世界六大海洋科研中心创新资源研究汇报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六大海洋科研中心,在研发关键、资源配置、人才集聚、经费投入、项目管理、知识产权、合作交流、结果转化、机构设置和运行管理等方面优异经验和做法,很值得青岛海洋科学和技术国家试验室学习和借鉴。其中优异科学家、研发团体也将是青岛海洋科学和技术国家试验室人才引进、合作和交流关键。
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。关键针对每个机构基础情况、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),利用文件计量方法和社会网络关系可视化方法,挖掘出了六大机构关键科学家及研发团体,并对她们研发方向、结果产出、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)介绍11.基础情况美国伍兹霍尔海洋研究所(WoodsHoleOceanographicInstitution),简称WHOI,是美国大西洋海岸综合性海洋科学研究机构,是世界上最大、私立、非盈利海洋工程教育研究机构,在美国马萨诸塞州伍兹霍尔。其前身是1888年在伍兹霍尔建立海洋生物研究所。1927年,美国科学院海洋
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学委员会开始筹建海洋研究所,依据美国科学院提议,于1930年成立WHOI。WHOI为非盈利机构,致力于海洋科学和工程研究和海洋学科高等教育。
22.经费预算WHOI整年经费预算约为两亿美元,其中起源分布以下:大部分经费起源于政府资金,包含美国国家科学基金会、国家海洋和大气总署、其它美国及外国政府部门等;经费也起源于私人资金,包含WHOI基金会、私人捐献、其它基金会等;同时也有部分工业界资金,包含赞助研究和知识产权收入等。
33.设施发展WHOI管理、操作三艘全国共用远洋考察船: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母船。这三艘船由美国大学-国家海洋试验室系统(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),其中包含阿尔文(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察站等。
WHOI开展大型研究合作项目包含:和沙特国王大学-国王阿卜杜拉科技大学合作计划,和美国海洋观察计划
(OceanObservatoriesInitiative,OOI)沿海和全球节点计划。另
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外,多个美国和国际海洋科学大计划中心曾经或正设置在WHOI,其中包含:全球通量联合研究计划、全球海洋生态系统动力学计划、国际大洋中脊地球和生命科学综合研究组织(20XX20XX年设在WHOI)、美国洋中脊20XX计划和美国海洋碳循环生物化学计划等。 44.人员教育1972年起WHOI和麻省理工学院(MIT)共建硕士院:已经培养800多名博士。很多MIT/WHOI毕业生已成为美国及国际海洋科学技术领导骨干。
20XX年,WHOI全所固定人员为800多人,另有博士后、硕士约391人,和客座访问研究人员等181人。固定人员中包含:科学家151人、技术人员222人、技术支持人员111人、行政、设施和服务人员268人、海洋船员52人、声誉退休后继续进行专业研究科学家/技术/工程人员28人、兼职科学家35人。1972年,WHOI和麻省理工学院(MIT)共建了硕士院,其海洋学及应用海洋科学和工程联合培养计划已经培养数百名博士。很多MIT/WHOI毕业生已成为美国及国际海洋科学技术领导骨干。
55.机构设置WHOI共设六个系:应用海洋物理和工程系、生物系、地质和地球物理系、海洋化学和地球化学系、物理海洋系、海洋政策中心。WHOI四个研究所包含:海岸带海洋研究所、深海开发研究所、海洋和气候改变研究所和海洋生命研究所。另外,WHOI设置了海洋/海底观察系统中心、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,开展伍兹霍尔资助计划。WHOI机构组织详见图1-1。
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图1-1WHOI机构组织图
66.研究方向研究方向根据WHOI系设置能够分为关键六个方向。 应用海洋物理和工程系关键研究专题包含海-气局部和全球尺度相互作用、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。研究内容关键包含五大领域:环境流体力学、海洋声学、水下机器人、观察系统和传感器和工程服务。应用海洋物理和工程系拥有载人潜水器Alvin号和无人潜水潜Jason号和ABE号。应用海洋物理和工程系同时开发了一套海底观察系统用于短期和长久测量。玛莎葡萄园岛海岸观察站(MVCO)集成了大气和海洋观察系统,并将实时数据提供给WHOI,能够为海岸带和气象学研究提供一个连续多学科数据。另外,海洋物理和工程系工程师设计了一系列仪器、机器人和观察系统,扩展了WHOI海洋科学研究深度和广度。
生物系研究专题是海洋生物和海洋生物和环境之间相互作用。研究对象包含多种海洋生物,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。研究范围从分子和细胞群落到生态系统整个等级。采取研究方法包含传统海洋学方法和现代创新方法如分子生物学,基因组学和蛋白组学,声学,和优异光学成像技术。生物学家同时也和WHOI工程师合作,开发新型仪器仪表,用于海洋生物现场采集和远程数据改善。数据采取可描述海洋种群空间和时间改变复杂数学模型进行分析。生物学家还采取分子生物
