在遼闊浩渺的海面上，海洋科考船劈波斬浪、風雨兼程。一次次航次調查取樣，奠定了我國海洋科學底層的基石。而他——南京信息工程大學海洋科學學院副院長丘仲鋒，從18歲第一次看到海那刻起，就注定了他與海洋科研有解不開的情緣，從此成為一次次航次調查的參與者。
作為21世紀成長起來的海洋科學青年專家，丘仲鋒見證、參與了我國海洋科學快速發(fā)展的新航程。追隨丘仲鋒的航線，按圖索驥，可以窺見我國近20年來的海洋科學發(fā)展歷程。
丘仲鋒
結緣海洋，一往情深
1997年，18歲的丘仲鋒考入廈門大學。報到的時候，看慣了山間風物的丘仲鋒才第一次看到海，曾經(jīng)在文學作品中對海洋的印象第一次復刻進了現(xiàn)實，神秘又浪漫。雖然高考志愿填報海洋學專業(yè)實屬偶然，但自那一刻起，他對這個專業(yè)便開始無限憧憬。正所謂，結緣海洋——情不知所起，卻一往而深。
“我當時學的是海洋物理專業(yè)，最主干的課程是海洋聲學，聲學是海洋水體環(huán)境探索一種最主要的手段。得益于當時學科的全面設置，我們在學習水聲之外，把海洋涉及的學科都系統(tǒng)地學了一遍，包括物理海洋、海洋生物、海洋化學、海洋地質，甚至包括海洋法等，此外，還有數(shù)字電路、模擬電路、信號與系統(tǒng)等工科基礎課程，非常全面。這些專業(yè)知識的學習使我對海洋充滿了全方位的興趣，也為將來從事海洋研究打下了很好的基礎?！本瓦@樣，在廈門大學系統(tǒng)全面的4年學業(yè)結束以后，丘仲鋒被保送到中國科學院海洋研究所。
在中國科學院海洋研究所，丘仲鋒的研究方向大體上圍繞著海洋探測，同時也做了一些海洋環(huán)境、生態(tài)環(huán)境的課題?！敖佑|到生態(tài)環(huán)境的課題后，尤其是接觸了水質生態(tài)環(huán)境后，我意識到水質問題對人類的影響、對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響非常大，這項工作意義重大。所以接下來的這么多年，我的工作主要圍繞著海洋環(huán)境探測開展，包括對水質生態(tài)環(huán)境的探索?！?/p>
從2006年完成博士學業(yè)起的5年時間，丘仲鋒留在中國科學院海洋研究所做助理研究員、副研究員，繼續(xù)他的海洋研究。其間，兩年的法國馬賽地中海大學博士后和半年的香港中文大學博士后工作經(jīng)歷，帶給了他不一樣的體驗。圍繞興趣開展的科研，更加純粹的學術工作，以及這些在學科上有著深厚積淀的團隊的科研氛圍，都促進使丘仲鋒在此后的科研教學中形成獨特的風格。
回首近十年的求學生涯，丘仲鋒感慨萬千。他最難忘的是恩師們的關照，引領他走出了一條不斷攀登的科研路。
丘仲鋒說，本科期間，物理海洋學專家胡建宇老師就給他埋下了從事科研工作的種子。“本科畢業(yè)論文設計那半年，我一直跟著胡老師和他的團隊出海處理數(shù)據(jù)、寫程序，他完全把我當研究生要求，對我的影響非常大。最后，我的本科畢業(yè)論文在胡老師的指導下，發(fā)表在了《海洋科學》上，那應該是我科研的起步?！?/p>
而丘仲鋒本科時的班主任陳明茹老師，則鼓勵他走上了科研道路。“在我最迷茫的時候，陳老師的關心和鼓勵為我指明了方向。因為我是家里的長子，責任比較重，家里也希望我早點工作。所以我大學四年級沒有準備考研，已經(jīng)要去找工作了。那時，陳老師和我聊天，她覺得我應該能夠再往上走，那樣我的人生、事業(yè)可能會更好。一席話讓我個人的觀念有了轉變，從此走上了不同的道路?！?/p>
