的内存。4. 人员教育研究所约有1600名科研工程技术和行政管理人员。法国海洋开发研究院设有博士后流动站。5. 机构设置法国海洋开发研究院新任院长是Jean-Yves Perrot先生。法国海洋开发研究院有1个科研办及4个科研部门，分别为生物资源与环境、物理资源与深海生态系统、海洋学与生态动力学以及海洋与数字根底设施；6个研究中心，分别为北海海峡中心、布列塔尼中心、大西洋中心、地中海中心、太平洋中心、以及海外机构法属波利尼西亚中心；26个工作站；以及支撑部门，分别为科学信息、通讯中心、调节和机构关系中心、欧洲和国际事务中心、海外代表、人力资源、法律事务、财政事务、商业开展以及海军设施和操作。图3-1给出了法国海洋开发研究院组织机构图。北海海峡中心，研究工程包括渔业资源管理：存量评估、种群变化、资源动态等；海岸带与海洋生态学；浮游动物研究；海岸水质及贝类生产区域的观测和监测；海岸带区域保护；北海海峡浮游植物和浮游动物监测；水产养殖。布列塔尼中心，研究工程包括海洋学数据中心建设；海洋和气候动力学、生物化学与地球化学；海洋监测业务化；大陆架研究；海岸带生态系统动态评估和监测；可持续开展的水产养殖；深海矿产、能源和生态资源；海洋和健康；生物资源勘探和生物资源升级；海岸带保护。大西洋中心，沿海生态系统的演化和监控；海洋与健康；生态渔业；可持续水产养殖；海洋生物技术。地中海中心，海洋和气候动力学、生物化学及地球化学；沿海生态系统的评估和监测；可持续水产养殖；海洋和健康；海岸带保护。海外机构，开展与本地的合作研究。图3-1 法国海洋开发研究院组织机构图6. 研究方向生物资源与环境研究部RBE，下设14个研究小组：基因改进、动物健康和环境研究SG2M，拉罗谢尔、La Tremblade、南特；生物地球化学、生态毒理学研究BE，布列斯特、南特及La Seyne；开发海洋新物种生物学BOME，蒙彼利埃、帕拉瓦；生物技术和海洋资源BRM，布列斯特、南特；海洋经济学EM，布列斯特；渔业生态与建模EMH，南特；环境微生物学与藻类毒素BIODIVENV，布列斯特；渔业资源-北海海峡HMMN，Boulogne sur Mer；渔业资源-比斯开湾HGS，安格雷，拉罗谢尔；渔业资源-地中海HM，赛特；新喀里多尼亚泻湖、生态系统与可持续水产养殖研究SMT，努米和圣文森特；海洋有机物功能生理学PFOM，Argenton、布列斯特；法属波利尼西亚海洋资源RMPF，塔希提岛以及渔业科学与技术STH，洛里昂。工作涉及渔业、水产养殖、生态毒理学、微生物学及生物技术领域的研究。旨在提高对海洋资源的利用能力及其可持续开展水平。这些对世界经济的开展意义重大，特别是渔业和水产养殖。Benoit Beliaeff为研究部主任，基地在大西洋研究中心。物理资源与深海生态系统研究部REM，下设3个研究小组：深海生态系统EEP，布列斯特；海洋地质科学GM，布列斯特以及技术研究RDT，布列斯特。工作涉及海洋地质学研究、海洋能源与深海生态系统以及相关技术和测试设施的研发。Lionel Lemonie为部门主任，研究基地位于布列塔尼中心。在2006年之前，该部门被称为卡诺研究所，主要进行海洋矿产和能源资源的可持续开发和利用研究。目前，该部门的研究具体包括：1大陆边缘形成理论研究，采用高分辨率地震仪放置海底，研究地球物理模型及边界评估，大陆边缘是全球变化的指标，同时也富有系统资源，如烃类资源，这类研究具有很高的社会经济意义；2地质和地球化学变化过程中涉及的热液活动和大洋中脊，定位不同地质环境中热液的活动情况，找出活泼区域，控制硫化物矿化的规模，该部门的研究提高了海底勘探效率；3地质灾害研究，针对石油勘探及海底电缆敷设时，防止地质灾害发生过程中带来的风险；4生态系统研究，多学科交叉研究，主要涉及深海生态系统和生物群落及生态环境之间的相互作用、生物多样性以及人类对环境的影响研究。海洋学与生态动力学研究部ODE，下设3个研究小组：滨海环境和水产养殖资源沿海实验室、沿海环境动力实验室DYNECO，布列斯特与南特、物理海洋实验室LPO与海洋空间实验室LOS。工作涉及海洋环境的监测、观测以及海岸带、海洋中尺度及大尺度动力学。