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海洋科研發展與執法能量

分類 | 資訊新知

作者 | 施義哲(國家海洋研究院綜合規劃及人力培訓中心主任)

關鍵字 | 海洋科研、科研計畫、海域執法

內文:

海洋權益的維護,有賴強而有力的執法與裝備,推陳出新的現代科技則是海域執法任務最好的輔助。本篇簡單介紹海洋科學研究的發展與執法能量。

海洋是各先進國家科技發展的重要領域,對於海洋資源開發、拓展海洋空間及權益,與日俱增。海洋科技是永續發展的根基,我國應更加重視海洋科技,活絡人才培育和運用,發展高端的海洋科技,建立更穩固的科技根基來支撐且合理利用與保育海域資源、永續發展的現代海洋國家。而從戰略的角度觀之,以往的觀點,是誰掌握了海洋、誰就擁有全世界,而新世代的觀點,是以全方位的軍事競爭、經濟競爭和科技競爭,海洋科技水準和創新能力,已經在海洋的激烈競爭中占主要的地位。意即誰掌握了完整的海洋科研資訊,誰就擁有全世界,顯見海洋科研的重要。

海洋科技發展概述

海洋科學是研究地球上海洋的自然現象、性質及其變化規律,以及和開發與利用海洋有關的知識體系。其研究對象即為占地球表面近71%的海洋,其中包括海洋中的水體以及溶解或懸浮於海水中的物質,生存於海洋中的生物,也有海洋底邊界之海洋沉積和海底岩石,以及海洋側邊界之河口、海岸地區,還有海洋的上邊界之海面上的大氣邊界層等,它的研究內容包括海水的運動規律、海洋中的物理、化學、生物、地質、生態、大氣科學、水文科學等均有密切的關係。

隨著科技的發達,人類對海洋資源開發的能力有很大精進,越來越多的國家對其沿海海洋資源與開發也逐漸重視。此外,海洋科學與技術的快速變遷使得海洋產業之工作環境及所需知識也隨之改變,產業界對於海洋專業人才的需求內涵也與傳統海洋產業不同。例如,隨著海洋運輸科技的發展,需要熟知海洋運輸系統與e化環境物流管理人才;海洋管理專業人才,需要熟悉海洋事務相關領域;海洋漁業之船員幹部,需要具備使用科技資訊、熟知海洋法律、海洋事務管理及語文溝通等能力;養殖產業則除需要養殖專業能力外,更需要生物科技、環境管理、監測及管理行銷之人才等,相關領域所需人才之層級、數量、內涵及培育模式乃為當前及未來海洋界發展重點。

國際海洋科技發展概況

海洋蘊藏豐富水資源、海洋能源、礦物資源、生物資源及觀光資源,海洋成為各國爭相重視的寶藏。例如,海洋中石油資源佔全球總量27%至45%,天然氣資源佔全球總量50%至55%;海洋資源的開發成為促進經濟發展的重要策略,當前國民所得超過2萬美元之國家,有80%為濱海及面海的國家。

在國際海洋科技發展國家中,美國幾乎是群龍之首,成為國際海洋科技領域的領導者,如斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)、伍茲霍爾海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)及各著名大學的海洋研究所等,其他國家則因為資源與產業的發展方向,而各有千秋。而美國、日本及其他歐洲國家的海洋科技之所以發達,究其根本在於擁有完整有效的國家海洋科技技術與創新系統,為其海洋科技活動提供基礎與後盾。而分析這些先進海洋科研國家之特點與優勢可歸結幾個重點:1. 重視海洋科學技術創新規劃;2. 注重海洋科研人才的培養;3. 海洋科技創新投入;4. 國家科技法規的擬定;5. 海洋產業的輔助;6. 海洋科技的國際合作等。

