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    海洋探测技术问题

    2018-11-16 19:45:27 来源:  作者:
    聊聊
    标签:修好 李兴营

     人类用科学方法进行海洋科学考察已有100余年的历史,而大规模、系统地对世界海洋进行考察则仅有30年左右。现代海洋探测着重于海洋资源的应用和开发,探测食油资源的储量、分布和利用前景,监测海洋环境的变化过程及其规律。在海洋探测技术中,包括在海洋表面进行调查的科学考察船、自动浮标站,在水下进行探测的各种潜水器,以及在空中进行监测的飞机、卫星等。

    科学考察船

    建造专用科学调查船始于1872年的英国“挑战者”号。该船长226英尺,排水量2300t,使用风力和蒸汽作为动力。从1872年起,历经4年时间环绕航行,观测资料包括洋流、水温、天气、海水成分,发现了4700多种海洋生物,并首次从太平洋上捞取了锰结核。

    1888~1920年,美国的“信天翁”号探测船测东太平洋。1927年德国的“流星”号探测船首次使用电子探测仪测量海洋深度,校正了“挑战者”号绘制的不够准确的海底地形图。

    据统计,70年代初全世界总共有科学考察船800多艘,10年后增加到1600艘,其中美国300多艘原苏联200多艘,日本180多艘。

    日本海洋科学技术中心最近宣布,它们研制的无人驾驶深海巡航探测器"浦岛"号,在3000米深的海洋中行驶了3518米,创造了世界记录。"浦岛"号全长9.7米、宽1.3米、高1.5米、重7.5吨,水中行驶速度为4节,巡航速度为3节,最大潜水深度是3500米,是这家海洋研究机构的主要设备之一。"浦岛"号上安装着高精度的导航装置及观测仪器,使用锂电池作动力。这艘无人驾驶的深海探测器,使用无线通信手段向海面停泊的母船"横须贺"号上传送了用水中摄像机拍摄的深海彩色图像。日本海洋科学技术中心认为,这一装置在世界上居领先地位。以这次航行试验成功为基础,海洋科学技术中心还计划开发性能更高的无人驾驶深海探测器,并且使用燃料电池作动力源。

    海洋科学调查船担负着调查海洋、研究海洋的责任,是利用和开发海洋资源的先锋。它调查的主要内容有海面与高空气象、海洋水深与地貌、地球磁场、海流与潮汐、海水物理性质与海底矿物资源(石油、天然气、矿藏等)、海水的化学成分、生物资源(水产品等)、海底地震等。其中极地考察和大洋调查等活动,为世界各国科学家所瞩目。大型海洋调查船可对全球海洋进行综合调查,它的稳性和适航性能好,能够经受住大风大浪的袭击。船上的机电设备、导航设备、通讯系统等十分先进,燃料及各种生活用品的装载量大,能够长时间坚持在海上进行调查研究。同时,这类船还具有优良的操纵性能和定位性能,以适应各种海洋调查作业的需要。

    海洋卫星

    卫星技术在海洋开发中的应用十分广泛。海洋卫星在几百千米高空能对海洋里许多现象进行观测。这是因为它有一些特殊的本领。比如测量海水的温度,用的就是遥感技术。当太阳发出的电磁波到达海面时,能量的分布是不均匀的。利用遥感技术就可以帮助我们测量海面的温度及其特征。数据经电脑分析后,就可得到海面温度的情况,最后打印成一张海面温度分布图。由于几乎是同步观测后得到的数据,所以观测结果很真实。

    如果让海洋卫星来测量海浪的高度,就要用主动遥感技术。它就好像照相机使用闪光灯一样。雷达成像系统就是一种主动微波遥感,它可以用来测量海浪的高度。它是利用海面"粗糙度"不同的原理来进行的。光波射到海面,如果海面没有浪,就会呈现海平如镜的状态,即为光滑面。这时,从卫星上发出的雷达波就会产生镜反射,雷达接收不到回波。如果海面有波浪,就会变得"粗糙",波浪越大,海面越"粗糙",这时,雷达波就会向各个方向散射,产生漫反射,于是,雷达就会收到一部分回波。因此,波平如镜的海面,在雷达正片上就显得比较亮。根据回波信号的强弱以及雷达波的角度,通过电脑就可以算出海面的粗糙度,从而得知海浪的高度。

    目前,海洋地质调查和技术手段主要有:利用人造卫星导航和全球定位系统(GPS),以及无线电导航系统来确定调查船或观测点在海上的位置;利用回声测深仪,多波束回声测深仪及旁测声纳测量水深和探测海底地形地貌;用拖网、抓斗、箱式采样器、自返式抓斗、柱状采样器和钻探等手段采取海底沉积物、岩石和锰结核等样品;用浅地层剖面仪测海底未固结浅地层的分布、厚度和结构特征。用地震、重力、磁力及地热等地球物理办法,探测海底各种地球物理场特征、地质构造和矿产资源,有的还利用放射性探测技术探查海底砂矿。

    全文摘自:pan.baidu.com/s/1eQ22OZw

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