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学和基因组方法来了解不停改变海洋环境。生物系优势研究领域包含:浮游动物生态学、浮游植物生态学(包含有害藻类)、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、建模和数学生态学、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关键硕士物化学、放射化学、海水化学。现在关注研究方向包含:海岸带环境、深海(包含通风口和海山)、基地域域、大洋和中水区域及珊瑚礁。
地质和地球物理系研究专题是地球、海洋和气候系统之间相互作用。研究范围包含海洋地质学(地震、电磁学、重力)、结构学、岩石学、地球化学、古海洋学和海岸和边缘地质学。研究关键优势在于海洋盆地,结构板块运动、地球化学、地质学和生物学之间相互作用、气候改变及关系到海洋环流改变过程和对沿海生态系统和不停改变气候影响。地质和地球物理系拥有大量优异设备设施,包含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项目(IOEB)及部分海底地震仪。
海洋化学和地球化学系关键利用现场观察、试验室试验、计算机建模和优异分析技术研究海洋化学。研究内容包含分析海洋化学元素改变,海床、海岸带海洋边界改变和海气界面交互。研究用于建立海洋化学和气候、人类活动对海洋环境造成影响之间相互关系。包含大量多学科交叉研究,包含海洋化学、地球化学、地质和微生物学。20XX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研究结果。库仑采取DNA技术重建了70前海洋浮游植物及
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其相关病遗传特征。研究表明,在病毒和宿主种群改变恰好和环境改变是一致。在过去几年中,已举行一系列活动用于扩展研究范围,如药品研发和生物燃料等。
物理海洋系研究专题是洋流及海水物理性质和在地球气候和生态系统中作用。包含内容包含海流动力学,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;经过海洋盆地海流传输热、盐度和其它海水性质改变;海洋大气之间相互交换热量、动量、淡水和气体;和大洋和河流、河口、边缘海、陆地冰之间相互作用。物理海洋学对于全球气候、海洋混合、海岸带研究很关键,同时对于初级生产力、热液喷口、海洋通量、二氧化碳存放研究也是很关键。研究焦点包含海洋环流、气候改变、大陆架动力、海水混合和海气相互作用。在蓝水海洋学领域保持领军地位,同时在海岸率领域研究也是领军团体之一。
海洋政策中心关键进行社会科学研究包含经济、政策分析和海洋科学基础研究中包含要求。研究领域包含海岸带营养盐污染、海洋观察系统经济、离岸风场、生物转化和国际渔场管理。近期研究专注于大型海洋生态系统和海岸带改变对经济影响。
(二)关键科学家基于科学引文扩展数据库(SCIE)论文数据,利用Bibexcel文件分析软件,对WHOI近所发表5003篇论文进行了研究,找出了发表论文数量排名前10位科学家,和发表论文数量排名前10位华人科学家(详见表1-1和表1-2)。同时,对作者做h指数分析,h指数指一个人在其全部学术文章中有N篇论文分别被引用了最少N
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次,既能够反应科学家论文数量又能够反应质量。另外,基于汤姆森路透专利数据库,对WHOI近公开专利情况进行了分析,得到公开专利数排名前10位科学家(详见表1-3)。
表1-1发表论文数排名前10位科学家ScottC.Doney,博士,海洋化学和地球化学系资深科学家、海洋和气候改变研究所所长、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。大部分研究包含全球碳循环、自然和人类活动下海洋生态对应情况。现在研究关键是因为海洋中二氧化碳增加和其它化石燃料燃烧带来化学物质造成海洋酸化问题。
ChristopherM.Reddy,博士,海洋化学和地球化学系资深科学家。研究方向包含利用同位素技术研究海岸带和海水中有机污染物起源、运输、沉淀过程;有机污染物和沉积有机物之间化学和物理相互作用;持久性有机化合物微生物降解;开发新分析技术用于环境化学研究;利用有机地球化学研究海洋问题。
DonAnderson,博士,生物系资深科学家。研究方向包含浮游植物生理生态学;赤潮及其它藻华现象;赤潮毒素;分子及免疫学;和有害藻华预防、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生正教授,美国伍兹霍尔海洋研究院物理海洋系兼职科学家和美国佐治亚大学海洋学院兼职教授。研究范围包含大洋西边界急流,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、
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河口、湿地和大湖生态动力学。20XX年,陈长胜教授领导试验室成功地建立了含有领先水平非结构网格海洋环流和生态模型(FVCOM),此模型综合了现有海洋有限差分模型和有限元模型优点,处理了数值计算中浅海复杂岸界拟合、质量守恒和计算有效性难题。