海洋環境有其獨特性,資源的分布有其複雜性,海洋的科技研究需要世界各國的合作,充分的發揮各國優勢,在海域進行長時間的監測、調查和研究。美國在國際海洋科技合作也倡議和主導大型的國際海洋科研合作的研究計畫,例如:國際地球生物圈計畫(International Geosphere-Biosphere Programme, IGBP)、世界大洋環流實驗(World Ocean Circulation Experiment, WOCE)、熱帶海洋和全球大氣方案(Tropical Ocean and Global Atmosphere Programme, TOGA)、全球海洋通量聯合研究(Joint Global Ocean Flux Study, JGOFS)、大洋鑽探計畫(Ocean Drilling Program, ODP)、全球海洋觀測計畫(Global Ocean Observing System, GOOS)、世界氣候研究計畫(World Climate Research Programme, WCRP)等。如全球海洋觀測系統(GOOS)由政府間海洋學委員會(Intergovernmental Oceanographic Commission, IOC)、世界氣象組織(WMO)、國際科學聯合理事會(ICSU)和聯合國環境規劃署(UNEP)發起,總部設在巴黎。主要功用在提供海洋環境現況、海洋資訊評估和預報、氣化變遷預測等,提供有效、安全和永續利用的海洋環境。GOOS 2030策略願景是成為一個真正的全球海洋觀測系統,提供永續發展、安全福祉和繁榮所需的基本資訊。而其任務是領導海洋觀測並建立夥伴關係,建立一個綜合,反應迅速和持續的觀測系統。

海洋科技領域重大海洋研究計畫的推行,不僅促進了各國海洋科技的交流,也加速了海洋科研的整合,推動海洋科技的持續發展。

海域執法能量

海洋科學領域逐漸成長茁壯,不論是在海洋科研的硬體或軟體方面皆有初步基礎,而其成果提供海域執法之能量建構如下:

  1. 海洋科研裝備:都卜勒流速剖面儀(Acoustic Doppler Current Profiler, ADCP)、拖曳式海洋資料蒐集系統、多功能水質監測紀錄系統等。海洋委員會海巡署艦隊分署(前身為「海巡署海洋巡防總局」)為了能有效的執行海上搜索救助任務,自民國98年起陸續添購了表面海流浮標(Datum Marker Buoy, DMB),107年開始與台灣海洋科技研究中心(TORI)合作輕型浮標;配合任務需求,巡防艦艇在海上執勤時,可施放DMB、ADCP、海水監測等儀器,並追蹤其浮標漂流軌跡、以掌握精確的海流等海象資訊及瞭解海洋環境狀況,這些現場實測數據對海上搜救任務的順利執行極具重要性。
  1. 建置海洋資料庫:建置周邊水域的海洋資料庫,提供海域執勤任務的參考,海洋資料庫包括海難資料庫、轄區水文資料庫、海洋環境資料庫、海洋油污指紋資料庫、海洋資源資料庫等。建立轄區水文資料庫,藉由友軍單位的研究船所探測成果,針對實驗目的,由研究船實際於研究海域選定特定測站位置進行海水探測,以瞭解區域內海水之溫度、鹽度及密度等重要水文資料,判斷其物理特性並研究其海水主要來源。
  1. 無人飛行載具(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)裝備:為確保海域(岸)安全之目的,目前已運用機動、迅速之無人飛行載具,結合巡防區指揮體系,於海域、岸際實施偵巡任務,發揮預警功能,期能迅速應處狀況。同時也頒布了相關的執行作業規範,驗證實際任務,以完善勤務標準程序。UAV在各領域已被很多國家使用,在執法應用上非常廣泛,如查緝走私、協助消防勘查與人員救護任務;亦有使用UAV進行海洋環境保護與海岸環境勘查,如潛在危險地貌的侵蝕速率調查。透過UAV的偵查資料,可快速準確地分析大型空間資訊,再結合地理資訊系統,即能掌握海域環境狀況與勤務作業條件。目前國家海洋研究院也協助海巡署UAV機隊進行國土監測的科技專業訓練,以協助建立系統性海岸地區影像圖資大數據庫,將可做為國土變遷監測之政策參據。

結論

世界各國在科技領域不斷地向海洋拓展其探索能力,因此積極發展海洋科學、海洋環境監測與其基礎設施,而取得的相關海洋資訊與海洋科研成果則是提供海洋治理、海洋管理、海洋規劃與海洋永續之基礎。

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