研究生期間，連同導師何宜軍老師在內，丘仲鋒身邊的老師都是真正的海洋科學家。他們踏實、專注的工作態(tài)度，讓丘仲鋒很受觸動?！霸谒麄兊难蘸透姓傧?，在那樣的氛圍下，我愿意跟隨他們做海洋研究，希望能為我們國家做點貢獻。”
老師們的影響在丘仲鋒這里實現(xiàn)了代際傳遞，他把這些感悟與體會應用到了帶學生和團隊中去?！拔矣X得培養(yǎng)學生最重要的，就是建立一個標準，讓他知道應該做什么事。其實我覺得，知識是一方面，能力更重要，經(jīng)驗一定要有。我讓他們出海，讓他們做培養(yǎng)測試，給他們推一些標準，這樣的話，不管學生本身的情況怎么樣，通過幾年的培養(yǎng)，他就能具備一定的科學素養(yǎng)，擁有思考問題、解決問題的能力，我覺得這就是一個很好的學生。當然，有些學生有更多的自主特點，我們可以給他們更多的啟發(fā)?！?/p>
明德格物，立己達人
從2011年年底至今，丘仲鋒已經(jīng)在南京信息工程大學工作了9個年頭，南京的這些年對他來說是又一種成長。
走進南京信息工程大學，“明德格物、立己達人”的校訓首先映入眼簾?！懊鞯赂裎铩闭Z出《禮記·大學》，取“德才兼?zhèn)洹⒁缘聻橄取敝?，意為立德修身、篤學求是。“立己達人”語出《論語·雍也》，取中國知識分子“獨善其身、兼濟天下”之意，意為自律自強、盡責盡心。這八字校訓所表達的風骨，在丘仲鋒身上體現(xiàn)得淋漓盡致。
南京信息工程大學的前身是南京氣象學院，辦學特色鮮明，大氣科學入選國家“雙一流”建設學科，在教育部一級學科評估中蟬聯(lián)全國第一、獲評A+等級，氣象學為國家重點學科，地球科學、工程學、計算機科學、環(huán)境科學與生態(tài)學4個學科躋身ESI學科排名全球前1%。
“海氣不分家，大氣的驅動很大一塊在海上。當時我們學校大氣類學科是國內最齊全的，做得非常好。但是，如果只發(fā)展單一學科，學校在發(fā)展過程中就會遇到瓶頸。瓶頸在哪兒？大氣相關學科已經(jīng)是全國第一了，再往上走，純粹地做大氣肯定不夠，還需要其他跟大氣相關聯(lián)的學科，比如海洋、水文、信息、環(huán)境等學科的發(fā)展，能夠反過來促進大氣學科的提升。再加上我們國家對海洋越發(fā)重視，將海洋開發(fā)上升為國家戰(zhàn)略，所以當時校領導就有意愿準備成立海洋學院?！鼻鹬黉h說，正是這個契機讓他來到了南京信息工程大學。其實回過頭看，這個看似順理成章的選擇，丘仲鋒在當時也是下了不小決心的。
海洋環(huán)境探測是與海洋衛(wèi)星工程建設、海洋環(huán)境安全保障、全球氣候變化密切相關的重大前沿課題。海洋科學學院成立后，丘仲鋒繼續(xù)相關課題研究，成果接踵而至，尤其是“海洋動力和生態(tài)環(huán)境要素探測理論方法與遙感應用研究”榮獲2018年江蘇省科學技術獎一等獎，標志著學院上了一個新臺階。
作為項目第三完成人，丘仲鋒深入?yún)⑴c其中。這個項目的歷程可以溯源到15年前。而項目的完成單位——南京信息工程大學和中國科學院海洋研究所，是丘仲鋒學習、工作的地方?？梢哉f，這個項目的成果，正是由丘仲鋒和所在團隊一脈相承的努力和在科研工作中點滴積淀培育出來的。
經(jīng)過近15年的努力，在國家原“863”計劃等項目的持續(xù)支持下，該項目闡明了新型傳感器海洋微波遙感機理，建立了一套完備的海洋動力環(huán)境遙感研究方法體系；揭示了渾濁水體固有光學特征變異的驅動機制，建立了生態(tài)環(huán)境要素遙感信息提取方法；構建了典型海洋災害遙感監(jiān)測新理論與新技術，解決了高海況和復雜水體海洋動力和生態(tài)環(huán)境關鍵要素遙感探測的難題，提出近岸海域波浪觀測和遠海水體剖面生態(tài)要素觀測的新策略。