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。关键研究方向为风生环流和热盐环流理论和数值研究,及海洋环流和气候动力学联络。黄瑞新教授在20世纪80年代以来长久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贡献。 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硕士院教授。1982年毕业于中国科技大学,1988年在美国布朗大学取得地球物理学博士学位;20XX-20XX年任国际大洋中脊地球和生命科学研究组织(InterRidge)主席;20XX年当选美国地质学会会士,以表彰她对全球大洋中脊及地震相互作用研究作出含有发明性、关键性,和连续性贡献;20XX年当选美国科学促进会会士,以表彰她对地震学和海洋结构学研究杰出贡献;她在地震学领域取得国际瞩目标研究结果,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位科学家MatthewA.Charette,博士,海洋化学及地球化学资深科学家。研究领域包含海岸带和大洋中海洋化学;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。
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Leefreitag,硕士,应用海洋物理和工程系高级工程师。关键研究水下声学信号处理,包含延时估算、波束形成、水声通 信、水下系统结构设计和实施、项目工程及项目管理。
ChristopherM.Reddy,博士,海洋化学和地球化学系资深科学家。在近WHOI发表论文总数排名第2位,前面做过简单介绍。专利关键包含环境化学领域应用。
(三)关键合作团体基于科学引文扩展数据库(SCIE)论文数据,利用Bibexcel文件分析软件,和Pajek可视化工具,采取作者共现分析方法,针对WHOI关键5个研究部门,绘制了合作团体。图1-2至图1-6中,圆圈大小代表作者发表论文数量,线粗细代表合作次数,并在合作网络右侧给出了学术群体,和组员产出情况。
图1-2应用物理和工程系关键合作团体图1-2给出了应用物理和工程系关键合作团体,能够看出关键分为两个学术群体。学术群体1是以LynchJ和林颖聪等人为主,关键从事水下声学研究。学术群体2是以YoergerD和SinghH为代表,关键从事无人水下机器人研究。 图1-3生物系关键合作团体图1-3给出了应用海洋物理和工程系关键合作团体,能够看出关键分为三个学术群体。学术群体1是以WiebeP,DavisC和AshjianC等人为主,关键从事浮游动物种群、群落、模型等领域研究。学术群体2是以TyackP和JohnsonM为代表,关键从事海洋哺乳动物比如鲸类研究。学术群体3是以CasewellH和MooreM为代表,关键从事生态群落研究。
图1-4地质和地球物理系关键合作团体图1-4给出了地质和地球物理
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系关键合作团体,依据聚类分析,将合作团体分为3个学术群体。学术群体1以BlusztajnJ,
CliftP等为主,关键从事海洋、岛弧、玄武岩同位素研究。学术群体2以McmanusJ等为主,关键利用沉积柱研究气候改变。学术群体3是以CohenA和GaetaniG等为主,关键从事海洋钙化,珊瑚礁等研究。
图1-5海洋化学和地球化学系图1-5给出了海洋化学和地球化学系关键合作团体,依据聚类分析,将合作团体分为2个学术群体。学术群体1以ReddyC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起源、运输、沉淀过程。学术群体2以DoneyS为代表,研究全球碳循环,现在关键研究海洋酸化。
图1-6物理海洋系图1-6给出了物理海洋系系关键合作团体,依据聚类分析,将合作团体分为2个学术群体。学术群体1以TooleJ,Pickart R等为代表,从事全球热通量、淡水交换、内波、西边界流、深海环流研究。学术群体2以BeardsleyR,LentzS为代表,从事风、潮汐驱动波浪数值模型研究。
二、美国斯克里普斯海洋学研究所(一)介绍11..基础情况斯克里普斯海洋学研究所(ScrippsInstitutionofOceanography)是美国太平洋海岸综合性海洋科学研究机构。19由W.E.里特教授创建,从事海洋生物研究。19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,开始全方面研究海洋。现在,斯克里普斯海洋学研究所是加利福尼亚大学圣迭戈
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分校所属单位,在加里福尼亚州南部港口城市圣迭戈郊区拉霍亚镇。斯克里普斯海洋学研究所取得诺贝尔奖3项,美国国家科学奖18项,美国国家工程奖2项。
22..经费预算研究所整年经费约为1.7亿美元,其中起源分布以下:大部分经费来自于美国国家科学基金(NSF)、美国航空航天局(NASA)、国家海洋和大气总署(NOAA)、国防部、能源部和其它政府部门。加州政府为研究所提供了约14%经费。私人资金对于开发新研究领域、购置设备等起到了很关键作用。
33..设施发展斯克里普斯海洋学研究所操作五艘海洋科考船:RogerRevelle(AGOR24)号、Melville号、NewHorizon号、GordonSproul号和现在在建SallyRide号。其中,RogerRevelle号(船长84.4米,3180吨)、Melville号(85米,2500吨)和SallyRide号(船长72吨,3200吨)归属于美国海军。NewHorizon号(51米长,239吨)和GordonSproul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FLIP (100米长),归属于海军,由海洋物理试验室(NPL)、斯克里普斯海洋学研究所和加利福尼亚大学共同研发,平台用于地球物理、气象、物理海洋和声学研究,在大西洋和太平洋全部做过相关试验。斯克里普斯海洋学研究所栈桥研究平台也很著名,栈桥长一千多英尺,上面有多种观察站和小艇用于海洋科学研究。栈桥内有一整套取水系统,该系统能够给整个研究所试验室提供天然海水。