Yann-Herv De Roeck为部门主任，研究基地位于布列塔尼中心。研究具体内容包括：利用Argo、卫星数据等观测、分析及模拟不同尺度的离岸海洋环流；在近岸和离岸水域之间的水动力循环；波浪和涌浪研究，海-气交换及机械能分析；沉积物运移，包括形态学变化、浊度及粒子通量；底栖生态系统研究，生态环境分布及其生物多样性，入侵物种扩散的时空性质；海岸带生态系统变化；数据网络的环境和健康监测；海洋生态系统微生物、浮游动物、开发利用物种动力学研究，可持续渔业和水产养殖，评估社会经济生态系统；滑翔机、无人驾驶飞机的技术创新，数据传输技术、传感器技术等。海洋与数字根底设施研究部IMN，下设3个研究小组：水下系统小组SM，La Seyne；科考船及船载设备NSE，布列斯特与La Seyne；信息系统与海洋数据效劳IDM，布列斯特与南特。主要涉及海洋船队、水下机器人、大型数据库及应用、ARGO浮标、海底EMSO观测方案等工程，为海洋科研提供根底设施。Pierre Cotty为部门主任，研究基地位于布列塔尼中心。具体工作包括：1船队与水下机器人技术支持，该部门根据科研的需求，构思、设计、建设、操作和管理与船队、水下机器人、船上装载系统相关的技术工程；2大型根底设施建设技术支持，研究团队开发并操作大型计算机系统，用于海洋数据的收集、校正、处理、存储以及分发，满足法国和欧洲其他国家的需求，Ifremer是欧洲海洋数据库海洋数据工程负责人，也是ARGO世界两大数据中心之一，同时也是法国国家海洋数据中心；3计算机及通讯效劳，为Ifremer所有站点提供计算机和通讯技术支持效劳。二主要科学家基于科学引文扩展数据库SCIE论文数据，利用Bibexcel文献分析软件，对法国海洋开发研究院近10年所发表的4295篇论文进行了研究，找出了发表论文数量排名前10位的科学家，见表3-1。通过检索文献以及查询官方网页发现法国海洋开发研究院的华人只涉及访问学者、交流学生，尚未有全职人员，因此未列出华人名单。此外，基于汤姆森世界专利数据库，对法国海洋开发研究院近10年公开专利的情况进行了分析，发现法国海洋开发研究院专利数量较少，因此只给出了专利数量排名前5位的科学家详见表3-2。表3-1 发表论文排名前10位科学家Pierre Boudry，博士，功能生理学研究室主任。研究领域为双壳类的基因组学，涉及海洋双壳类的数量遗传、育种、多倍体和细胞遗传学、基因组学和基因表达研究。参与大量的法国和欧盟工程。法国生物多样性研究基金委会员、期刊水产养殖、分子生态学、海洋生物学等评审专家、国家与国际工程评审委员。Peter Davies，博士，物理资源与深海生态系统研究技术研发室主任。研究研究领域涉及深海技术结构研究，包括复合材料压力容器深海应用、HMPE和芳纶纤维绳深海处理操作、海洋能转化系统中海水复合材料的老化、潮汐涡轮叶片的耐久性、在波浪载荷下涡轮叶片的变化情况。Tristan Renault，博士，生物资源与深海生态系统，研究涉及软体动物的健康、遗传及微生物学，主要是利用分子生物学和基因组学研究疾病和贝类的免疫系统。具体来说包括：鲍鱼病毒DNA检测、牡蛎中农药检测、太平洋牡蛎的疫情和传染病研究、太平洋牡蛎免疫效果研究、识别基因病毒编码方法、并与中国科学家合作研究中国扇贝急性坏死病毒基因序列等。表3-2 专利数量排名前5位科学家从表3-2中可以看出，法国海洋开发研究院的专利都集中在南特生物技术和海洋资源研究中心或者是技术效劳中心。Patrick Durand，博士，主要从事硅藻、褐藻多糖研究。具体研究涉及细胞离心分配色谱装置、具有抗肿瘤效应类胡萝卜素降解产物、海藻酸钠裂解酶用于海藻酸钠解聚、不饱和脂肪酸高纯化、获得硫酸多糖的方法以及由未加工褐藻类的脱氧半乳聚糖制得的多糖硫酸盐，抗凝血剂和抗互补剂，及其制备方法。三主要合作团队基于科学引文扩展数据库SCIE论文数据，利用Bibexcel文献分析软件，以及Pajek可视化工具，采用作者共现分析方法，对发表论文数量在10篇以上的法国海洋开发研究院的作者进行了分析，并采用聚类方法，共分出7个主要的合作网络。详见图3-2至图3-8，其中圆圈的大小代表作者发表论文的数量，线的粗细代表合作的次数，同时在合作网络的右侧给出了学术团队，以及成员的产出情况。