此外，項目還取得了一系列創(chuàng)新成果：揭示了新型干涉與極化雷達海面高風速和海浪遙感機理，建立了以理論建模、系統(tǒng)仿真、信息反演為框架的海洋動力環(huán)境要素遙感研究方法體系；揭示了近海渾濁水體固有光學變異特征的驅動機制，構建了面向復雜水體生態(tài)環(huán)境要素的系列區(qū)域化遙感模型；構建了海洋環(huán)境災害（臺風、溢油、綠潮）探測關鍵技術，發(fā)展了全球海洋拖曳系數(shù)和斯托克斯漂流信息獲取方法，研發(fā)了近岸海域波浪觀測系統(tǒng)。
在項目攻關過程中，丘仲鋒帶領團隊建立了區(qū)域化的復雜水體懸浮物、葉綠素等一系列生態(tài)環(huán)境要素遙感反演模型，提高了中高渾濁水體的遙感算法適用性和反演精度，為項目的成功做出了重要貢獻。
對于海洋遙感應用來說，這個項目的成功意義非凡。它突破了一系列典型海洋環(huán)境災害探測關鍵技術，研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的岸基雷達波浪觀測設備。這些研究成果為我國近海海洋災害監(jiān)測和災后損失評估提供了有效的觀測數(shù)據(jù)和科學決策；為我國近海交通運輸、漁業(yè)生產(chǎn)、應急搜索救助等提供了可靠的服務信息保障；為我國自主海洋衛(wèi)星進行全球海洋環(huán)境探測奠定了堅實的理論基礎和技術支撐；為我國海洋環(huán)境安全保障、海洋資源調查、海洋與氣候變化研究提供了重要科學依據(jù)；為我國空間海洋遙感領域培養(yǎng)了一批專業(yè)技術骨干和拔尖人才。
與此同時，項目研究成果豐富和發(fā)展了海洋環(huán)境遙感探測研究的理論與方法，拓展了海洋遙感應用領域，深化了對新型衛(wèi)星傳感器海洋遙感機理的認知，為我國自主海洋衛(wèi)星進行全球海洋環(huán)境探測奠定了堅實的理論基礎和技術支撐。
該項目研究成果在BAMS、JGR、GRL、IEEE TRGS、RSE等國際著名學術期刊上發(fā)表SCI論文136篇，SCI他引1170次；其中8篇代表性論著被SCI引用132次（他引90次）。他引期刊和著作包括RSE、GRL、IEEE TGRS等國際權威刊物和世界著名出版機構Elsevier出版的學術專著。項目主要完成人多次參加國際學術會議，宣講主要創(chuàng)新成果，得到了國際同行的積極評價。項目研究成果獲國家發(fā)明專利4項，并在原國家海洋局第二海洋研究所石油平臺項目中開展了海面風、浪、流觀測示范性應用。
而這一系列榮耀的背后，是一磚一瓦搭建新院系的辛勤付出，以及一點一滴培養(yǎng)團隊的巨大努力。
團隊合影
專注遙感，拓展應用
21世紀“海上絲綢之路”、海洋安全保障、海洋資源調查、海洋與氣候變化研究、“透明海洋”和“智慧海洋”建設亟須海洋環(huán)境探測提供科學決策。
針對這些需求，丘仲鋒帶領研究團隊，圍繞海洋水質生態(tài)環(huán)境遙感的兩個關鍵科學問題——“海水顆粒物對水體光學特性影響機制”和“近海復雜水體水質生態(tài)要素信息提取方法”，開展了系統(tǒng)深入的研究，為我國近海水質生態(tài)環(huán)境的衛(wèi)星遙感監(jiān)測提供了理論基礎和技術支撐。