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斯克里普斯海洋学研究所水动力试验室也很著名,该试验室拥有两套造波系统,能够模拟海水多种波动。另外,该所还含有多用途岸上和船上计算机系统和海洋专业图书馆,和深海钻探计划岩心总库和供无偿参观水族馆等。
44..人员教育斯克里普斯海洋学研究所职员约有1600人,包含科学家和研究人员163人,其它学术研究人员315人,博士后101人,硕士259人,职员862人,职员包含工程师、船员等。另外,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、海洋化学和地球化学和物理海洋学领域硕士和博士学位,同时斯克里普斯海洋学研究所也提供本科教育服务。
55..机构设置斯克里普斯海洋学研究所基础上分为3个研究部,分别为海洋生物、地球科学和海洋和大气科学。海洋生物包含3个研究中心分别为:海洋生物技术和生物药品中心(CMBB)、综合海洋学研究部(MBRD)和海洋生物研究部(IOD);地球科学包含2个研究中心分别为:地球物理和行星物理研究所(IGPP)、地球科学研究部(GRD);海洋和大气科学包含2个研究中心,分别为气象、大气科学和物理海洋学(CASPO)、和海洋物理试验室(MPL)。3个研究部包含关键研究领域包含应用海洋科学、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。另外,斯克里普斯海洋学研究全部多个
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多学科交叉小组、研究团体及大学研究所。
另外,研究所下设多个管理和服务部门,包含斯克里普斯水族馆(AQ);海洋设施(MarFac);海洋科学发展中心(MSDS);加利福尼亚海洋补助中心(SEAGrant);船只管理和海洋技术支持(SOamp;MTS);斯克里普斯主任办公室(DO)和供博士学位教学用硕士院等。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。
MargaretLeinen所长/副校长/海洋科学学院院长Shearer,Peter海洋科学学院副院长Appelgate,Bruce副所长分管船只管理与海洋技术支持Ritzman,Kathleen所长助理Bennett,Doug副校长助理Tauxe,Lisa系主任、教育部门副主任Driscoll,Neal地球、海洋与星球地球科学项目负责人Rudnick,Daniel气候、海洋-大气项目负责人Palenik,Brian海洋生物项目负责人Gee,Jeff科研部门副主任Agnew,Duncan地球科学部负责人Levin,Lisa生物部负责人Cornuelle,Bruce海洋与大气部负责人Hillgarth,Nigella水族馆负责人海洋设施部海洋科学与发展中心加利福尼亚海洋补助中心船只管理与海洋技术支持主任办公室图2-1美国斯克里普斯海洋学研究所组织结构示意图66..研究方向海洋生物技术和生物药品中心(CMBB)研究内容包含海洋有机物生理学基础研究、海洋生物栖息地管理和保护、环境监测和治理技术、关键商业化海洋物种基因工程、哺乳动物模型系统和海洋有机药品发展。研究关键包含:1)海洋新药品研发研究。海洋生物技术和生物药品中心和美国和加州大学圣地亚哥分校癌症中心、制药企业合作,开发海洋新药品。近期,
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斯克里普斯海洋化学家从一个稀有珊瑚中分离出一个化学物质,这种物质含有诊疗乳腺癌和卵巢癌潜力。其它斯克里普斯科学家从海绵中发觉了一个物质,这种物质含有诊疗炎症和疼痛潜力,且不存在阿司匹林和其它抗炎药带来副作用。这被认为是一项革命性突破,现在,被超出20家企业用于诊疗炎症药品研发;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作用,和对应对海洋碳循环影响方面研究一直处于领先水平。现在研究深入到微生物生化和分子机制。这些研究将从根本上改变科学家估计海洋生态系统及其对应,气候改变和全球变暖行为。比如,近期斯克里普斯科学家发觉细菌和硅藻相互作用将显著影响海洋中硅循环和碳循环;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DNA序列;另外,还对人类疾病过程、利用遗传学方法生产海洋药品、清洁海洋污染物和神经科学进行了研究。 综合海洋学研究部(MBRD)是一个多学科交叉相互合作部门。组员包含物理学家、生物学家、化学家和海洋地质学家、工程师、技术人员、教育教授及行政管理人员。研究领域包含浮游底栖生态学、海岸带到大洋动力学、数据到信息系统,研究方法包含野外作业、试验室研究和计算机模拟。
海洋生物研究部(IOD)研究方向关键包含细胞生物学、生态生物学、微生物学、生理学。具体包含藻类生物燃料、胚胎发育生物化学、文昌鱼发育、发育模式演变、功效基因组学、胚胎是怎样感知和对环境压力和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
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种遗传结构、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、生物演变和发展、生物保护学;海洋病毒、细菌和浮游植物,和在生态环境作用、共生微生物和海洋无脊椎动物、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;线粒体功效等。 地球物理和行星物理研究所(IGPP)是加里福尼亚大学校一级研究所,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。研究关键包含地震、地理学和行星物理学研究。地震学研究具体包含,利用本期、区域和全球地震网络监测地震活动,包含地震等级、地震起源、地震原因等等。该所研究项目有南加里福尼亚地壳动力学,全球性长久地震观察网建设,地震灾难、强度、地震机理和地球结构研究,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,研究专题属于多学科交叉。研究关键领域包含地球化学、宇宙化学(陨石,小行星和其它行星体),古海洋和古气候,地层学和沉积学,地球生物学和古生态学,全球和区域结构学,古地磁学和水文地质等。
