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        海洋探測技術問題

        2014-03-11 19:45:27 來源:  作者:
        聊聊

         人類用科學方法進行海洋科學考察已有100余年的歷史,而大規模、系統地對世界海洋進行考察則僅有30年左右。現代海洋探測著重于海洋資源的應用和開發,探測食油資源的儲量、分布和利用前景,監測海洋環境的變化過程及其規律。在海洋探測技術中,包括在海洋表面進行調查的科學考察船、自動浮標站,在水下進行探測的各種潛水器,以及在空中進行監測的飛機、衛星等。

        科學考察船

        建造專用科學調查船始于1872年的英國“挑戰者”號。該船長226英尺,排水量2300t,使用風力和蒸汽作為動力。從1872年起,歷經4年時間環繞航行,觀測資料包括洋流、水溫、天氣、海水成分,發現了4700多種海洋生物,并首次從太平洋上撈取了錳結核。

        1888~1920年,美國的“信天翁”號探測船測東太平洋。1927年德國的“流星”號探測船首次使用電子探測儀測量海洋深度,校正了“挑戰者”號繪制的不夠準確的海底地形圖。

        據統計,70年代初全世界總共有科學考察船800多艘,10年后增加到1600艘,其中美國300多艘原蘇聯200多艘,日本180多艘。

        日本海洋科學技術中心最近宣布,它們研制的無人駕駛深海巡航探測器"浦島"號,在3000米深的海洋中行駛了3518米,創造了世界記錄。"浦島"號全長9.7米、寬1.3米、高1.5米、重7.5噸,水中行駛速度為4節,巡航速度為3節,最大潛水深度是3500米,是這家海洋研究機構的主要設備之一。"浦島"號上安裝著高精度的導航裝置及觀測儀器,使用鋰電池作動力。這艘無人駕駛的深海探測器,使用無線通信手段向海面停泊的母船"橫須賀"號上傳送了用水中攝像機拍攝的深海彩色圖像。日本海洋科學技術中心認為,這一裝置在世界上居領先地位。以這次航行試驗成功為基礎,海洋科學技術中心還計劃開發性能更高的無人駕駛深海探測器,并且使用燃料電池作動力源。

        海洋科學調查船擔負著調查海洋、研究海洋的責任,是利用和開發海洋資源的先鋒。它調查的主要內容有海面與高空氣象、海洋水深與地貌、地球磁場、海流與潮汐、海水物理性質與海底礦物資源(石油、天然氣、礦藏等)、海水的化學成分、生物資源(水產品等)、海底地震等。其中極地考察和大洋調查等活動,為世界各國科學家所矚目。大型海洋調查船可對全球海洋進行綜合調查,它的穩性和適航性能好,能夠經受住大風大浪的襲擊。船上的機電設備、導航設備、通訊系統等十分先進,燃料及各種生活用品的裝載量大,能夠長時間堅持在海上進行調查研究。同時,這類船還具有優良的操縱性能和定位性能,以適應各種海洋調查作業的需要。

        海洋衛星

        衛星技術在海洋開發中的應用十分廣泛。海洋衛星在幾百千米高空能對海洋里許多現象進行觀測。這是因為它有一些特殊的本領。比如測量海水的溫度,用的就是遙感技術。當太陽發出的電磁波到達海面時,能量的分布是不均勻的。利用遙感技術就可以幫助我們測量海面的溫度及其特征。數據經電腦分析后,就可得到海面溫度的情況,最后打印成一張海面溫度分布圖。由于幾乎是同步觀測后得到的數據,所以觀測結果很真實。

        如果讓海洋衛星來測量海浪的高度,就要用主動遙感技術。它就好像照相機使用閃光燈一樣。雷達成像系統就是一種主動微波遙感,它可以用來測量海浪的高度。它是利用海面"粗糙度"不同的原理來進行的。光波射到海面,如果海面沒有浪,就會呈現海平如鏡的狀態,即為光滑面。這時,從衛星上發出的雷達波就會產生鏡反射,雷達接收不到回波。如果海面有波浪,就會變得"粗糙",波浪越大,海面越"粗糙",這時,雷達波就會向各個方向散射,產生漫反射,于是,雷達就會收到一部分回波。因此,波平如鏡的海面,在雷達正片上就顯得比較亮。根據回波信號的強弱以及雷達波的角度,通過電腦就可以算出海面的粗糙度,從而得知海浪的高度。

        目前,海洋地質調查和技術手段主要有:利用人造衛星導航和全球定位系統(GPS),以及無線電導航系統來確定調查船或觀測點在海上的位置;利用回聲測深儀,多波束回聲測深儀及旁測聲納測量水深和探測海底地形地貌;用拖網、抓斗、箱式采樣器、自返式抓斗、柱狀采樣器和鉆探等手段采取海底沉積物、巖石和錳結核等樣品;用淺地層剖面儀測海底未固結淺地層的分布、厚度和結構特征。用地震、重力、磁力及地熱等地球物理辦法,探測海底各種地球物理場特征、地質構造和礦產資源,有的還利用放射性探測技術探查海底砂礦。

        全文摘自:pan.baidu.com/s/1eQ22OZw

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