近5年來，在國家原“863”計劃、國家自然科學基金等項目的持續(xù)支持下，丘仲鋒團隊在我國近海開展了17個航次的觀測，初步認清了顆粒物及水體光學特性的時空分布變化規(guī)律，揭示出水體顆粒固有光學特征變異的驅動機制，建立了近海復雜水體水質生態(tài)要素的系列遙感信息提取方法，并進行了結合遙感與數(shù)值模擬的海洋生態(tài)災害監(jiān)測應用。
在上述項目攻關過程中，懸浮物粒徑對海水光學性質及遙感算法的影響是一個難題?！昂Ｋ鈱W性質與許多海洋過程及海洋生態(tài)系統(tǒng)密切相關，受顆粒物性質影響很大，粒徑就是其中一項重要因素，影響著水體吸收散射等光學特性及水體中光的輻射傳輸，其分布跨度達到12個級別，對水色要素濃度的遙感反演影響很大?！鼻鹬黉h介紹，開展粒徑對水體光學性質及遙感算法的影響研究，不僅有利于了解區(qū)域水體光學特征，而且對于發(fā)展適合我國的水色遙感算法，具有重要的科學意義，但在以往中國近海的研究中較少涉及。
2013年至今，丘仲鋒負責的國家自然科學基金面上項目“懸浮物粒徑對海水光學性質及遙感算法影響研究”和“低于2微米海水小顆粒的物理特征及其光散射的響應機制研究”，就是通過理論數(shù)值模擬、現(xiàn)場觀測和室內實驗，研究顆粒物特性對水體光學的影響及貢獻，不同波長水體光吸收、散射特性受粒徑影響情況，粒徑與成分、密度等特性對水體光學性質的聯(lián)合影響，并評估遙感反演算法所受影響程度，進行可能的算法改進。
丘仲鋒和團隊希望通過這些項目的研究，了解中國典型海域顆粒物對水體光學性質的影響機制，解決顆粒物對水體后向散射影響及對遙感算法影響的關鍵科學問題，為提高懸浮物濃度反演精度、發(fā)展適合算法打下基礎。
“懸浮顆粒物是海洋水體中重要的物質之一，其對海洋水體光學性質、諸多海洋過程、海洋生態(tài)系統(tǒng)以及海洋光學遙感有著重要的意義。為此，我們做這個項目的時候，針對我國海域，基于多個航次的調查數(shù)據(jù)，以懸浮顆粒物粒徑為切入點，開展了懸浮顆粒物的粒徑分布特征及其模擬模型、固有光學量特性及其受控因素，以及懸浮顆粒物粒徑和有效截面的遙感估測模型等相關研究內容?！鼻鹬黉h介紹，2013年至2016年期間，項目組成員搭載“東方紅2”科考船，參加了國家自然科學基金委組織的黃渤海共享航次7次，開展了黃渤海海洋光學調查，獲取了800多個站點數(shù)據(jù)資料?！霸诖罅康挠^測資料基礎上，我們建了一個黃渤?，F(xiàn)場生物光學數(shù)據(jù)庫?！?/p>
通過對海量數(shù)據(jù)的獲取與分析，丘仲鋒和團隊有了三項重要發(fā)現(xiàn)：
一是，黃渤海懸浮顆粒物的粒徑分布呈現(xiàn)出明顯的空間變化特征，小顆粒物通常主導近岸水體，而大顆粒物主導遠岸水體；在垂直空間上，懸浮顆粒物粒徑分布呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)差異，夏季由于水體明顯的層化現(xiàn)象，上層顆粒物比下層大，而冬季在風浪作用下水體混合充分，使得粒徑垂向分布更加均勻。同時研究發(fā)現(xiàn)，在黃渤海，模擬懸浮顆粒物粒徑分布的常用冪律模型在不同的參考粒徑下呈現(xiàn)出不同的模擬精度，為此提出了一種新的混合式粒徑分布模型，相比單一模型，該模型具有更高的模擬精度。
二是，懸浮顆粒物的衰減和后向散射特性的一級變異主要由懸浮顆粒物的有效截面積濃度控制；而二級變異本質上則受懸浮顆粒物粒徑、密度、物質組成、折射率的綜合影響，相比之下，懸浮顆粒物的粒徑能夠解釋二級變異最大比例的變化，而密度和折射率的影響次之，物質組成的影響最小；同時發(fā)現(xiàn)利用懸浮顆粒物粒徑、密度、折射率和物質組成可以對其衰減和后向散射特性的二級變異進行有效的模擬，并建立了高精度的模擬模型。