气象、大气科学和物理海洋学(CASPO)研究海洋-大气相互作用物理机制,其中也包含到和化学、生物、水循环及社会问题。气候科学家关键从事海-气耦合模型研究,并对于相关水资源、能源系统进行分析。大气科学家关键从事大气环流、云、降水、化学成份和辐射短期和长久改变,并解释和估计这些改变。研究对应传感器、制订无人机、
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卫星人物,绘制全球大气模型等。物理海洋学家关键从事海洋观察和理论数值模型计算,包含海流、波浪、温度和盐度改变。气象、大气科学和物理海洋学不停设计新仪器,如传感器、无人机、水下滑翔机等。
海洋物理试验室(MPL)研究关键关键包含五大类别,包含海洋环境声学、信号处理、海洋物理学、地球物理学和海洋技术,在海洋试验、开发仪器设备、数据分析、理论建模等领域含有很强实力。海洋环境声学包含一系列广泛研究,包含环境噪声、传输效应、声学衰减和散射特征、海洋哺乳动物。信号处理包含理论和自适应滤波、海面混响、探测技术和波束形成理论。海洋光学研究包含海水光学性质、海水散射、吸收和
衰减特征,和卫星海洋遥感研究。地震、雷达反演算法研究,基于观察数据提取模型参数信息,利用全球优化算法求解。带噪音遥感研究,如利用重新边摸地震噪声跟踪风暴等。才外,还包含海岸带观察研究、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)关键科学家美国斯克里普斯海洋学研究所共取得过三次诺贝尔奖。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文件分析软件,对Scripps海洋研究所近所发表5503篇论文进行了研究,找出了发表论文数量排名前10位科学家见表2-2,排名前5位华人科学家见表2-3。另外,经过对Scripps海洋研究所专利进行检索,发觉专利数量较少,不含有统计意义,所以没有列出。 表2-1诺贝尔奖取得者列表保罗克拉兹(PaulCrutzen)(荷兰人)、
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马里奥莫林(MarioMolina)(墨西哥人)和舍伍德罗兰
(F.SheRwoodRowland)(美国人)取得了1995年诺贝尔化学奖,表彰她们在平流层臭氧化学研究领域所做出贡献,尤其是提出了平流层臭氧受人类活动影响问题,并进行了深入研究。
PaulCrutzen1933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声誉教授,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,尤其在开拓和臭氧相关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大家面前,她指出:人类活动释放少许物质能够损害全球范围臭氧。Crutzen把平流层研究引导上正确道路。 MarioMolina1943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。她作为博士后研究人员加入了Rowland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,总统科技顾问委员会委员。
CIPCC作用在全方面、客观、公开和透明基础上,评定和了解人为引发气候改变、这种改变潜在影响和适应和减换方案科学基础相关科技和社会经济信息。Sccrips海洋研究所是政府间气候改变专门委员会(IPCC)组员。
表2-2发表论文数排名前10位科学家
GerwickWH,博士,海洋生物技术和生物药品中心教授。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品研
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究、海洋天然药品发觉、蓝藻分子遗传学、分子进化及合成等研究。 FenicalW,博士,海洋生物技术和生物药品中心主任、海洋学教授。研究领域包含海洋生物多样性及海洋生物保护、环境和人类健康、海洋生命等研究。
RussellLM,博士,气象、大气科学和物理海洋学教授,研究领域包含气溶胶化学及物理特征、气溶胶-云之间相互作用、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位华人科学家华人在Scripps有发表论文统计人数在20人左右,表2-3给出了发表论文排名前5位人员。 谢尚平,博士,1984年毕业于山东海洋学院(现中国海洋大学),1991年于日本东北大学取得博士学位,1991~1994年前后在美国普林斯顿大学和华盛顿大学做科学研究,1994~1999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)海洋气候研究组责任人、夏威夷大学大气科学系教授;20XX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关键创始人命名RogerRevelle讲座教授一职。关键从事海洋及大气动力学、卫星遥感应用、海气相互作用、气候改变等方面研究。
(三)关键合作团体基于科学引文扩展数据库(SCIE)论文数据,利用Bibexcel文件分析软件,和Pajek可视化工具,采取作者共现分析方法,针对斯克里普斯海洋研究所关键6个研究部门,绘制了合作
