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大灣區GBA專題:新數據互動系統 「看穿」灣區海洋 港科學家團隊研發 盼助平衡保育與發展

【明報專訊】廣東省政府去年底印發《廣東省海洋經濟發展十四五規劃》,提出深化粵港澳大灣區海洋合作。對於大灣區海洋合作,香港物理海洋學家、港科大(廣州)地球與海洋大氣科學學域署理主任甘劍平認為,過往香港的海洋研究單純着眼污染物探測和研究,實際上整個大灣區經濟民生都與海洋學(物理海洋學、化學海洋學、生物海洋學和海洋地質學)研究息息相關,其團隊多年從事海洋觀測和模擬研究,並於3月推出全國首個互動海洋模擬系統和可視化平台WavyOcean,透過收集大灣區乃至中國海和西太平洋水域數據分析,讓政策制訂者能於海洋保育和社會發展之間取得平衡。

明報記者 林迎

科大廣州校開新科 融合「陸海氣」

由港科大(廣州)開設的地球與海洋大氣科學學域,是內地首個打破過往陸地、海洋與大氣研究「各自為政」狀態的學科,作為這個全新學域的主任,甘劍平(圖)說海洋研究與很多學科都息息相關,故必須綜合各學科知識,方能提升海洋研究水平。

甘教授指出,香港過去十幾年的海洋研究主要針對污染物,過於單一。實際上,海洋科學包括物理海洋學、化學海洋學、生物海洋學和海洋地質學,而且陸地、海洋、大氣同屬地球系統,三者共同影響區域氣候和生態系統,當中研究最少、對人類影響卻最大的正是海洋。

港海洋研究單一 集中污染物

隨着國家對海洋戰略、生態環保的重視升級,沿海省份如福建、廣西、海南等紛紛組建海洋大學,非沿海省份的大學也成立海洋學院或學系,全國至少有50多個相關學系,這正是因為海洋研究與經濟民生息息相關。同時,廣東作為海洋大省,海岸線長度居全國首位,海域面積居全國第二;數據顯示,2020年廣東海洋生產總值1.72萬億元人民幣,約佔全省生產總值15.5%,佔全國海洋生產總值21.6%,連續26年居全國首位。

海洋產業不止是觀光旅遊、體育運動,還有水產養殖,「不用說大灣區,香港的南丫島、西貢,養殖業都非常重要」,甘教授還表示,海洋工程如港珠澳大橋,填海項目如「明日大嶼」,都與海洋學密不可分。他又指出,要研究香港的海洋,就必須研究相連的大灣區海域、南海乃至西太平洋,因小的海域受大的影響,大的受小的制約,「海洋是不能建一堵牆把各海域的相互影響分開來」。但甘教授稱,過去資金、設施不足,海洋研究又需現場調查,要有調查船出海,更是難上加難。

申放監測浮標 經多部門耗時一年

甘教授團隊數年前開始參與港府資助的Ocean-HK項目,研究大灣區海域富營養化問題,並在大嶼山南部的香港水域放置首個海洋監測浮標,監測生物化學、溫度、鹽度等各項指標。但當時僅是放浮標便要得到警務處、海事處、地政署等多個政府部門批准,申請耗時近一年;之後還要每個月派人出海維護浮標,否則會生滿海藻,但有時海面有風浪,維護就無法進行,更極端的情况是浮標被人偷走。由於香港海域受珠江口影響,甘教授團隊還要向內地政府申請,去年4月才終可在內地水域投放浮標。

浮標是一個「點」,科考船出海觀測是一個「面」,「但海洋時刻在變,無論你怎麼看也看不完,單靠觀測的話,時間和空間都受到限制」。故透過蒐集觀測數據,整理成理論、轉化為公式,可建立覆蓋時空的數字化海洋數值模擬系統,對海洋的研究就毋須「盲人摸象」。

平台上月問世 「可診斷可預報」

團隊經過多年努力,全國首個互動海洋環境模擬可視化平台WavyOcean終在今年3月推出,平台利用海洋數值模擬技術,以影像呈現包括粵港澳大灣區海域、整個中國海以及西太平洋的海域變化,並提供如三維海洋環流、溫度、鹽度、硝氮濃度、葉綠素、溶解氧等物理和生物地質化學變化的環境數據,以及風力、溫度和壓力等氣象數據供下載,為未來的海洋水動力、災害、污染、生態系統和氣候變化研究提供有力基礎。同時,作為一個「可診斷、可預報」的高科技平台,WavyOcean可為本港及大灣區涉及海洋領域等重要政策提供寶貴數據,為區域內行政和經濟發展決策提供有力的科學依據。

甘教授稱,WavyOcean目前是國內最完善、提供最多變量數據的模型。他解釋,模型是基於過去觀測數據,用流體數值計算模擬出影像,而不斷蒐集到的新數據亦會對模型不斷驗證、改善。WavyOcean的誕生令香港海洋研究的水平得到整體提升,同時港科大(廣州)也成立了地球與環境中央實驗室,購入海洋現場調查及實驗室所需的各類儀器,並有大型運算系統。「我們會建立多方位的能力,對區域地球系統進行研究。」甘教授道。

自然科學人才門檻高 盼集各科精英融合

雖然有了硬件,但甘教授眼中,科研人才更重要。「現在年輕科研人員缺口很大,無論是香港或內地,好的(年輕人)都缺。」甘教授認為,自然科學研究除需十分投入,同時需有良好科學訓練和電腦能力,門檻相當高。作為首個「陸海氣」跨學科融合的學域掌門人,甘教授最希望網羅各學科精英,包括海洋學、大氣科學、地球表面過程,或是數學、物理、電腦,「必須是各自學科中的優秀人才,否則不可能融合,也沒有融合意義」。

之所以求才若渴,因為在他眼中,一個學者「如果沒有各自學科的優秀專長而講多學科融合,那不可能有好的融合」。甘教授形容,情况就如同沒錢的人約一場「AA制」飯局,旁人只會覺得當中有詐;但如果是「有料」之人牽頭,眾人聯合起來發揮各自長項,才能「吃」出精彩。

「未來對人才的需求都是多學科的,雖然科大(廣州)是新的學校,但前景很好,潛力巨大。」甘教授不忘賣廣告,鼓勵有志的年輕人投身海洋科學,「我們把『區域地球系統』這一新概念引入教學科研,這是現在最綜合的環境研究方向。無論是本科的深度,還是跨科的廣度,學生們都會得到最好的訓練、將來能有走得更遠的能力」。

相關字詞﹕港科大(廣州) 海洋污染 海洋科技 大灣區

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