三是，為了利用遙感技術，豐富對懸浮顆粒物屬性的認識和研究，基于懸浮顆粒物粒徑與遙感反射率的相關關系，建立了懸浮顆粒物中值粒徑的經(jīng)驗遙感估算模型；同時，也建立了基于懸浮顆粒物比后向散射系數(shù)的懸浮顆粒物中值粒徑遙感估算半分析模型；此外，基于懸浮顆粒物有效截面積與光學參量的強相關性，建立了懸浮顆粒物有效截面積的經(jīng)驗遙感反演模型，這些模型能夠成功地用于現(xiàn)有衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，具有較好的反演精度。以上研究發(fā)現(xiàn)為黃渤海海水光學特性的全面理解、水體光輻射傳輸機制的揭示、耦合光學參量的海洋過程和生態(tài)系統(tǒng)的相關研究以及水色遙感技術的進一步發(fā)展，提供了重要的科學依據(jù)和技術支撐。
這些研究成果豐富和發(fā)展了海洋光學遙感的理論與方法，拓展了海洋水色遙感的應用，為更好地利用光學遙感進行海洋水質生態(tài)環(huán)境探測提供了堅實的基礎和支撐。
航次調查，醉心研究
茫茫天海之間，廣闊無際，實驗船就是一個孤島般的存在，與外界隔絕、信息不通，有時還會出現(xiàn)停電的情況。就是這樣一個特殊的實驗場所，丘仲鋒和團隊一去至少十天，最長的時候甚至是“一待就是兩個月”。有時候海況不好，大風大浪，暈船嚴重。種種問題伴隨著，但實驗不能出差錯。丘仲鋒調侃極端情況的情景：“往往是一邊做實驗，一邊抱著一個桶隨時準備吐。”
“我們做海洋研究的，要是不去海上做實驗、不去現(xiàn)場看，根本無法了解海洋到底是怎么樣的，那對海洋是沒有感情的?！逼诤Ｉ系目蒲泄ぷ?，讓18歲以前沒見過海的丘仲鋒在此后的人生中與海結下了不解情緣。條件雖苦，丘仲鋒卻樂在其中。
在丘仲鋒給記者展示的一份航次調查報告中，有這樣一段描述：“2017年1月1日至17日（冬季）在長江口—東海區(qū)域進行航次調查，通過斷面和走航航次觀測、關鍵站點浮標—潛標時間序列觀測、海底沉積觀測、遙感資料時間序列分析，結合數(shù)值模擬技術，從多時空尺度上對長江口—東海生態(tài)環(huán)境變化過程與機理和長期演變規(guī)律開展多學科綜合調查與研究。航次收集數(shù)據(jù)情況如下：其中，冬季航次采集遙感反射率數(shù)據(jù)48條，獲取葉綠素樣品154個、CDOM樣品214瓶和顆粒物樣品141個；夏季航次采集遙感反射率39條、葉綠素樣品140個、CDOM樣品140瓶和顆粒物樣品135個。2017年5月14日至2017年5月27日開展了一次春季航次，該航次依托于國家自然科學基金委2016年東海共享開放航次，搭載‘向陽紅18’科學考察船，通過定點過程性觀測、船基走航和大面調差，獲取海區(qū)理化生地等參數(shù)的綜合數(shù)據(jù)集和樣品集，包括氣象水文要素、生源要素、理化因子、遙感光學和相關要素、懸浮顆粒物、葉綠素、浮游植物診斷色素等?！?/p>
這段記述只是丘仲鋒及其團隊參與的眾多航次調查中的冰山一角?？梢钥闯觯氈碌牟蓸?，不僅包括數(shù)據(jù)、樣品，還包括海區(qū)理化生地等參數(shù)的綜合數(shù)據(jù)，而且不同季節(jié)和時間也都要分別采樣。上述樣品和數(shù)據(jù)的獲取，是參與國家重點研發(fā)計劃“海洋光學遙感探測機理與模型研究”里的研究內容，對以藻類顆粒物和黃色物質為主的二類水體的吸收系數(shù)特性開展研究，探索水體懸浮顆粒物固有光學量的二階變異特性，并深入分析二階變異特性與懸浮顆粒物本質屬性，包括平均粒徑、平均表觀密度、折射指數(shù)和組成之間的聯(lián)系。