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团体。图2-2至图2-8中,圆圈大小代表作者发表论文数量,线粗 细代表合作次数,并在合作网络右侧给出了学术团体和组员产出情况。 图2-2海洋生物技术和生物药品中心(CMBB)图2-2给出了海洋生物技术和生物药品中心(CMBB)关键合作情况,集中在1个合作团体内。合作团体以GerwickW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品研究、海洋天然药品发觉、蓝藻分子遗传学、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)关键合作情况,MBRD合作比较广泛,依据聚类分析结果,关键集中在4个合作
团体内。团体1以MooreB和JensenP为代表,关键从事海洋生物多样性、海洋生命等研究。团体2以HollandN和HollandL为代表,关键从事海洋生命领域研究。团体3以PalenikB为代表,关键从事海洋生物多样性研究。团体4以SmithJ和SandinS为代表,关键从事环境和人类健康领域研究。
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)关键合作情况,在IOD研究部中,关键分为2个合作团体。团体1以LevinL为代表,关键从事生物多样性及生物保护领域研究。团体2以LandryM和TaylorA为代表,关键从事海洋生物、加利福尼亚海洋环境等领域研究。
图2-5地球物理和行星物理研究所(IGPP)图2-5给出了地球物理和行星物理研究所(IGPP)关键合作情况,在IGPP研究部中,关键分
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为2个合作团体。团体1以FrickerH为代表,关键从事冰川和气候领域研究。团体2以StaudigelH和KoppersA为代表,关键从事领域全球气候改变、全球环境改变、理论和建模研究。
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)关键合作情况,在GRD研究部中,关键分为2个合作团体。团体1以WeissR为代表,
关键从事地球化学、冰川和气候领域研究。团体2以HiltonD为代表,关键从事地球化学、环境灾难领域研究。
图2-7气象、大气科学和物理海洋学(CASPO)图2-7给出了气象、大气科学和物理海洋学(CASPO)关键合作情况,在CASPO研究部中,关键分为2个合作团体。团体1以CayanD,DettingerM为代表,关键从事全球改变和加利福尼亚当地环境情况研究。团体2以RussellL和PratherK为代表,关键研究领域包含气溶胶化学及物理特征、气溶胶-云之间相互作用、海-气交换、有机气溶胶、大气纳米粒子等研究。
图2-8海洋物理试验室(MPL)图2-8给出了海洋物理试验室(MPL)关键合作情况,在GRD
研究部中,关键分为3个合作团体。团体1以HodgkissW为代表,关键从事海洋中光学和声学中传输模型研究。团体2以WigginsS为代表,关键研究领域包含海洋声学及仪器。团体3以StramskiD为代表,从事海洋光学领域研究。
三、法国海洋开发研究院(一)介绍11..基础情况法国海洋开发研
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究院(IFREMER)成立于1984年5月,由原在布雷斯特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FrenchResearchInstituteforExploitationoftheSea,简称IFREMER。法国海洋开发研究院是一个含有工业和商业性质公开机构,由法国高等教育和研究部、生态部和可连续发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专门从事海洋开发研究和计划关键部门。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对外讲话人。
22..经费预算法国海洋开发研究院经费收入关键来自国家政府拔款,年度预算为约合2.13亿欧元,其中并不包含国际经费。
33..设施发展法国海洋开发研究院设施关键包含海洋科考船、数据中心、测试中心和大型科学计算中心。
20XX年建立了法国海洋科考船队联合服务中心,第一期四年。服务中心由法国国家科学研究、法国海洋开发研究院、法国极地中心和发展研究所支持。法国海洋研究船队由7艘远洋船只
(MarionDufresne,Pourquoipas,L\"Atalante,Thalassa,LeSurot,AntaandAlis)、深海机器人和6个海岸带调查船组成。7艘远洋船只能够进行除极地以外其它海洋区域海洋调查,长短在30米-120米,船只能够进行海底地形测量,水下采取,沉积物岩芯搜集等工作。另外,法国海洋开发研究院和海军签署了合作协议,能够使用
Beautemps-Beaupr号,并和海洋设施交换小组(OFEG)建立了合作关系,加强和其它六个欧洲国家在船只使用上合作。深海机器人包含
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深海载人机器人鹦鹉螺号、无人水下机器人Victor6000(下水深度可达6000米),和拖曳式声呐、地震设备和采样等设备。6个海岸带调查船,分别为Europe号,GwenDrez号,Thalia号,CtesdelaManche号,TethysII号andHaliotis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处理和存档中心(Cersat)、海洋学现场数据coriolis中心、观察和估计系统、Quadrige2海洋带监测数据库、海洋数据网欧洲基础设施海洋学数据管理、带有地理信息海洋数据(Sextant)和渔业信息系统和海洋科学信息系 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。测试设备关键有四种类型,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、校准和计量测试试验室。
