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世界六大海洋科研中心创新资源研究报告

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2020年6月23日
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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、 项目管理、 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基本情况、 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, 并对她们的研发方向、 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．基本情况
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: 大部分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; 同时也有部分工业界资金, 包括赞助研究和知识产权收入等。
3．设施发展
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项目包括: 与沙特国王大学-国王阿卜杜拉科技大学的合作计划, 以及美国海洋观测计划( Ocean Observatories Initiative, OOI) 的沿海和全球节点计划。另外, 多个美国与国际海洋科学大计划的中心曾经或正设立在WHOI, 其中包括: 全球通量联合研究计划、 全球海洋生态系统动力学计划、 国际大洋中脊地球与生命科学综合研究组织( — 设在WHOI) 、 美国洋中脊 计划以及美国海洋碳循环生物化学计划等。
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MIT／WHOI毕业生已成为美国及国际海洋科学技术的领导骨干。
, 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、 设施和服务人员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计划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因此及海洋生命研究所。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, 开展伍兹霍尔资助计划。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系设置能够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服务。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, 能够为海岸带和气象学研究提供一个连续的多学科数据。另外, 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。当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项目( IOEB) 及部分海底地震仪。
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。 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70 前海洋浮游植物及其相关病的遗传特征。研究表明, 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; 经过海洋盆地海流传输的热、 盐度以及其它海水性质的变化; 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, 同时在海岸带领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基础研究中涉及的规定。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 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, 既能够反映科学家的论文的数量又能够反映质量。另外, 基于汤姆森路透专利数据库, 对WHOI近 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。大部分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。当前研究的重点是由于海洋中二氧化碳的增加和其它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; 赤潮及其它藻华现象; 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。 , 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; - 任国际大洋中脊地球与生命科学研究组织( InterRidge) 主席; 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的具有创造性、 重要性, 以及持续性的贡献”; 当选美国科学促进会会士, 以表彰她”对地震学和海洋构造学研究的杰出贡献”; 她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、 项目工程及项目管理。
Christopher M. Reddy, 博士, 海洋化学与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, 能够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, 能够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, 当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. 基本情况
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。19 由W.E.里特教授创立, 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, 开始全面研究海洋。当前, 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) 、 国家海洋与大气总署( NOAA) 、 国防部、 能源部以及其它政府部门。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、 购买设备等起到了非常重要的作用。
3. 设施发展
斯克里普斯海洋学研究所操作五艘海洋科考船: Roger Revelle( AGOR 24) 号、 Melville号、 New Horizon号、 Gordon Sproul号以及当前在建的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FLIP( 100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因此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, 该系统能够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, 能够模拟海水的各种波动。另外, 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”深海钻探计划”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, 其它学术研究人员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。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服务。
5. 机构设置
斯克里普斯海洋学研究所基本上分为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。另外, 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。
另外, 研究所下设多个管理与服务部门, 包括斯克里普斯水族馆( 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( 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基础研究、 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发展。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分离出一种化学物质, 这种物质具有治疗乳腺癌和卵巢癌的潜力。其它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它抗炎药带来的副作用。这被认为是一项革命性的突破, 当前, 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。当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; 另外, 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、 生物的演变和发展、 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。该所的研究项目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 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。另外, 经过对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, 表彰她们在平流层臭氧化学研究领域所做出的贡献, 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, 特别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”, 她指出: 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。她作为博士后研究人员加入了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, 总统科技顾问委员会委员。
IPCC的作用在全面、 客观、 公开和透明的基础上, 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基础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, 1991～1994年先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)海洋气候研究组负责人、 夏威夷大学大气科学系教授; 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合作比较广泛, 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. 基本情况
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. 设施发展
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。
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、 法国极地中心以及发展研究所支持。法国海洋研究船队由7艘远洋船只( Marion Dufresne, Pourquoi pas, L'Atalante, Thalassa, Le Suroît, Antéa and Alis) 、 深海机器人以及6个海岸带调查船组成。7艘远洋船只能够进行除极地以外其它海洋区域的海洋调查, 长短在30米-120米, 船只能够进行海底地形测量, 水下采用, 沉积物岩芯收集等工作。另外, 法国海洋开发研究院与海军签署了合作协议, 能够使用Beautemps - Beaupré号, 并与海洋设施交换小组( OFEG) 建立了合作关系, 加强与其它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, Côtes 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