丘仲鋒說，像這樣的出海取樣航次調查工作，是后續(xù)整個研究工作鏈條中的第一步?！皬谋举|上來講，海洋環(huán)境探測是幫助了解海洋、認識海洋的一種手段。所以在很多時候，我們需要與做動力環(huán)境或生態(tài)環(huán)境的研究人員聯(lián)合，對應他們的需求獲取數(shù)據(jù)，然后提供給他們，跟他們交流，從他們那里再得到信息反饋，對數(shù)據(jù)獲取的準確性等加以改進，促使我們更好地去發(fā)現(xiàn)、去探索?！?/p>
海霧能見度方面的工作，就是這樣一個不同研究之間互相促進的案例。丘仲鋒介紹，這項研究是基于全球首顆靜止軌道海洋水色衛(wèi)星，在無中紅外通道的前提下，通過建立海霧、低云和中高云的真實光譜數(shù)據(jù)集，分析其光譜特征，挖掘出能夠有效提取海霧的光譜指數(shù)，進而設定相關閾值，建立海霧遙感提取算法，并利用實測數(shù)據(jù)進行優(yōu)化改進，最后將新算法用于長時間衛(wèi)星數(shù)據(jù)，分析理解黃海海霧的時空分布規(guī)律。在此基礎上，建立針對黃海海上能見度反演算法并分析其時空變化特征，以期為黃海海霧及能見度的準確數(shù)值預報提供科學支持。這個項目讓海洋環(huán)境探測與海氣相互作用研究之間有很好的合作，海霧提取算法實現(xiàn)從衛(wèi)星對海霧能見度的探測，對海霧生成、消散等研究提供支撐；海霧性質及機理研究又從微物理層面給海霧探測提供參照，兩者相互促進。
另一項多研究合作促進的工作是X波段測波雷達系統(tǒng)的研制。丘仲鋒主持的國家原“863”項目“X波段雷達產(chǎn)品化技術研究”，通過與電子科技大學等單位合作，經(jīng)過團隊成員十幾年的研究攻關，且在大連獐子島、平潭等海域長達3年多現(xiàn)場觀測試驗，研制出一套海面波浪監(jiān)測系統(tǒng)，融合了獨創(chuàng)的海浪參數(shù)雷達提取技術?；诠潭ǖ钠脚_或移動的船只，該系統(tǒng)可用于測量有效波高、主波周期、主波波長和波向等海浪參數(shù)，以及海浪的一維頻率譜和二維波數(shù)譜；另外，也可同時獲取海表面流速、流向、風速和風向資料。該成果具有探測精度高、實時性好、穩(wěn)定性強等優(yōu)點，能在無人監(jiān)管下自行運行，對于海上工程建設、航行安全、軍事登陸作戰(zhàn)等活動具有重要作用。國產(chǎn)X波段雷達測波系統(tǒng)的成功研制，將打破國外產(chǎn)品的壟斷，對提高海洋環(huán)境現(xiàn)場探測技術國產(chǎn)化水平做出積極貢獻。
海洋對于人類社會生存和發(fā)展具有重要意義。海洋孕育了生命、連通了世界、促進了發(fā)展。站在國家大力倡導建設海洋強國的風口浪尖，對團隊未來的工作重點和方向，丘仲鋒心中已經(jīng)有了規(guī)劃：“海洋環(huán)境探測作為海洋研究和開發(fā)利用非常重要的部分，我們這個團隊一方面同相關科研院所研究團隊開展緊密合作；另外一方面同海洋相關業(yè)務部門進行交流與討論，從中找出相關的結合點，成立聯(lián)合體，以便今后進一步開展相關研究工作?！?/p>
從18歲到40歲，丘仲鋒已經(jīng)在海上“漂”了22年。醉心海洋科學的他，也散發(fā)著海洋帶給他的熱血與浪漫。每一次航次調查時，他都喜歡久久遙望著遼闊無邊的天海之間，那里有遠航的目標和前進的方向……
附錄