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、基因序列分析和海洋工程、流体机械、结构设计等方面全部需要密集型计算需求。大型科学计算中心含有256个计算节点,每个节点包含两个intel处理器,每个节点全部有24GB内存。 44..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。
55..机构设置法国海洋开发研究院新任院长是Jean-YvesPerrot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
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资源和环境、物理资源和深海生态系统、海洋学和生态动力学和海洋和数字基础设施;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、和海外机构法属波利尼西亚中心;26个工作站;和支撑部门,分别为科学信息、通讯中心、调整和机构关系中心、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、商业发展和海军设施和操作。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,研究项目包含渔业资源管理:存量评定、种群改变、资源动态等;海岸带和海洋生态学;浮游动物研究;海岸水质及贝类生产区域观察和监测;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,研究项目包含海洋学数据中心建设;海洋和气候动力学、生物化学和地球化学;海洋监测业务化;大陆架研究;海岸带生态系统动态评定和监测;可连续发展水产养殖;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,沿海生态系统演化和监控;海洋和健康;生态渔业;可连续水产养殖;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;沿海生态系统评定和监测;可连续水产养殖;海洋和健康;海岸带保护。 海外机构,开展和当地合作研究。
FranoisJACQ院长PascalePESSEY-MARTINEAU信息中心主任PhilippeLEBRAS国内协调员GillesLERICOLAIS欧洲与国际事务主任
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Marie-HlneTUSSEAU-VUILLEMIN科学部主任BenotBELIAEFF生物资源和环境系主任LionelLEMOINE物理资源与深海生态系统系主任Jean-FranoisCADIOU海洋学与生态动力学系主任PierreCOTTY海洋与数字基础设施主任PhilippeLEMERCIER海外总代理
DominiqueGODEFROY北海海峡中心分所所长AntoineDOSDAT布列塔尼中心分所所长LuayHANCHING大西洋中心分所所长GrardRIOU地中海中心分所所长MarcTAQUET太平洋中心分所所长PatrickVINCENT首席执行官代表OrlandoCOLONNEAUX首席会计师LocGOURMELEN人力资源主任BatriceROCHET法律事务主任CorinneCHARONDIERE经济合作发展部主任BertrandABRAHAM财务部主任BertrandABRAHAM海事业务主任
图3-1法国海洋开发研究院组织机构图66..研究方向生物资源和环境研究部(RBE),下设14个研究小组:基因改良、动物健康和环境研究(SG2M,拉罗谢尔、LaTremblade、南特);生物地球化学、生态毒理学研究(BE,布列斯特、南特及LaSeyne);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);渔业生态和建模(EMH,南特);环境微生物学和藻类毒素(BIODIVENV,布列斯特);渔业资源-北海海峡(HMMN,BoulognesurMer);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、生态系统和可连续水产养殖研究(SMT,努米和圣文森特);海洋有机物功效生理学(PFOM,Argenton、布列斯特);法属波利尼西
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亚海洋资源(RMPF,塔希提岛)和渔业科学和技术(STH,洛里昂)。 工作包含渔业、水产养殖、生态毒理学、微生物学及生物技术领域研究。意在提升对海洋资源利用能力及其可连续发展水平。这些对世界经济发展意义重大,尤其是渔业和水产养殖。BenoitBeliaeff为研究部主任,基地在大西洋研究中心。
物理资源和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)和技术研究(RDT,布列斯特)。
工作包含海洋地质学研究、海洋能源和深海生态系统和相关技术和测试设施研发。LionelLemonie为部门主任,研究基地在布列塔尼中心。在20XX年之前,该部门被称为卡诺研究所,关键进行海洋矿产和能源资源可连续开发和利用研究。现在,该部门研究具体包含:1)大陆边缘形成理论研究,采取高分辨率地震仪放置海底,研究地球物理模型及边界评定,大陆边缘是全球改变指标,同时也富有系统资源,如烃类资源,这类研究含有很高社会经济意义;2)地质和地球化学改变过