图3-2 海洋生物生理功能学研究合作团队图3-2给出了海洋生物生理功能学研究合作团队，合作团队以Boudry P，Huvet A以及Lapegue为主，具体研究涉及双壳类特别是牡蛎的数量遗传、育种、多倍体和细胞遗传学、基因组学和基因表达等。图3-3 空间海洋学研究合作团队图3-3给出了空间海洋学合作团队，合作团队以Chapron B，Ardhuin F，Reul N以及Collard F为主，具体涉及合成孔径雷达，土壤湿度与海水盐度卫星应用研究，海外表波浪研究等。图3-4 海洋水产资源开发研究合作团队图3-4给出了海洋水产资源开发研究合作团队，团队以Bachere E以及Gueguen Y为核心，具体涉及大西洋白虾、黑虎虾、牡蛎等免疫性、基因表达、分子特征等等。图3-5地球化学及成矿研究合作团队图3-5给出了地球化学及成矿研究合作团队，团队以Bayon G为核心。具体研究涉及稀土元素测定、冷泉、深海烟囱，研究区域主要集中在地中海区域。图3-6 海洋生物毒素研究合作团队图3-6给出了海洋生物毒素研究合作团队，团队以Amzil Z为核心，具体研究涉及有害藻华、赤潮、麻痹性贝类毒素、甲藻硅藻毒素等。图3-7 渔业生态与模拟研究合作团队图3-7给出了渔业生态与模拟研究合作团队，团队以Mahevas S核心，具体研究渔业管理指标、生态经济模型、渔业资源保护、渔业网具尺度设计等。图3-8 底栖生物生态研究合作团队图3-8 给出了底栖生物生态研究合作团队，团队以Dubois S为核心，具体研究涉及利用稳定同位素分析底栖生物食物网。四、俄罗斯P.P.希尔绍夫海洋研究所一简介1. 根本情况P.P.希尔绍夫海洋研究所P.P.Shirshov Institute of Oceanology，是俄罗斯历史悠久，在海洋学领域规模最大的研究中心。成立于1946年，原名是苏联科学院海洋研究所，1939年由苏联科学院海洋学委员会首任主席.希尔绍夫组建的苏联科学院海洋研究室扩建而成。为纪念首任所长.希尔绍夫，1968年该所正式改为希尔绍夫海洋研究所。2. 设施开展该所调查船队拥有“勇士号、“库尔恰托夫院士号、“门捷列夫号、“宇航员.加加林号等十多艘海洋调查船，其中3艘吨位超过6000吨。以及“米尔、“双鱼座、“阿古斯号等载人潜水器，“米尔的潜水深度达6000米。3. 人员教育该所现有职工总数2000多人，其中800名研究人员。与俄罗斯领先的教育机构开展联合科研工作，如莫斯科国立大学，莫斯科物理技术学院，莫斯科国立技术大学，莫斯科国立地质学院莫斯科地质勘探学院等。在上述机构定期举办科学研讨会，学校学生参与海洋研究所的研究并完成文凭论文写作，设有5个博士点。4. 机构设置该所的总部设在莫斯科，内设四个研究部，下辖39个实验室和假设干研究组，分别从事海洋物理学、海洋地质学、海洋生物学以及海洋工程的综合研究。另外，设有大西洋分所加里宁格勒市、南局部所格林瑞克市、西北分所阿尔汉格尔斯克市、里海分所阿斯特拉罕市四个分所和一个圣彼得堡分部，分所侧重于某些专题和区域海洋学的研究并作为考察船的基地。组织机构示意图详见图4-1。表4-1给出了希尔绍夫海洋研究所4大研究部门中下属的实验室信息。图4-1 P.P.希尔绍夫海洋研究所组织结构示意图表4-1 希尔绍夫海洋研究所研究部门中下属的实验室信息部门实验室名称 海洋物理部海洋相互作用实验室+7 499-124-59-94实验海洋物理实验室+7 499-124-63-92海洋湍流的实验室+7 499-124-63-96地球物理流体动力学实验室+7 499-124-75-72非线性波过程实验室+7 499-124-75-65水文物理领域的实验室+7 499-124-77-33水文过程的实验室+7 499-129-19-45海流的实验室+7 499-124-63-83海洋光学的实验室+7 499-124-75-83海气相互作用和气候+7 499-124-79-85海洋声学实验室+7 499-124-85-38噪音和声音的波动实验室+7 499-124-72-90海洋生物部生物水化学实验室+7 499-124-77-42浮游生物生