創(chuàng)新成果一：初步認清了顆粒物及水體光學特性的時空分布變化規(guī)律，揭示出水體顆粒固有光學特征變異的驅動機制。
基于中國近海水體復雜多變的特征，利用17個航次現(xiàn)場調查資料，初步認清研究海區(qū)水體顆粒物濃度、粒徑、密度及色素成分等顆粒屬性的分布規(guī)律，以及水體吸收散射固有光學特性的差異規(guī)律；發(fā)展了水體顆?；旌鲜搅椒植寄Ｐ?，揭示了水體懸浮顆粒特性的時空變異規(guī)律。
在統(tǒng)一的生物光學框架下，初步揭示了水體顆粒固有光學特征變異的驅動機制和控制因素，闡明水體顆粒固有光學特性的一階影響因素并非顆粒濃度，而是顆粒的截面積濃度；揭示出后向散射效率呈現(xiàn)出明顯的聚類特征，可區(qū)分有機大顆粒主導和無機小顆粒主導的兩類顆粒物。
探索了水體顆粒固有光學量的二階變異特性，率定了水體衰減及散射的光譜變化規(guī)律、時序性變化特征、與水體組分物理特性的關聯(lián)關系，量化了懸浮顆粒物粒徑、密度、濃度、物質組成等對水體衰減及后向散射特性的影響程度，其本質上受懸浮顆粒物粒徑、密度、物質組成、折射率的綜合影響，粒徑能夠解釋二級變異中最大比例的變化，而密度和折射率的影響次之，物質組成的影響最小，然而，對比光束衰減系數(shù)和比后向散射系數(shù)影響更大的是顆粒物密度而非顆粒粒徑。
創(chuàng)新成果二：構建了近海水體顆粒特性的系列遙感算法模型，開展了滸苔與馬尾藻海洋生態(tài)災害遙感監(jiān)測應用。
在水體顆粒濃度遙感反演算法研究方面，建立了一系列區(qū)域化模型，包括葉綠素a濃度的半分析算法、神經(jīng)網(wǎng)絡反演算法，顆粒物濃度的經(jīng)驗算法、聯(lián)合算法，有色可溶性有機物(CDOM)濃度經(jīng)驗算法，以及濁度的直接反演算法等一系列生態(tài)環(huán)境要素遙感反演模型，提高了中高渾濁水體的遙感算法適用性和反演精度；
在與水體顆粒關聯(lián)的生物光學參數(shù)遙感反演方面，建立了顆粒中值粒徑、折射率、顆粒等效密度等的遙感估算經(jīng)驗模型，以及漫射衰減系數(shù)、透明度、吸收系數(shù)、后向散射系數(shù)等半分析模型，并首次提出水體顆粒物有效截面濃度的遙感估測模型方法，發(fā)展了適用于我國近海水體的浮游植物粒徑等級遙感反演算法，拓展了水色遙感技術在海洋要素探測方面的應用范圍；
搭建了黃海滸苔與馬尾藻海洋生態(tài)災害遙感監(jiān)測應用系統(tǒng)，建立了滸苔和馬尾藻人工神經(jīng)網(wǎng)絡快速檢測模型，開發(fā)了漂浮藻漂移擴散數(shù)值模式，得到了準確的滸苔和馬尾藻分布變化監(jiān)測信息。
專家簡介
丘仲鋒，南京信息工程大學海洋科學學院副院長，國家衛(wèi)星氣象中心遙感應用室副主任（掛職），學術任職有：中國海洋學會海洋物理分會第六屆理事、中國光學工程學會第一屆海洋光學專家委員會委員等。
近年來，丘仲鋒帶領研究團隊，以海洋環(huán)境探測為專業(yè)領域方向，圍繞海水顆粒物對水體光學特性影響機制、近海大氣與環(huán)境生態(tài)要素信息提取方法、海洋環(huán)境探測裝備研制及海洋環(huán)境信息可視化等關鍵科學問題，開展了系統(tǒng)深入的研究，為我國海洋環(huán)境探測提供了理論基礎和技術支撐。近5年，其研究成果在國際著名學術期刊上發(fā)表SCI論文46篇，其中第一作者或通訊作者發(fā)表SCI論文29篇，得到了國內外同行的積極評價和廣泛認可。
來源：《科學中國人》