程中包含热液活动和大洋中脊,定位不一样地质环境中热液活动情况,找出活跃区域,控制硫化物矿化规模,该部门研究提升了海底勘探效率;3)地质灾难研究,针对石油勘探及海底电缆敷设时,避免地质灾难发生过程中带来风险;4)生态系统研究,多学科交叉研究,关键包含深海生态系统和生物群落及生态环境之间相互作用、生物多样性和人类对环境影响研究。
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海洋学和生态动力学研究部(ODE),下设3个研究小组:滨海环境和水产养殖资源沿海试验室、沿海环境动力试验室(DYNECO,布列斯特和南特)、物理海洋试验室(LPO)和海洋空间试验室(LOS)。 工作包含海洋环境监测、观察和海岸带、海洋中尺度及大尺度动力学。Yann-HervDeRoeck为部门主任,研究基地在布列塔尼中心。研究具体内容包含:利用Argo、卫星数据等观察、分析及模拟不一样尺度离岸海洋环流;在近岸和离岸水域之间水动力循环;波浪和涌浪研究,海-气交换及机械能分析;沉积物运移,包含形态学改变、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,入侵物种扩散时空性质;海岸带生态系统改变;数据网络环境和健康监测;海洋生态系统(微生物、浮游动物、开发利用物种)动力学研究,可连续渔业和水产养殖,评定社会经济生态系统;滑翔机、无人驾驶飞机技术创新,数据传输技术、传感器技术等。
海洋和数字基础设施研究部(IMN),下设3个研究小组:水下系统小组(SM,LaSeyne);科考船及船载设备(NSE,布列斯特和LaSeyne);信息系统和海洋数据服务(IDM,布列斯特和南特)。
关键包含海洋船队、水下机器人、大型数据库及应用、ARGO浮标、海底EMSO观察计划等项目,为海洋科研提供基础设施。PierreCotty为部门主任,研究基地在布列塔尼中心。具体工作包含:1)船队和水下机器人技术支持,该部门依据科研需
求,构思、设计、建设、操作和管理和船队、水下机器人、船上装载系统相关技术项目;2)大型基础设施建设技术支持,研究团体开发
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并操作大型计算机系统,用于海洋数据搜集、校正、处理、存放和分发,满足法国和欧洲其它国家需求,Ifremer是欧洲海洋数据库海洋数据项目责任人,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)计算机及通讯服务,为Ifremer全部站点提供计算机和通讯技术支持服务。
(二)关键科学家基于科学引文扩展数据库(SCIE)论文数据,利用Bibexcel文件分析软件,对法国海洋开发研究院近所发表4295篇论文进行了研究,找出了发表论文数量排名前10位科学家,见表3-1。经过检索文件和查询官方网页发觉法国海洋开发研究院华人只包含访问学者、交流学生,还未有全职人员,所以未列出华人名单。另外,基于汤姆森世界专利数据库,对法国海洋开发研究院近公开专利情况进行了分析,发觉法国海洋开发研究院专利数量较少,所以只给出了专利数量排名前5位科学家(详见表3-2)。 表3-1发表论文排名前10位科学家
PierreBoudry,博士,功效生理学研究室主任。研究领域为双壳类基因组学,包含海洋双壳类数量遗传、育种、多倍体和细胞遗传学、基因组学和基因表示研究。参与大量法国和欧盟项目。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)评审教授、国家和国际项目评审委员。
PeterDavies,博士,物理资源和深海生态系统研究技术研发室主任。研究研究领域包含深海技术结构研究,包含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
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材料老化、潮汐涡轮叶片耐久性、在波浪载荷下涡轮叶片改变情况。 TristanRenault,博士,生物资源和深海生态系统,研究包含软体动物健康、遗传及微生物学,关键是利用分子生物学和基因组学研究疾病和贝类免疫系统。具体来说包含:鲍鱼病毒DNA检测、牡蛎中农药检测、太平洋牡蛎疫情和传染病研究、太平洋牡蛎免疫效果研究、识别基因病毒编码方法、并和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中能够看出,法国海洋开发研究院专利全部集中在南特生物技术和海洋资源研究中心或是技术服务中心。
PatrickDurand,博士,关键从事硅藻、褐藻多糖研究。具体研究包含细胞离心分配色谱装置、含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、取得硫酸多糖方法和由未加工褐藻类脱氧半乳聚糖制得多糖硫酸盐,抗凝血剂和抗互补剂,及其制备方法。
(三)关键合作团体基于科学引文扩展数据库(SCIE)论文数据,利用Bibexcel文件分析软件,和Pajek可视化工具,采取作者共现分析方法,对发表论文数量在10篇以上法国海洋开发研究院作者进行了分析,并采取聚类方法,共分出7个关键合作网络。详见图3-2至图3-8,其中圆圈大小代表作者发表论文数量,线粗细代表合作次数,同时在合作网络右侧给出了学术团体,和组员产出情况。
图3-2海洋生物生理功效学研究合作团体图3-2给出了海洋生物生理
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功效学研究合作团体,合作团体以BoudryP,HuvetA和Lapegue为主,具体研究包含双壳类尤其是牡蛎数量遗传、育种、多倍体和细胞遗传学、基因组学和基因表示等。
图3-3空间海洋学研究合作团体图3-3给出了空间海洋学合作团体,合作团体以ChapronB,ArdhuinF,ReulN和CollardF为主,具体包含合成孔径雷达,土壤湿度和海...
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